OPV Grundschaltung

Engländer schrieb:
> Im Bild OPV
> Spannungsfolger, daher U1 direkt am Ausgang und zwar positiv.
Nein, siehe unten.

> Beim Bild 2.OPV liegt dann diese positive Spannung am invert. Eingang
> über dem R an.

Beide Bilder müssen das selbe abliefern. Im zweiten Bild wird die 
Eingangsspannung nur durch einen Spannungsfolger gepuffert, an U1 also 
nichts verändert. Und dann folgt die selbe Stufe.

Und ja, das Ergebnis ist beide Male U0=2*U2-U1.
Die beiden 50k-Widerstände sind überflüssig (zumindest bei der 
theoretischen Betrachtung. Ebenso überflüssig ist der 100k an U1 bei 
Schaltung 9.

HildeK schrieb:
> Im zweiten Bild

In OPV.jpg, nicht in 2.OPV.jpg. War etwas unglücklich, weil Nummer 2 
links stand 😀.

Mal mit der Simulation nachprüfen ...

Beitrag "OP verstärkung korrekt berechnen rf und cf"

kostenfreies Simulationsprogramm
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

Zusatzinfos
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/get-up-and-running-with-ltspice.html

weitere Beispiele
https://github.com/mick001/Circuits-LTSpice

Übertragungsformel berechnen
Beitrag "Re: OP verstärkung korrekt berechnen rf und cf"
https://circuitnav.pythonanywhere.com/#results

für die einfache symb Berechnung ..
https://de.wikipedia.org/wiki/Nullator
S. 107 https://mediatum.ub.tum.de/doc/1118198/1118198.pdf

HildeK schrieb:
> Und ja, das Ergebnis ist beide Male U0=2*U2-U1.
> Die beiden 50k-Widerstände sind überflüssig (zumindest bei der
> theoretischen Betrachtung. Ebenso überflüssig ist der 100k an U1 bei
> Schaltung 9.

Ich meine den 100k an U1 braucht es schon. Denn U1 kann ja nicht 
gleichzeitig U2 sein. Da beide nicht gleich sein können, ist Ud auch 
nicht 0.

Engländer schrieb:
> Ich meine den 100k an U1 braucht es schon.

Ich meine die Schaltung 9 in OPV.jpg, dem rechten der beiden Bilder am 
linken OPA, und da den Widerstand zwischen U1 und +E. Das Signal U1 geht 
über 100k an +E des Spannungsfolgers mit ∞ Eingangswiderstand 
(theoretisch).

Da sieht man wieder, wie schön es wäre, wenn die Bauteile Namen hätten 
...

durch die Simulation lässt sich leicht die extrem kleine Differenzspg am 
eingang des OP ablesen.
Mit den Eingangsströmen  Iin OP  nahe 0 -> Nullator

HildeK schrieb:
> Ich meine die Schaltung 9

Die im Anhang macht das selbe.

Das ganze mit der 2. Schaltung.
Viel Spaß beim Lernen

uups soory falsches Bild

Udo S. schrieb:
> Engländer schrieb:
>> Müsste die Lsg nicht U0=2U2-U1 sein?
>
> Ja.
>
> Die im Bild angegebene Lösung u0 = u1 + 2u2 ist falsch.
>
> Das kann man sich einfach vergegenwärtigen. Für den Sonderfall u2 = 0
> ist das ein einfacher invertierender Verstärker mit Verstärkung -1.
> Also muss in dem Fall (u2 = 0) u0 = -u1 sein.
>
> Deine Lösung ist also richtig.

Danke dir.

HildeK schrieb:
Ebenso überflüssig ist der 100k an U1 bei
> Schaltung 9.

ich ging davon aus, dass du den 100k für überflüssig hältst. Du meinst 
aber den 50k.
Danke dir auch für die Erklärung.

Carlo schrieb:
> Das ganze mit der 2. Schaltung.
> Viel Spaß beim Lernen

Nur so nebenbei

Wieso würde man einen PI-Regler an einen npn-Transistor anschliessen 
wollen?
Gibt es da bestimmte Anwendungen dafür? Was regelt man damit und welche 
Spannung wird damit eigentlich geregelt? Die 10.6V an der Basis etwa?

gute Frage ... Hersteller fragen :-) ... unter
Re: Welcher Reglertyp ist das?
Beitrag "Welcher Reglertyp ist das?"
kann das nachgelesen werden, hat aber keinen Bezug zu dem Thema hier,
außer der Simulation zur einfachen Erklärung der Schaltung.

