Hallo, ich verwende einen analogen Temperatur-Sensor, der eine Ausgangsspannung von ca. 2.5 bis 3.2 Volt liefert. Um dieses Signal zu verstärken, verwende ich einen LM358 Op-Amp, der als nicht-invertierender Verstärker mit Offset Spannung geschaltet ist, siehe Abbildung. Der Op-Amp wird mit 8 Volt betrieben. Für die Widerstände verwende ich SMDs. Die 5V Spannung an Eingang Ue1 wird durch einen 78L05 bereit gestellt. Nun habe ich die Schaltung mit einem Spannungsfolger als niederohmige Spannungsquelle vermessen. Das Ergebnis ist im Diagramm dargestellt und mehr als ernüchternd, da die Ausgangsspannung des Op-Amps keine lineare Funktion der Eingangsspannung ist, so wie in der Theorie gefordert. Auch nach der x-ten Messaufnahme kommt immer die gleiche verzerrte Funktion raus, es ist also kein Zahlendreher in der Aufnahme der Messwerte. Hat einer eine Ahnung, woran das liegen könnte ? P.S.: Ja ich weiss, der LM358 ist ein alter Hut, aber meine Anforderungen sind ja nicht auch nicht übertrieben hoch.
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>8 Volt betrieben. Für die Widerstände verwende ich SMDs. Die 5V Spannung >an Eingang Ue1 wird durch einen 78L05 bereit gestellt. Na da würde ich doch glatt mal die 5V genau vermessen, was die bei der doch sehr geringen, aber doch variablen Last (um 0,3mA) wirklich so macht. Denn die 78(L)xx sind nicht unbedingt leerlauffest ... Gebe dem mal eine Last direkt nach Masse. So 1k oder sowas ... >mehr als ernüchternd, da die Ausgangsspannung des Op-Amps keine lineare >Funktion der Eingangsspannung ist, so wie in der Theorie gefordert. Tja - Theorie und Praxis ...
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Du hast an beiden Eingängen verschieden hohe wirksame Widerstände (am +-Eingang praktisch 0) Ohne mir jetzt das Datenblatt angesehen zu haben - das könnte der Fehler sein. Input-Bias und -offset in Verbindung mit Gleichtaktaussteuerung. Bau mal einen 3k3 in die Leitung zum +-Eingang.
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H.Joachim S. schrieb: > Bau mal einen 3k3 in die Leitung zum +-Eingang. Ja haste noch Töne ?? Das war ein Volltreffer, siehe neues Diagramm. Schick mir mal Deine Konto-Nummer :-) Mal ohne Spaß: Vielen Dank für die mehr als schnelle Hilfe !! Besser geht es nicht mehr, denn jetzt stimmen Theorie und Praxis wieder überein. Was will man mehr !
Beitrag #6415196 wurde vom Autor gelöscht.
Manfred L. (manni) >H.Joachim S. schrieb: >> Bau mal einen 3k3 in die Leitung zum +-Eingang. >Ja haste noch Töne ?? >Das war ein Volltreffer, siehe neues Diagramm. Jetzt muß der crazyhorse noch erklären, wie das mit den Datenblattangaben zusammenpaßt. Denn viel mehr als 1mV Fehler im worst case würde man bei dieser Schaltung eigentlich nie zusammenbekommen ...
Manfred L. schrieb: > denn jetzt stimmen Theorie und Praxis wieder überein. Das gehört zur Theorie und auch zur Praxis :-) Inzwischen oft nicht mehr beachtet, sondern idealisiert betrachtet. Und wer nicht genau nachmisst, merkt es nicht mal was da falsch läuft.
Jens G. schrieb: > Jetzt muß der crazyhorse noch erklären, wie das mit den > Datenblattangaben zusammenpaßt. Dazu müsste man erstmal den Hersteller wissen :-) Bei Gleichtaktansteuerung läuten bei mir immer die Alarmglocken. Oft genug gibt es dazu wenig/gar keine Angaben im DB. Und sobald Eingangsströme fliessen muss man sich um die Widerstände kümmern, 1.Semester.
