Operationsverstärker bootstrapping

Gast #6501611
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Ich will gerade folgende Schaltung simulieren, bevor ich da etwas 
anfange zu bauen: 
https://www.edn.com/bootstrapping-your-op-amp-yields-wide-voltage-swings

Generell geht es mir darum am Ende auf 200V Spitze zu kommen. Das 
Problem mit der Simulation ist, dass kein Arbeitspunk für eine DC 
Simulation gefunden werden kann. Ich nutze ngspice Version 33 und habe 
alle Bauteile (Bis auf den Operationsverstärker) ohne Herstellermodelle 
benutzt.

Hat jemand eventuell Zugang zu PSpice oder ähnlichen und hat Erfahrungen 
mit solchen Schaltungen. Vielleicht sehe ich auch einen ganz dummen 
Fehler nicht.
Angehängte Dateien:
#6501686
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Holger W. schrieb:
> Die Frage ist nur, ob diese Schaltung so überhaupt funktionieren kann.

Kann schon.
Schau Dir mal diese Schaltung an, VstAktivBox_3. Die Basis von Q4 und Q8 
liegt ständig ein paar Volt über GND. R25 und R26 liegen an +UB und -UB 
vom OPV. Dies ist das Prinzip um hohe Spannungen zu erzeugen. Wenn Du 
jetzt noch eine bessere Differenzstufe einsetzt, dann bist Du am Ziel.

Der Leach Amp zeigt Dir solche Differenzstufen.
AB-Verstaerker_24V_10W_NE5532_Iq ist übersichtlicher. Fang damit an.

AB-Verstaerker_24V_10W_NE5532_Iq  ist leider Single-Supply. Aber es ist 
ja kein Problem dies symmetrisch umzugestalten.
mfg Klaus
Gast #6501878
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Georg schrieb:
> Holger W. schrieb:
>> dass man den Operationsverstärker direkt als Ausgang nehmen könnte um
>> von seinem maximalen Ausgangsstrom zu profitieren
>
> Das ist doch Unsinn, jede Ausgangsstufe mit Transistoren kann viel mehr
> Leistung liefern als ein üblicher OpAmp.
>
> Georg

Es geht hier primär um wenig Bauteile bei hohen Spannungen. Ein 
linearverstärker, der mir aus 20vpp 400vpp macht.
Gast #6501938
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Ein Problem mit dem DC Arbeitspunkt gibt es z.B. wenn die Schaltung zum 
schwingen neigt. An sich ist das der Bootstrapped supply schon OK, geht 
so einfach aber nur, als Puffer. Bei einer Verstärkung von 2 hat man 
dass Problem, dass die Eingangsspannung und Ausgangsspannung irgendwann 
doch zu weit auseinander liegen.
Oft braucht es zusätzliche Kondensatoren, damit sich die 
Versorgungsspannung des OPs nicht zu schnell bewegt in der Schaltung vom 
Anfang etwa 100 pF jeweils von der Basis nach Masse.


Für den Fall eher größer Verstärkung gibt es den Weg mit zusätzlichen 
Transistoren, die über die Versorgungsspannung gesteuert werden. Das 
findet man gelegentlich als Vorschlag für einfache Audio Verstärker. Der 
OP sieht weiter eine eher kleine Spannung (z.B. +-10 V) und die 
Transistoren über nehmen die Spannungsverstärkung.
Gast #6502119
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Holger W. schrieb:
> Macht es beim DC Arbeitspunkt überhaupt einen unterschied ob da
> eine Kapazität drin ist?

Habe ich so auch immer verstanden. DC Analyse heißt kapazitäten sind 
nicht präsent und Induktivitäten 0. Was sollte bei der DC Analyse also 
eine Kapazität bringen.

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass ngspice bei ruckgekoppelten 
schaltungsstrukturen schlecht bis gar nicht funktioniert. Ich nehme an 
du hast das offizielle Modell von analog devices genommen? Mit 
herstellermodellen hat ngspice auch oft Probleme aber es gibt den pspice 
kompatiblitäts modus. Denke den hast du benutzt?

Spice ist temperamentvoll um es kurz zu machen. Kann aber auch sein, 
dass deine Schaltung murks ist. Würde mich bei EDN nicht wundern.
Gast #6502254
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Lurchi schrieb:
> Oft braucht es zusätzliche Kondensatoren, damit sich die
> Versorgungsspannung des OPs nicht zu schnell bewegt in der Schaltung vom
> Anfang etwa 100 pF jeweils von der Basis nach Masse.