Carlo schrieb:
> Das ganze mit der 2. Schaltung.
> Viel Spaß beim Lernen

Mir ist irgendwie nicht ganz klar, wieso du da auf 10.5V kommst am 
Ausgang des I-Reglers.
Dieser ist ja frequenzabhängig.
Z=R5/(1+j*w*R5*C1)

Da U+=U- ist ergibt sich damit:

U-=Uout*R6/(Z+R6)
Bei Frequenz 0 ergibt sich Z=R5

Uout wäre dann
Uout=U-*R5/R6=657.6V bei einer Gleichspannung..

Bei einer Frequenz von f=5500Hz, komme ich etwa auf 10.6V.
Hast du das mit 5500Hz simuliert?

Engländer schrieb:
> ich ging davon aus, dass du den 100k für überflüssig hältst. Du meinst
> aber den 50k.

Nein, auch den einen 100k! Siehe Bild.

berechtigte Frage .... .-)

aber es sind 2 Simulationen
.ac betrifft die hier gestellte Frage.
.tran ist im Zeitbereich
und betrachtet nicht wie die .ac Analyse den gesamten Frequenzbereich.

.op ist die Kleinsignalanalye.
Beitrag "Re: Welcher Reglertyp ist das?"

Weitere Erklärungen zum Thema
http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html

LTsice wiki .op
http://ltwiki.org/index.php?title=OP_Find_the_DC_operating_point

Gute Zusammenstellung von helmut
Beitrag "Ströme anzeigen in LTSPICE - .op"

HildeK schrieb:
> Engländer schrieb:
>> ich ging davon aus, dass du den 100k für überflüssig hältst. Du meinst
>> aber den 50k.
>
> Nein, auch den einen 100k! Siehe Bild.

Hi HildeK

Du schreibst:

HildeK schrieb:
> Die beiden 50k-Widerstände sind überflüssig (zumindest bei der
> theoretischen Betrachtung. Ebenso überflüssig ist der 100k an U1 bei
> Schaltung 9.

Magst du ein wenig näher erläutern, wann in der realen Betrachtung die 
100k und 50k Widerstände (also die beiden von dir rot durchkreuzten 
Widerstände) nicht überflüssig sind?

Ich hätte in der Schaltung ebenfalls diese beiden Widerstände 
weggelassen und kann im ersten Moment nicht sehen, welchen Mehrwert sie 
besitzen.

Danke.

HildeK schrieb:
> Engländer schrieb:
>> ich ging davon aus, dass du den 100k für überflüssig hältst. Du meinst
>> aber den 50k.
>
> Nein, auch den einen 100k! Siehe Bild.

stimmt  HildeK

U1 5V -[100k]- 4,99V
U2 2V -[50k]- 1,99V
Die Spannungsdifferenzen sind hier vernachlässigbar,
deshalb kann man diese R's streichen  .. :-)

Toleranzfrage, Meßtech oder Sonderanforderungen :-)

Carlo schrieb:
> berechtigte Frage .... .-)
>
> aber es sind 2 Simulationen
> .ac betrifft die hier gestellte Frage.
> .tran ist im Zeitbereich
> und betrachtet nicht wie die .ac Analyse den gesamten Frequenzbereich.
>
> .op ist die Kleinsignalanalye.
> Beitrag "Re: Welcher Reglertyp ist das?"
>
> Weitere Erklärungen zum Thema
> http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
> http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
>
> LTsice wiki .op
> http://ltwiki.org/index.php?title=OP_Find_the_DC_operating_point
>
> Gute Zusammenstellung von helmut
> Beitrag "Ströme anzeigen in LTSPICE - .op"

ok, ich habe mit ltspice nicht viel am Hut "noch"
Kannst du mir nicht einfach erzählen, wie das Ergebnis zu interpretieren 
ist? ac betrachtet den gesamten Frequenzbereich, das ist ok. Aber die 
10.6V ergeben sich trotzdem nur bei 5.5kHz und ist damit eher eine 
spezielle Lösung als eine allgemeine. Offenbar hast du in deiner 
Commandozeile bei ac wohl 1000Hz eingegeben?

Kann jemand anders vielleicht rechnen und sagen was theoretisch/ideal 
mit 2.74V am Eingang+ am Ausgang heraus kommen sollte?

Und U+ und U- in der Simualtion sollten doch auch nicht so 
unterschiedlich sein oder etwa nicht?

1.2V ist nicht 2.74V, also U- ist nicht U+. Der OP ist aber 
rückgekoppelt.

Alex schrieb:
> Magst du ein wenig näher erläutern, wann in der realen Betrachtung die
> 100k und 50k Widerstände (also die beiden von dir rot durchkreuzten
> Widerstände) nicht überflüssig sind?