Da gibt es zwei Einflüsse. Einen hat Joachim bereits genannt und hat als Ursache, dass die OP eine Stromoffset an den Eingängen haben (MOSFET-Eingänge haben mehr Spannungsoffset am Eingang). Der andere rührt daher, dass der OP des Spannungsfolger im mittleren Bereich einen Arbeitspunkt hat, bei dem der Ausgangswiderstand maximal ist. Als Gegenmaßnahme wird der Ausgang des OP mit einem Widerstand (z.B. 10k) nach Plus oder Minus belastet. Angemerkt sei noch, dass ein OP als nicht-invertierender Verstärker im Hinblick auf die Linearität sich einfacher als invertierender Verstärker auslegen ließe. Die Bereiche der Widerstandswerte der Beispielschaltungen sind im Datenblatt nicht grundlos so gewählt: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/FILES/lm358.pdf
H.Joachim S. schrieb: > Dazu müsste man erstmal den Hersteller wissen :-) Hab' ihn gefunden. Der LM358 ist von UTC, wer immer das auch ist. Und hier der Link für die weitere philosophische Betrachtung des Problems: http://www.unisonic.com.tw/datasheet/LM358.pdf
H.Joachim S. (crazyhorse) >Jens G. schrieb: >> Jetzt muß der crazyhorse noch erklären, wie das mit den >> Datenblattangaben zusammenpaßt. >Dazu müsste man erstmal den Hersteller wissen :-) Wußte ich's doch - jetzt muß auch noch der Hersteller herhalten ;-) >Bei Gleichtaktansteuerung läuten bei mir immer die Alarmglocken. Oft Bei mir auch, aber nicht bei diesem groben Fehler bei rel. kleinen R-Werten und kleiner Verstärkung ... Wobei ein OPV in Analogschaltungen üblicherweise immer im Gleichtakt arbeitet. >genug gibt es dazu wenig/gar keine Angaben im DB. >Und sobald Eingangsströme fliessen muss man sich um die Widerstände >kümmern, 1.Semester. Ja, wenn man kleine Fehler noch weiter minimieren möchte. Erklärt aber nicht diesen groben Fehler.
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Jens G. schrieb: > Erklärt aber nicht diesen groben Fehler. Der Fehler wird aber auch aus dem Datenblatt angeregt. Siehe das von mir verlinkte auf Seite 7, Schaltung TL/H/7787–6, oben links das * "*R not needed due to temperature independent I_IN"
Mir kams ja auch ein bisschen viel Fehler vor. Normalerweise treten solche Probleme so deutlich erst bei viel höheren Widerstandswerten auf. Von einem Hersteller UTC habe ich noch nie was gehört. Und wenn man einem OP von TI nimmt, ist das Problem auch vom Tisch.
Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234) >Jens G. schrieb: >> Erklärt aber nicht diesen groben Fehler. >Der Fehler wird aber auch aus dem Datenblatt angeregt. Siehe das von mir >verlinkte auf Seite 7, Schaltung TL/H/7787–6, oben links das * "*R not >needed due to temperature independent I_IN" Versteht ihr nicht, daß der Fehler im Bereich von 200mV liegt, und nicht irgendwo bei 1mV, wie man es eher erwarten würde?
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H.Joachim S. schrieb: > Und wenn man > einem OP von TI nimmt, ist das Problem auch vom Tisch. Ja, würde ich ja auch gerne machen, aber wenn man bei Reichelt bestellt, bekommt man halt das, was gerade auf Lager ist und den größten Profit verspricht. So muß man sich dann halt mit einem Halbleiter-Hersteller aus Taiwan begnügen.
Alternativ kann man eben froh sein wenn die immer gültige Theorie (gleiche wirksame Widerstände an beiden Eingängen) auch bei einem Exotenhersteller tatsächlich hilft.
Manfred L. (manni) >So muß man sich dann halt mit einem Halbleiter-Hersteller aus Taiwan >begnügen. Tja, da hast Du vermutlich den billigsten aus der Reicheltliste genommen, wo kein expliziter Hersteller genannt wird. Der ist deswegen aber auch nicht unbedingt schlechter als TI. UTC ist schließlich auch nicht so unbekannt. Messe doch mal den Strom am Eingang (Strommeßgerät vor den 3,9k einklinken). Vielleicht ist Dein Aufbau aber auch alles andere als gut, und es fehlen die Abblock-Cs, so daß Du möglicherweise nur die Effekte von Schwingneigung gesehen hast, die Du mit dem 3,9k nur etwas unterdrückt hast. Wenn Du statt 3,9k z.B. 10k reinschaltest, und die Kennlinie sieht immer noch perfekt aus, dann liegt das mit Sicherheit nicht an irgendwelchen Biasströmen, sondern eher an Schwingungen.
