Output Impedance OP

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

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

(habe jetzt meinen Namen statt "opverstehen" benutzt..)

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

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:
> 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.

Nein, dann misst du nicht den Open-Loop Ausgangswiderstand Rout
sondern den Rout / Schleifenverstärkung.

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

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?

....
Beitrag "Innenwiderstand bestimmen mit LTspice?"

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.?