In dem Moment, wenn man in die Eingänge Ströme hat, wie sie bei einem 
realen OPA je nach Ausführung (FET oder Bipolar) mehr oder weniger stark 
vorhanden sind, kann der Spannungsabfall an den Widerständen zu 
zusätzlichen Offsetfehlern führen. Idealerweise berechnet man dann beim 
z.B. invertierenden Verstärker die Parallelschaltung beider Widerstände 
(in meinem Bild R1 und R2) vom -E und macht dann den Wert auch an +E. 
Also in dem Beispiel mit den beiden 100k sind dann die 50k an U2 
sinnvoll.
Am Spannungsfolger ist jedoch am -E eine Quelle mit 0Ω (der 
OPA-Ausgang), also darf man auch am +E keinen weiteren Widerstand 
anbringen ODER einen zusätlichen gleicher Größe zwischen dem Ausgang und 
-E. Das wird man aber nur tun, wenn die Quelle U1 (im Bild OPA.jpg des 
TO) einen hohen Innenwiderstand hat und dann genau den Wert auch 
zwischen A und -E verwenden. Einfach so, dass beide OPA-Eingänge den 
selben Quellwiderstand sehen. Dann kompensieren sich im Idealfall die 
o.g. Spannungsabfälle, zumindest reduzieren sie sich.

So gesehen waren in der zwei Schaltungen des TO die beiden 50k 
angebracht. Für eine Berechnung aus theoretischer Sicht (Überschrift: 
OPV Grundschaltung) verwirren sie jedoch nur.

Nur der eine in der Schaltung 9 mit 100k an U1 ist falsch, denn der 
würde so einen Fehler extra hervorrufen - oder es müssten zwischen 
Ausgang und -E ebenfalls 100k. Das ist aber eher schädlich.
Abgesehen davon: die Wahl der Widerstandwerte sind tendenziell zu hoch, 
Faktor 5-10 niedriger ist eher angebracht. Das hängt aber von der 
individuellen Anwendung ab.

wird schon :-)
https://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-ac-analysis-using-the-step-command.html

.AC Analysis
https://www.youtube.com/watch?v=fziUQaVQxA4
https://www.youtube.com/watch?v=o_t7AVVfUEM
https://www.youtube.com/watch?v=yd4AtHmb4L8

Carlo schrieb:
> wird schon :-)
> 
https://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-ac-analysis-using-the-step-command.html
>
> .AC Analysis
> https://www.youtube.com/watch?v=fziUQaVQxA4
> https://www.youtube.com/watch?v=o_t7AVVfUEM
> https://www.youtube.com/watch?v=yd4AtHmb4L8

Ich finde deine Beiträge ziemlich doof. Der TO sucht nach einer 
rechnerischen/theoretischen Lösung und du präsentierst ihm LTSpice Links 
ohne Kommentare.
Er muss zuerst einmal die Grundlagen lernen und diese verstehen, bevor 
er Ergebnisse der Simulation deuten/verstehen kann.
Dass du mit LTSpice umgehen kannst und damit glänzt, bringt den TO nicht 
weiter.

Engländer schrieb:
> Kann jemand anders vielleicht rechnen und sagen was theoretisch/ideal
> mit 2.74V am Eingang+ am Ausgang heraus kommen sollte?

Engländer schrieb:
> Und U+ und U- in der Simualtion sollten doch auch nicht so
> unterschiedlich sein oder etwa nicht?
>
> 1.2V ist nicht 2.74V, also U- ist nicht U+. Der OP ist aber
> rückgekoppelt.

Wie wäre es denn, wenn du mal genau angibst, zu welche der bisher 
gezeigten Simus deine Frage gilt? Dann muss man nicht alle einzeln nach 
den von dir genannten Spannungswerten durchsuchen.

Ich nehme an, du meinst die Simu von Carlo, deren Bild ich hier nochmal 
anhänge? Dort sieht der zweite OPV am Eingang 2,74V, und seine 
Verstärkung ist auf 241 eingestellt. Er müsste also am Ausgang eine 
Spannung von 600V ausgeben, damit die Rückkopplung "funktioniert" und 
damit an U+ und U- die selbe Spannung anliegt. Offenbar ist der OPV 
selbst in der Simu damit überfordert, Spannungen auszugeben, die höher 
als seine Versorgungsspannung liegen.

Achim S. schrieb:
> Engländer schrieb:
> Kann jemand anders vielleicht rechnen und sagen was theoretisch/ideal
> mit 2.74V am Eingang+ am Ausgang heraus kommen sollte?
>
> Engländer schrieb:
> Und U+ und U- in der Simualtion sollten doch auch nicht so
> unterschiedlich sein oder etwa nicht?
> 1.2V ist nicht 2.74V, also U- ist nicht U+. Der OP ist aber
> rückgekoppelt.
>
> Wie wäre es denn, wenn du mal genau angibst, zu welche der bisher
> gezeigten Simus deine Frage gilt? Dann muss man nicht alle einzeln nach
> den von dir genannten Spannungswerten durchsuchen.
> Ich nehme an, du meinst die Simu von Carlo, deren Bild ich hier nochmal
> anhänge? Dort sieht der zweite OPV am Eingang 2,74V, und seine
> Verstärkung ist auf 241 eingestellt. Er müsste also am Ausgang eine
> Spannung von 600V ausgeben, damit die Rückkopplung "funktioniert" und
> damit an U+ und U- die selbe Spannung anliegt. Offenbar ist der OPV
> selbst in der Simu damit überfordert, Spannungen auszugeben, die höher
> als seine Versorgungsspannung liegen.

