Guten Morgen,
ich möchte von einem Operationsverstärker die realen Kennwerte bestimmen
und mit den Werten aus dem Datenblatt vergleichen.
Besonders wichtig ist mir die frequenzabhängige Verstärkung, würde gerne
ein Bode-Diagramm erstellen und es dann mit dem Bode-Diagramm aus dem
Datenblatt vergleichen.
Dazu wollte ich die Leerlaufverstärkung des OPs bei aufsteigenden
Eingangsfrequenzen messen.
Wie messe ich das am besten? Ein OP hat ja eine extrem hohe
Leerlaufverstärkung, um die 100.000. Ich kann ja kaum einfach 1µV an den
Eingang geben und dann die Ausgangsspannung messen, da wird mir die
Messung durch Toleranzen/Störungen etc. verfälscht, nehme ich an.
Gibt es vielleicht ein Buch, welches das Thema behandelt? Oder eine
PDF/Internetseite, in der beschrieben wird, wie man die realen Kennwerte
eines OPs bestimmt?
Viele Grüße
Bastler
Bastler schrieb:> Ich kann ja kaum einfach 1µV an den Eingang geben und dann die> Ausgangsspannung messen
Und warum nicht? Hat ja keiner gesagt, dass man die aufgabe mit einer
9V-Blockzelle und einem Multimeter aus dem Baumarkt erledigen könnte.
> da wird mir die Messung durch Toleranzen/Störungen etc. verfälscht
Natürlich wird sich da jeder noch so geringe äussere Einfluss (EMV,
Temperatur, Spannungsschwankungen, ...) im Messaufbau bemerkbar machen.
du musst also solche Störeinflüsse abschirmen oder herausrechnen können.
> wie man die realen Kennwerte eines OPs bestimmt?
In guten Datenblättern von OPs wird der Messaufbau gezeigt, mit dem die
Daten im Datenblatt ermittelt wurden. Die dafür verwendeten und nötigen
Messgeräte sind meist nicht ganz billig.
> würde gerne ein Bode-Diagramm erstellen und es dann mit dem> Bode-Diagramm aus dem Datenblatt vergleichen.
Dann nimm die vorgeschlagene Messchaltung, mit dem das Bodediagramm im
Datenblatt ermittelt wurde.
> Und warum nicht? Hat ja keiner gesagt, dass man die aufgabe mit einer> 9V-Blockzelle und einem Multimeter aus dem Baumarkt erledigen könnte.
Ja, das ist mir schon klar
> Dann nimm die vorgeschlagene Messchaltung, mit dem das Bodediagramm im> Datenblatt ermittelt wurde.
In den Datenblättern, die ich bis jetzt gesehen habe, fand ich nirgendwo
eine Messschaltung. Wenns da eine geben würde, würde ich ja hier nicht
fragen.
Hier eine Mess-Schaltung aus der Laborpraxis(Uni):
* Die sinusförmige Eingangsspannung wird über einen Spannungsteiler
1kOhm/10 Ohm auf den "+" Eingang gegeben (Teilung also praktisch mit
Faktor 100)
* DC-Gegenkopplung nötig wegen DC-offset: Zwischen Ausgang und
"-"Eingang 2x50kOhm mit einem Kondensator C=10µF zwischen beiden
Widerständen nach Masse.
Außerdem 100 Ohm von "-" nach Masse. Ein DC-offset von 1mV würfde also
am Ausgang etwa 1V erzeugen, was noch tolerabel erscheint.
udok schrieb:> Und wie misst du damit die Leerlaufverstärkung?
Wir haben ein Gain-Phase-Meter benutzt....ansonsten ganz simpel:
Eingangs- und Ausgangsspannung separat messen (und 40 dB addieren wegen
der Eingangsteilung).
Wichtig ist natürlich die Kontrolle mit Oszilloskop, ob die Signale noch
sinusförmig sind. Bei höheren Frequenzen natürlich den Eingangspegel
erhöhen
Naja. Openloop ist Openloop.
Also mit einem 1000:1, oder 10000:1 Teiler am Eingang gegen
Betriebspannungs-halbe. Und dann diese Betriebspannungs-halbe variabel
gestalten. Mit einem Pot.
Dabei sind Offsetspannungen und Biasstroeme zu beruecksichtigen.
Pandur S. schrieb:> Und dann diese Betriebspannungs-halbe variabel gestalten. Mit einem Pot.
Ich dachte immer, zwei Hälften wären genau gleich gross? :-)
Achim B. schrieb:> Lutz V. schrieb:>> Hier eine Mess-Schaltung aus der Laborpraxis(Uni):>> Also so? Für Leerlaufverstärkung?
Geht so offensichtlich nur für AC. Und wenn der Tiefpaß aus R2 und C1
die Gegenkopplung hinreichend totgelegt hat.
Achim B. schrieb:> Also so? Für Leerlaufverstärkung?
Ja, genau so!
Der Kondensator in der Rückkopplung sorgt ja dafür, dass - außer DC und
sehr kleinen Frequenzen - keine Gegenkopplung wirksam ist, also
open-loop. Der Verstärkungsweret runter bis zu DC kann dann natürlich
leicht extrapoliert werden.
Ich denke, die Leerlaufverstärkung kann man nicht direkt messen, sondern
nur mit Annäherung.
So ähnlich bestimmt man den Intercept-Punkt von Hochfrequenzverstärkern.
Das ist ein Grenzwert, den man praktisch nicht erreicht sondern aus
Messungen bei kleinerem Pegel extrapoliert.
Im alten Tietze/Schenk gibt es Meßschaltungen für die OpV-Grundgrößen,
Leerlaufverstärkung ist auch dabei.
Ob das in den neueren Auflagen noch drin ist, weiß ich nicht.
Bei TI, National usw. gab es bei Erscheinen der OpV auch Meßschaltungen,
müßten demzufolge eine niedrige AN-Nummer (App Note) haben.
Die Testschaltung aus dem AD Link kann schon auch noch die
Leerlaufverstärkung messen. Der 2. OP sorgt für eine sehr niedrige
Grenzfrequenz und erlaubt eine definierten Schritt am Ausgang. Es wird
für den Ausgang ein Sprung von 1 V vorgegeben und dann 1000 mal die
nötige Spannung am Eingang ausgegeben. Es ist also nicht direkt die
Leerlaufverstärkung sondern 1000 V geteilt durch die DC
Leerlaufverstärkung.
Werner H. schrieb:> Ob das in den neueren Auflagen noch drin ist, weiß ich nicht.
Leider nicht, da habe ich schon gesucht.
Danke für die zahlreichen Antworten, hilft mir sehr weiter.
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