Ich kenne die 1. Schaltung oben mit einem (entsch.) Unterschied:
Ein Kondensator zwischen beiden Basen, zum v.D. beschr. Zweck. Da
würde ich wohl mal 10nF ansetzen? Dimensionierung = Bauchgefühl. ;)
Mag sein, daß der Wert völlig daneben ist... aber jedenfalls habe
ich die Schaltung noch_nie ohne den besagten "B2B-C" gesehen.
Gast #6502267
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Holger W. schrieb:
> ist nicht simulierbar

Wie Carsten schon andeutete, mag das möglich sein.

Trotzdem ist in der Original-Schaltung (das ist iirc die
einfachste Möglichkeit zum "Spannungs-Boost" eines OPV, nur
deshalb blieb mir das im Gedächtnis) 100%ig besagter C.

Und es könnte auch daran liegen.

(Imho haben die bei EDN den "vergessen, einzuzeichnen".)
#6502279
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Holger W. schrieb:
> Generell geht es mir darum am Ende auf 200V Spitze zu kommen.

Nun ja. Ich habe die Schaltung auf das Nötigste reduziert. Sie liefert 
+/- 200 V Spitze - Spitze bei 1.1 V Spitze - Spitze Input.

In dieser Beschaltung hat Q1 sogar nur 170 mW Verlustleistung, im 
Leerlauf.
Klirrfaktor habe ich nicht gemessen. Ebenso nicht den Störabstand zur 
Versorgungsspannung. Für HiFi der Jahre 1990 sollte es gerade noch 
genügen.

Also, man kann sich jetzt hier austoben und testen.

Von Q3 auf Q2 haben wir einen Querstrom über D1, D2 und R14. Ich hatte 
den R14 ursprünglich auf 300 Ohm festgelegt. Dabei klappte die 
Sinusspitze im oberen Bereich ein, wurde negativ zum Verlauf. Dies 
sollte man vermeiden. Jetzt bei R14 = 100 Ohm sieht alles gut aus. Also 
wenn man Werte anpasst, dann sollte man hier darauf achten.
mfg klaus
Gast #6502305
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Ich? Ich habe von Spice (und Analogtechnik) wenig Schimmer.
Vermutlich meinst Du den TO, ich habe nur gesagt, woran ich
mich erinnere, was im Plan wohl fehlt. (Mein Nickname war
leider recht ernst gemeint...)

Bzgl. AC vs. DC wirst Du aber wohl recht haben.

Klaus R. schrieb:
> +/- 200 V Spitze - Spitze bei 1.1 V Spitze - Spitze Input

+/- 200 V Spitze - Spitze?

(Also eigentlich 400Vpp? (@ +/- 220V Versorgung; real mit
Auskoppel-C in Reihe m. d. Last am Halbbrücken-Ausgang...)

Oder?

1.1V aber nicht +/- ... sondern wirklich Vpp?
Oder doch +/-, nur hier vergessen dazuzutippen?

Ich bin verwirrt.
#6502312
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Analog-Nullchecker schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> +/- 200 V Spitze - Spitze bei 1.1 V Spitze - Spitze Input
>
> +/- 200 V Spitze - Spitze?

Ich hatte zuerst nur das Bild mit der kleineren Spannung OUTx 
hochgeladen.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/483447/AB-Verstaerker___12V-12V___220V-220V__NE5532_3x.png

Oh ja, es sind + 200 V Spitze und -200 V Spitze. Holger wollte ja nur 
200 V Spitze haben. Na gut dann muß UB220 auf UB110 reduziert werden. 
Somit wird es einfacher sein Transistoren dafür zu bekommen.

Mit diesen sollte man dann aber noch einmal simulieren. Aber Holger hat 
nichts zu Bandbreite und Leistung gesagt. Jedenfalls kann er mit der 
Schaltung seine ursprünglichen Wünsche umsetzen.

> 1.1V aber nicht +/- ... sondern wirklich Vpp?
> Oder doch +/-, nur hier vergessen dazuzutippen?
Jetzt bist Du aber pingelig. Schau in die Spice-Anweisung.

Übrigens, R3 und R4 ergeben die Spannungsverstärkung.
mfg klaus

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