Hallo an alle Kurze Frage, nur um zu bestätigen dass ich richtig liege: Die Ausgangsimpedanz eines OPAMPs ist nur wichtig wenn die Last sehr niederohmig ist, richtig? Zbsp : wird eine Last ZLast=Z0 betrieben, so steht der Last nur noch 1/2 der Ausgangsspannung zur Verfügung. Die Ausgangsimpedanz(wie in den Datenblättern über die Frequenz dargestellt), hat jedoch keine Aussage wie gut der OP zBsp eine kapazitive Last treiben kann, oder ?? Vielen Dank
Interessante Frage. Ich wuerde es so sehen: Wie gut ein OP mit einer kapazitiven Last klar kommt haengt von seiner externen Beschaltung ab, ausserdem natuerlich auch von der Innenschaltung des OPs selber und sein Ausgangswiderstand ist ein Teil davon. So gesehen gibt es da sicher eine gewisse Abhaengigkeit. Und dann ist ja eines der Verfahren um mit kapazitiven Lasten klar zu kommen das man die Ausgangsimpedanz durch einen Widerstand erhoeht. Mit anderen Worten, es kommt drauf an. :) Olaf
Auf Seite 9 rechts oben ist ein Bild mit der Ausgangswiderstand bei verschiedenen Verstärkungen. Dieser Ausgangswiderstand bildet zusammen mit deiner externen Last einen Spannungsteiler. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/60812fd.pdf Wie gut der Opamp mit kapazitiven Lasten klarkommt hängt auch von internen Kompensationsmaßnahmen ab. Es gibt bei jedem Hersteller ein paar wenige Opamps die speziell für kapazitive Belastungen optimiert wurden.
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Olaf schrieb: > Und dann ist ja eines der Verfahren um mit kapazitiven > Lasten klar zu kommen das man die Ausgangsimpedanz durch einen > Widerstand erhoeht. Es wird also die Last resistiv stark erhöht? Helmut S. schrieb: > Auf Seite 9 rechts oben ist ein Bild mit der Ausgangswiderstand > bei > verschiedenen Verstärkungen. Dieser Ausgangswiderstand bildet zusammen > mit deiner externen Last einen Spannungsteiler. > https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/60812fd.pdf > Aber diese innere Impedanz ist doch nicht rein resistiv?! Und je nach Datenblatt wird die Ausgangsimpedanz mit Closed Loop und manchmal mit Open Loop angebeben. Aus dem Graphen könnte man ja schließen dass die innere Ausgangsimpedanz von der Rückführung abhängig ist, bzw erst durch einsetzen einer Rückführung wird die Ausgangsimpedanz "verkleinert", im gegensatz zu Open loop. Wie kommt des ? Ich dachte die Ausgangsimpedanz wäre intern durch die verschaltung und Bauteilen "festgelegt" ? lG
> Ich dachte die Ausgangsimpedanz wäre intern durch die verschaltung und
Bauteilen "festgelegt" ?
Die Impedanz der Endstufe im Opamp wird um den Faktor der
Verstärkungsreserve bei Gegenkopplung reduziert.
Annahme:
Ohne Gegnkopplung Rout=300 Ohm. Die Leerlaufverstärkung bei 100kHz
betrage noch 100.
Wenn man jetzt eine Verstärkung von 10 von außen einstellt, dann hat man
noch eine Verstärkungsreserve von Faktor 100/10 = 10.
Die Ausgangsimpedanz beträgt dann Rout=300Ohm/10=30 Ohm.
Bei externer Belastung mit 1kOhm beträgt dann die tatsächliche
Verstärkung nur noch Faktor 9,7 statt 10.
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opverstehen schrieb: > Hallo an alle > > Kurze Frage, nur um zu bestätigen dass ich richtig liege: > > Die Ausgangsimpedanz eines OPAMPs ist nur wichtig wenn die Last sehr > niederohmig ist, richtig? > > Zbsp : wird eine Last ZLast=Z0 betrieben, so steht der Last nur noch 1/2 > der Ausgangsspannung zur Verfügung. Nein, falsch. Sofern die Versorgungsspannung hoch genug ist, spielt die Open-Loop Ausgangsimpedanz fast keine Rolle, da sie durch die Schleifenverstärkung geteilt wird. Also 1000 Ohm werden zu typisch 1-10 Milliohm bei DC. > > Die Ausgangsimpedanz(wie in den Datenblättern über die Frequenz > dargestellt), hat jedoch keine Aussage wie gut der OP zBsp eine > kapazitive Last treiben kann, oder ?? Nein, auch falsch. Die Ausgangsimpedanz bildet mit der kapazitiven Last einen R-C Tiefpass. Der bewirkt eine zusätzliche Phasendrehung (die Phasenreserve wird kleiner), und du hast am Ausgang Überschwinger. In Extremfällen wird die Schaltung sogar schwingen.