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Jens G. schrieb: > Messe doch mal den Strom am Eingang (Strommeßgerät vor den 3,9k > einklinken). Der Strom beträgt -0.1 uA (man beachte das Vorzeichen, Genaueres zeigt mein Messgrät nicht an. Jens G. schrieb: > sondern eher an Schwingungen Die 8V Versorgungsspannung für den LM358 kommen von einem LTC1615, der als SEPIC DC-DC Converter geschaltet ist. Der resisual ripple beträgt ca. 10 mV im 100KHz Bereich. Aber auch mit diesen 10mV dürfte es nicht so zu einer so signifikanten Verzerrung der Transfer Function vom Op-Amp kommen.
Du betreibst den OP nicht mit symmetrischen Betriebsspannungen. Die "negative" ist hier Gnd, also Null. Es gibt genügend (alte) OPV deren Eingänge maximal etwa nur 2,5 Volt an die Betriebsspannungen heranreichen dürfen. Prüfe das doch mal nach in einem Datenblatt von "National Semiconductor". Gefragt ist der erlaubte Eingangsspannungsbereich in common mode. Die meisten schafften auch am Ausgang nicht "rail-to-rail", ebenfalls ca. 2,5V "Abstand".
Nichtverzweifelter schrieb: > Du betreibst den OP nicht mit symmetrischen Betriebsspannungen. > > Die "negative" ist hier Gnd, also Null. > > Es gibt genügend (alte) OPV deren Eingänge maximal etwa nur 2,5 Volt an > die Betriebsspannungen heranreichen dürfen. Gerade der LM358 kommt "unten" durchaus an Null heran. Bloss "oben" braucht der typisch 2,5...3V Abstand zu Ub.
Harald W. schrieb: > Gerade der LM358 kommt "unten" durchaus an Null heran. Bloss "oben" > braucht der typisch 2,5...3V Abstand zu Ub. Aus gegebenem Anlass: Bei der IHK-Prüfung AP1 wurden dieses Jahr LM358 eingesetzt (Farberkennungsgerät) und da war bei der schriftlichen Planung bevor es an den Aufbau ging Datenblatt lesen angesagt (und hier im speziellen eben zum LM358): Die max. Ausgangsspannung des LM358 bei einer 5V Betriebsspannung liegt typischerweise bei 3,5V (also "nur" 1,5V Abstand)
Ralph S. schrieb: > Die max. Ausgangsspannung des LM358 bei > einer 5V Betriebsspannung liegt typischerweise bei 3,5V (also "nur" 1,5V > Abstand) Gut, Du hast ins Datenblatt geschaut und ich nicht. Du bekommst 10 Punkte!
Ralph S. (jjflash) >Harald W. schrieb: >> Gerade der LM358 kommt "unten" durchaus an Null heran. Bloss "oben" >> braucht der typisch 2,5...3V Abstand zu Ub. >Aus gegebenem Anlass: Bei der IHK-Prüfung AP1 wurden dieses Jahr LM358 >eingesetzt (Farberkennungsgerät) und da war bei der schriftlichen >Planung bevor es an den Aufbau ging Datenblatt lesen angesagt (und hier >im speziellen eben zum LM358): Die max. Ausgangsspannung des LM358 bei >einer 5V Betriebsspannung liegt typischerweise bei 3,5V (also "nur" 1,5V >Abstand) Interessiert hier nur nicht - der TO hat 8V ...
Jens G. schrieb: > Wobei ein OPV in Analogschaltungen üblicherweise immer im Gleichtakt > arbeitet. Nicht wenn er als invertierender Verstärker beschaltet ist.
Wolfgang (Gast) >Jens G. schrieb: >> Wobei ein OPV in Analogschaltungen üblicherweise immer im Gleichtakt >> arbeitet. >Nicht wenn er als invertierender Verstärker beschaltet ist. Da isses halt statischer Gleichtakt ;-)
Durchaus ist es auch möglich was Jens hier schreibt Jens G. schrieb: > sondern eher an Schwingungen. weil in dem Bereich des erwähnten Arbeitspunktes des Beitrages Dieter D. schrieb: > Arbeitspunkt hat, bei dem der Ausgangswiderstand maximal ist die Neigung zum Schwingen deutlich höher ist, aber mit gemäßigten Amplituden. Da wären solche Mittelwertverläufe als Kennlinie durchaus möglich.
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