Das ist eine kompetente Antwort von dir Achim.
Das zeigt wieder einmal, dass die meisten einfach nur stur simulieren 
und nicht einmal Carlo es versteht, was er da eigentlich simuliert, 
sonst hätte er längst darauf hingewiesen..

Mir scheint, dass die Mehrheit einfach nicht verstehen will, dass man 
das Ganze zuerst einmal verstehen muss, bevor man mit irgendwelchen 
Werkzeugen hantiert!

noname schrieb:
> und nicht einmal Carlo es versteht, was er da eigentlich simuliert,
> sonst hätte er längst darauf hingewiesen..

Hat er.

3 Minuten nachdem er diese Simu veröffentlicht hat, hat er darauf 
hingewiesen, dass es das falsche Bild war, welches er nur versehentlich 
hochgeladen hat und das mit diesem Thread eigentlich nichts zu tun hat.

Ich danke euch allen, vor allem Achim für meine letzte Frage.

Achim S. schrieb:
> Dort sieht der zweite OPV am Eingang 2,74V, und seine
> Verstärkung ist auf 241 eingestellt. Er müsste also am Ausgang eine
> Spannung von 600V ausgeben, damit die Rückkopplung "funktioniert" und
> damit an U+ und U- die selbe Spannung anliegt. Offenbar ist der OPV
> selbst in der Simu damit überfordert, Spannungen auszugeben, die höher
> als seine Versorgungsspannung liegen.

:-)  ... das ist absolut korrekt Achim.

Durch die vorgegebenen Widerstandswerte wird der
maximal erreichbare Versorgungs-Spannungs-Bereich des Standard OP   OP07
den dieser am Ausgang liefern kann erreicht, bez. überschritten.

Deshalb kann auch das bessere OP-Modell diese rein rechnerischen Werte 
nicht liefern, wie die Simulation klar aufzeigt.
Interessant ist auch die Spannungsdifferenz am Op-Eingang.

Deshalb wurde bei dem folgenden Beispiel
das "reale OP Modell" zugunsten  eines idealen ausgetauscht,
ohne zusätzliche Bauteilwerte des OP in die Simulations-Rechnung mit 
einzuarbeiten.

Das ideale Op-Modell zeigt die rein numerischen Spannungswerte am 
Ausgang
und ist auch nicht durch die OP-Versorgungsspg. begrenzt.

Dieses Beispiel zeigt deutlich auf,
wie Grundregeln der OP's mit LTspice einfach überprüfbar werden und sich 
das Gelernte vertiefen läßt.

Zu den Video.:
Sie sollen den Unterschied zwischen der Berechnung im
Zeitbereich .tran Analyse    und der Berechnung    Frequenzbereich   .AC 
Analyse
einfach verständlich machen.

Mit  .step   Anweisungen können mehrere Simulationen in einem Lauf 
durchgeführt werden.
z.B. schrittweise veränderte Widerstandsparameter,
um einfach die Auswirkung auf das Ausgangssignal zu untersuchen und
Fragen wie jene zur 1. Schaltung schnell beantworten zu können.

Somit sind die gezeigten Infos direkt durch den Fragenden anwendbar und 
er kann weiter selbstständig und  erfolgreich  Fehler korrigieren und 
komplexere Fragen beantworten … Lernziel erreicht.  :-)

Noch die

.step param R_1E list 100k   Simulation :-)

und wie man es beschriften kann von Helmut
Beitrag "Re: LTspice Ergebnis über Parameter auftragen"

Bild

Carlo schrieb:
> Noch die
> .step param R_1E list 100k   Simulation :-)
>
> und wie man es beschriften kann von Helmut Beitrag "Re: LTspice Ergebnis
> über Parameter auftragen"

Danke dir auch für deine Mühen
LTSpice scheint ein nützliches Werkzeug zu sein.

ist es und es kann bei vielen Fragenstellungen helfen eine optimale 
Lösung des Problems zu finden :-)
.. noch eine gute Zusammenstellung von OP-Schaltungen
HANDBOOK
https://www.ti.com/lit/an/sboa092b/sboa092b.pdf?ts=1603976488179&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

weiterhin viel Spaß beim Simulieren :-)