Helmut S. schrieb: > Annahme: > Ohne Gegnkopplung Rout=300 Ohm. Die Leerlaufverstärkung bei 100kHz > betrage noch 100. > Wenn man jetzt eine Verstärkung von 10 von außen einstellt, dann hat man > noch eine Verstärkungsreserve von Faktor 100/10 = 10. > Die Ausgangsimpedanz beträgt dann Rout=300Ohm/10=30 Ohm. > Bei externer Belastung mit 1kOhm beträgt dann die tatsächliche > Verstärkung nur noch Faktor 9,7 statt 10. Achso, weil die interne Ausgangsimpedanz in Reihe zur Gegenkopplung ist ABER, es ist doch gar nicht gewusst dass die interne Ausgangsimpedanz rein Ohmisch ist, die kann ja auch einen Kapazitiven Anteil haben?! Muss das nicht beachtet werden? Udo K. schrieb: > Nein, falsch. > Sofern die Versorgungsspannung hoch genug ist, spielt die Open-Loop > Ausgangsimpedanz fast keine Rolle, da sie durch die > Schleifenverstärkung geteilt wird. Aber gerade bei höherer Verstärkung (Open Loop) ist doch die Ausgangsimpedanz doch am höchsten ? > Nein, auch falsch. Die Ausgangsimpedanz bildet mit der kapazitiven > Last einen R-C Tiefpass. > > Der bewirkt eine zusätzliche Phasendrehung (die Phasenreserve wird > kleiner), und du hast am Ausgang Überschwinger. > In Extremfällen wird die Schaltung sogar schwingen. Oh ja guter Punkt! Darf man dann folgendes daraus herleiten: Je kleiner die Ausgangsimpedanz desto besser kommt der Op mit der Kapazitiven Last klar, da die Grenzfrequenz von dem gebildeten TP sich nach hinten verschiebt und somit auch die Phasendrehung ? Vielen Dank
> ABER, es ist doch gar nicht gewusst dass die interne Ausgangsimpedanz rein Ohmisch ist, die kann ja auch einen Kapazitiven Anteil haben?! Muss das nicht beachtet werden? Die Abschätzung mit dem ohmschen Widerstand war jetzt einfach eine Vereinfachung um das Prinzip zu zeigen. In Wirklichkeit hat die Leerlaufverstärkung schon ab 100Hz bereits 90° Phasendrehung. Dazu kommt dann noch bei höherer Frequenz eine zusätzliche Phasendrehung. > Je kleiner die Ausgangsimpedanz desto besser kommt der Op mit der Kapazitiven Last klar, da die Grenzfrequenz von dem gebildeten TP sich nach hinten verschiebt und somit auch die Phasendrehung ? Ja.
kev. schrieb: > Ich dachte die Ausgangsimpedanz wäre intern durch die verschaltung und > Bauteilen "festgelegt" ? Nicht nur. Der Ausgangswiderstand ist umso kleiner, je weniger der Ausgangsstrom Einfluss auf die Ausgangsspannung hat. Die Gegenkopplung versucht die Ausgangsspannung konstant zu halten und wirkt damit den Einfluss des Ausgangsstromes entgegen.
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opverstehen schrieb: > Zbsp : wird eine Last ZLast=Z0 betrieben, so steht der Last nur noch 1/2 > der Ausgangsspannung zur Verfügung. Wenn das der Fall ist, ist entweder die Beschaltung des OPs falsch oder die Versorgungsspannung zu klein. Die Ausgangsspannung wird bei einem gegengekoppelten OP durch einen Regelkreis festgelegt, nicht durch Ausgangsimpedanz von reinem OP und Lastimpedanz.
