OPV Eingangsspannung vs Output Swing

Single supply Opamp
Wenn du Signale unter 100mV anlegst, dann siehst du theoretisch am 
Ausgang einfach konstante 100mV. In der Praxis wird es vielleicht doch 
noch etwas "zappeln".

Jakob K. schrieb:
> Wenn ich einen OPV als Spannungsfolger betreibe und jetzt zum Beispiel
> eine Eingangsspannung von 50mV anlege, der (rail-to-rail) OPV aber einen
> Voltage Output Swing from Rail von etwa 100mV hat, werde ich dann ein
> Signal sehen?

Nein, logischerweise nicht.

Wenn der Ausgang nicht unter 100mV kommt, dann folgt der Ausgang eben 
nicht mehr dem Eingang.

Jakob K. schrieb:
> Wenn ich einen OPV als Spannungsfolger betreibe und jetzt zum Beispiel
> eine Eingangsspannung von 50mV anlege, der (rail-to-rail) OPV aber einen
> Voltage Output Swing from Rail von etwa 100mV hat, werde ich dann ein
> Signal sehen?

Wenn der OPV mit dem Ausgang nicht weiter runter als 100mV kommt, dann 
kommt er nicht weiter runter. Insbesondere kommt er nicht auf 50mV. Dein 
Spannungsfolger ist dann keiner mehr.

> Und wie verändert sich das dann genau mit der Last?

Wenn am OPV-Ausgang ein Widerstand nach GND angeschlossen ist, dann kann 
der OPV im Prinzip wirklich bis auf 0V runter. Denn dazu muß der OPV ja 
schlicht nichts tun. Im Prinzip ist da noch der Reststrom vom oberen 
Transistor seiner Ausgangsstufe. Aber das sind im Normalfall 
(Raumtemperatur) nur nA.

Angaben wie weit der OPV mit dem Ausgang an die Rails kommt, gelten 
immer für bestimmte Lastbedingungen. Beim Abstand nach GND (bzw. Vcc-) 
ist es typisch ein Strom, der in den OPV-Ausgang hinein fließt. Wenn 
kein solcher Strom fließt, kann der OPV auch besser sein als das 
Datenblatt garantiert.

Mit dem Widerstand zu GND besteht die Chance, daß der Spannungsfolger 
nahe 0V trotzdem funktionieren wird. Nur bei höheren Ausgangsspannungen 
würde die Last am Ausgang zu groß werden und zumindest die Verstärkung 
sinken. Also wäre der Betrieb mit Widerstand nur nahe 0V zu empfehlen.
Andere OPVs als R2R brauchen noch größere Abstände zu den 
Betriebsspannungen, so daß zur Versorgung höhere oder zusätzliche 
Spannungsquellen notwendig werden.

Es gibt eben nicht alles auf einmal und keine Vorteile ohne Nachteile.

MfG

Jakob K. schrieb:
> Das beudeutet aber im Umkehrschluss nicht, dass mit einem Widerstand
> nach GND auf einmal der Spannungsfolger in dem Bsp funktioniert oder
> doch? Dann wäre rail-to-rail nach GND ja komplett irrelevant.

Doch, das ist der übliche Weg, um aus einem schlechten single supply 
OpAmp (LM324, kommt bereits bei moderater Belastung nur auf 0.7V) einen 
guten zu machen (einfach 1k nach Masse hinten dran).

ABER: Dann kommt er noch schlechter an VCC. Bei einem single supply 
OpAmp nicht so schlimm, der schaffte VCC sowieso nicht mit seinem 
Ausgang und ob nun 1.5V oder 2V dort fehlen, egal.

Aber blöd für einen R2R, wenn der nur noch an die GND-Rail kommt und 
nicht mehr an die VCC Rail. Dann ist er kein R2R mehr, sondern nur noch 
ein single supply OpAmp.

Für R2R ist ein Belstungswiderstand also keine wirklich Lösung.
Eher eine leicht negative Versorgungsspannung.

Jakob K. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wenn am OPV-Ausgang ein Widerstand nach GND angeschlossen ist, dann kann
>> der OPV im Prinzip wirklich bis auf 0V runter. Denn dazu muß der OPV ja
>> schlicht nichts tun. Im Prinzip ist da noch der Reststrom vom oberen
>> Transistor seiner Ausgangsstufe. Aber das sind im Normalfall
>> (Raumtemperatur) nur nA.
>
> Das beudeutet aber im Umkehrschluss nicht, dass mit einem Widerstand
> nach GND auf einmal der Spannungsfolger in dem Bsp funktioniert oder
> doch?

Doch, schon. Aber mit Einschränkungen. Ohne Anspruch auf 
Vollständigkeit:

1. der Widerstand führt zu zusätzlichem Strom bei höherer 
Ausgangsspannung. Insbesondere verschlechtert er das Verhalten an der 
oberen Rail.

2. eine angeschlossene Last kann es erforderlich machen, daß der OPV- 
Ausgang Strom aufnimmt. Dazu reicht schon eine (parasitäre) Kapazität.

3. die Ausgangsimpedanz des OPV ist nicht mehr symmetrisch. Das kann zu 
sehr häßlichen Dreckeffekten führen. Inclusive Schwingneigung.

> Dann wäre rail-to-rail nach GND ja komplett irrelevant.

Rail-to-rail am Ausgang gibt es streng genommen sowieso nicht. Bzw. nur 
unter der Voraussetzung, daß kein Strom fließt. Unrealistisch.