Sehr interessante Beiträge! Gerald K. schrieb: > Der Ausgangswiderstand ist umso kleiner, je weniger der Ausgangsstrom > Einfluss auf die Ausgangsspannung hat. Die Gegenkopplung versucht die > Ausgangsspannung konstant zu halten und wirkt damit den Einfluss des > Ausgangsstromes entgegen. Das teilt sich ja dann in zwei Fällen auf: -Last ist so klein dass der Maximale Strom vom Op gefordert wird und desswegen die Spannung nicht mehr gehalten werden kann -Phasendrehung zwischen Strom/Spg (resultierend aus Kapazitiver Last..) ? Wolfgang schrieb: > Wenn das der Fall ist, ist entweder die Beschaltung des OPs falsch oder > die Versorgungsspannung zu klein. Die Ausgangsspannung wird bei einem > gegengekoppelten OP durch einen Regelkreis festgelegt, nicht durch > Ausgangsimpedanz von reinem OP und Lastimpedanz. Oh Stimmt natürlich! Wenn ich die interne Ausgangsimpedanz messtechnisch erfassen wollen würde, könnte ich dann wie folgt vorgehen: Die Eingänge werden zusammengeschaltet und mit einem sagen wir mal 1k Widerstand gegen Masse geschaltet. Rückführung ist vorhanden um mehrere Verstärkungen durchzuprobieren. Mit einem Funktionsgenerator, dazu in Reihe geschaltet einen Widerstand treibe ich den AUSGANG des OP's. Dann messe ich die Ausgangsspannung gegen Masse. Durch Spannungsteiler von Ausgangsspannung und angelegte Spannung(FG) und bekannter Serienwiderstand könnte ich ja meine interne Ausgangsimpedanz abhängig der Frequenz bestimmen. Ist das richtig?
kev. schrieb: > Das teilt sich ja dann in zwei Fällen auf: -Last ist so klein dass der > Maximale Strom vom Op gefordert wird und desswegen die Spannung nicht > mehr gehalten werden kann Ich nehmen an, dass mit klein niederohmig gemeint ist, denn dann ist die Last groß. Ja, der Spannungsverlust kann nicht mehr ausgeregelt werden.
kev. schrieb: > Wenn ich die interne Ausgangsimpedanz messtechnisch erfassen wollen > würde, könnte ich dann wie folgt vorgehen: > Die Eingänge werden zusammengeschaltet und mit einem sagen wir mal 1k > Widerstand gegen Masse geschaltet. > Rückführung ist vorhanden um mehrere Verstärkungen durchzuprobieren. > Mit einem Funktionsgenerator, dazu in Reihe geschaltet einen Widerstand > treibe ich den AUSGANG des OP's. Dann messe ich die Ausgangsspannung > gegen Masse. Durch Spannungsteiler von Ausgangsspannung und angelegte > Spannung(FG) und bekannter Serienwiderstand könnte ich ja meine interne > Ausgangsimpedanz abhängig der Frequenz bestimmen. > Ist das richtig? Der Opamp wird in die Sättigung gehen, wegen der Offset Spannung. Du musst also bei DC für Verstärkung 1 sorgen, und bei AC für eine möglichst hohe Verstärkung, damit die Gegenkopplung nicht reinpfuscht. Also z.B. eine nichtinvertierende Schaltung mit einem R-C von 100 Ohm und 1 mF zwischen Masse und - Eingang, und 1Meg zwischen Ausgang und - Eingang. Der + Eingang liegt auf Masse. Dann kannst du mit dem Funktionsgenerator den Ausgangswiderstand messen. Noch eine Bemerkung: Im normalen Betrieb erscheint ein ohmscher Ausgangswiderstand wie ein Kondensator, weil die Schleifenverstärkung mit der Frequenz abnimmt.
kev. schrieb: > Die Eingänge werden zusammengeschaltet und mit einem sagen wir mal 1k > Widerstand gegen Masse geschaltet. Ich würde den nicht invertierenden Eingang auf Ground legen und den invertierenden Eingang mit dem Ausgang verbinden. Ja dann sollte die Messung möglich sein.
Nein, dann misst du nicht den Open-Loop Ausgangswiderstand Rout sondern den Rout / Schleifenverstärkung.
Udo K. schrieb: > Nein, dann misst du nicht den Open-Loop Ausgangswiderstand Rout > sondern den Rout / Schleifenverstärkung. Der Fall mit Gegenkopplung ist ja der Interessante, weil niemand den Opamp im "open loop" betreibt.
Eher nicht, da im Fall mit Gegenkopplung Rout praktisch keine Rolle spielt. Der Open-Loop Rout ist aber bei kapazitiver Belastung für die Stabilität wichtig. Den Closed-Loop Rout kannst du praktisch auch nur schwer messen.
kev. schrieb: > Aber diese innere Impedanz ist doch nicht rein resistiv?! > Und je nach Datenblatt wird die Ausgangsimpedanz mit Closed Loop und > manchmal mit Open Loop angebeben. Seriöse Datenblätter geben immer die Open Loop Ausgangsimpedanz an. Die Closed Loop Ausgangsimpedanz ist erstens sehr schwer zu messen, und zweitens meist irrelevant. Bei modernen Opamps mit Rail2Rail Ausgangsstufe ist die Ausgangsstufe selbst ein kleiner Verstärker (z.B. Monticelli Ausgangstufe). Da sind dann mehrere Rückkopplungspfade vorhanden, und der Ausgangswiderstand ist entsprechend kompliziert. Am Datenblatt vom opa2210 siehst du z.B. wie so eine Ausgangsimpedanz dann ausschauen kann. Beim klassischen LT1012 z.B ist der Ausgangswiderstand im wesentlichen ein ca. 150 Ohm Widerstand, wie man im Datenblatt gut sieht. So ein ohmscher Rout verhält sich durch die abnehmende Open-Loop Verstärkung wie eine Induktivität, und nicht wie eine Kapazität (wie ich weiter oben geschrieben hatte).
Udo K. schrieb: > Der Opamp wird in die Sättigung gehen, wegen der Offset Spannung. Bei OpenLoop dann erst recht, oder nicht? lG
Angehängte Dateien:
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out.PNG
11 KB
Wenn ich eine Verstaerkung einbaue, wie in dem Bild zu sehen. Schleicht sich durch den Pfad von der Rueckfuehrung kein Fehler ein? Denn da wird vom Funktionsgenerator doch auch ein Strom richtung Masse fliessen ?!
Du brauchst DC Verstärkung = 1 und eine sehr hohe AC Verstärkung. Im Post weiter oben habe ich dir so eine Schaltung beschrieben.
Udo K. schrieb: > Du brauchst DC Verstärkung = 1 und eine sehr hohe AC Verstärkung. DC Verstaerkung=1 um den Offset nicht zu verstaerken?
Udo K. schrieb: > > Den Closed-Loop Rout kannst du praktisch auch nur schwer messen. Der closed Loop Rout ist zwar klein aber nicht so schwer zu messen, jedenfalls nicht für die etwas höheren Frequenzen. Es ist eher so dass der open-loop Fall nicht so einfach zu messen ist, aber trotzdem wichtig ist. Die Kurven im Datenblatt sollte man auch mit etwas Vorsicht betrachten. Der Ausgangsstrom kann die Ausgangsimpedanz beeinflussen, denn i.A. sind es getrennte Ausgangstransistoren. Der Übergangsbereich kann dann noch einmal anders sein - vor allem bei OPs mit Übernahmeverzerrungen wie dem LM358.
Hallo, Wie hoch darf denn meine Spannung die ich in den Ausgang des OPs lege ueberhaupt sein? Also ich versuche ja mal den Strom auf ca max 30mA oder so zu begrenzen, jenachdem was im DB fuer den Maximalen Ausgangsstrom gegeben ist?! mfG
Was willst du denn überhaupt machen? Der Ausgangswiderstand ist doch so ziemlich das letzte was ich an einem Opamp messen würde... Und mit deinem Wissen würde ich mal eine einfache Schaltung aufbauen, um die Grundlagen besser zu verstehen. Wenn du aber ein konkretes Problem hast, dann rede doch mal Klartext.
Ich muss jedoch die interne Ausgangsimpedanz ausmessen Meine Frage ist, ob es dem OP was ausmacht, wenn am Ausgang eine Spannung angelegt wird welche hoeher als die Betriebsspannungen ist.?
kev. schrieb: > Ich muss jedoch die interne Ausgangsimpedanz ausmessen > > Meine Frage ist, ob es dem OP was ausmacht, wenn am Ausgang eine > Spannung angelegt wird welche hoeher als die Betriebsspannungen ist.? Das ist natürlich völlig sinnlos, wenn du damit den Ausgangswiderstand messen willst. Wenn du natürlich einen 10kOhm-Widerstand zur Strombegrenzung in Reihe hast ist das wieder etwas ganz Anderes.
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kev. schrieb: > Meine Frage ist, ob es dem OP was ausmacht, wenn am Ausgang eine > Spannung angelegt wird welche hoeher als die Betriebsspannungen ist.? Üblicherweise geht der PV dann kaputt.
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