OPV berechnen

[Rolf K. (opv_max)]

Hallo,
könnte mir jemand die Gleichung für die Spannung OUT1 herleiten.
Die Schaltung wurde mit LTSpice erstellt. Für den R3=3kOhm ist mir die 
Berechnung ziemlich klar, aber warum weicht OUT1 bei R3<80 Ohm von 2V 
ab?
Leider habe ich die erste Datei zweimal angehängt.
Vielen Dank für Eure Hilfe

[MaWin (Gast)]

Rolf K. schrieb:
> aber warum weicht OUT1 bei R3<80 Ohm von 2V ab?

Überlastung des Ausgangs, nicht perfekt simuliert.

[Rolf K. (opv_max)]

Hallo Mawin,
heißt dass, das der OPV in LTSpice nicht richtig implementiert wurde, 
oder ist dieses Verhalten auch bei einen realen OPV zu beobachten. Kann 
man dieses Verhalten im Datenblatt erkennen. (Wenn ja nach was müßte ich 
da gucken)?

Übrigens, danke für Dein schnelles Feedback

[Udo S. (urschmitt)]

Rolf K. schrieb:
> heißt dass, das der OPV in LTSpice nicht richtig implementiert wurde,
> oder ist dieses Verhalten auch bei einen realen OPV zu beobachten.

Ist die Frage ernstgemeint? Schau doch mal ins Datenblatt welcher max. 
Ausgangsstrom der OP liefert.
Und dann rechne mal was er als idealer OP bei deinen 3 Ohm im 3. Bild 
liefern müsste.
Ein Spice Modell ist halt ein Modell. Also eine vereinfachende 
mathematische Nachbildung des tatsächlichen Bauteils.
Und wenn man ein Bauteil so weit ausserhalb seiner Spec betreibt ist es 
fraglich ob das Modell noch irgendwas sinnvolles liefert.

Auf jeden Fall verhält sich der OP auch nicht mehr annähernd wie ein 
idealer OP.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Rolf K. schrieb:
> aber warum weicht OUT1 bei R3<80 Ohm von 2V ab?
Miss mal die Temperatur des OpAmp. Der wird grade ganz hübsch warm, denn 
es fließen 83mV/3R = 28mA. Daraus ergibt sich eine Verlustleistung von 
etwa 15V*28mA = 415mW.

Aber dank Kurzschlussfestigkeit und thermischer Sicherung verbrennst du 
dir nur die Finger, der OpAmp überlebt das.

Rolf K. schrieb:
> Kann man dieses Verhalten im Datenblatt erkennen.
Siehe Screenshot.

[Roland F. (rhf)]

Hallo,
Rolf K. schrieb:
> Kann man dieses Verhalten im Datenblatt erkennen. (Wenn ja nach
> was müßte ich da gucken)?

Naja, der Hersteller sagt es dir durch die Blume, da die entsprechenden 
OP-Parameter immer mit einer Last von (mindestens) 2kOhm angegeben sind.

rhf

[Udo S. (urschmitt)]

Lothar M. schrieb:
> Miss mal die Temperatur des OpAmp.

Ich glaube das liefert ihm seine Simulation nicht :-)

Rolf K. schrieb:
> Die Schaltung wurde mit LTSpice erstellt.

[Dieter H. (kyblord)]

Udo S. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Miss mal die Temperatur des OpAmp.
>
> Ich glaube das liefert ihm seine Simulation nicht :-)
>
> Rolf K. schrieb:
>> Die Schaltung wurde mit LTSpice erstellt.

wenn die temperaturkoeffizienten im Modell sind kann er mit temp= die 
Temperatur für die Simulation festlegen oder direkt durchsteppen:

.step temp 25 80 10

oder dc sweep mit temp.

Annahme ist der ideale OPV. unendlich hohe eingangsimpedanz, 
ausgangsimpedanz =0. Eingeschwungener Zustand UD=0

[Dieter H. (kyblord)]

R3 ist hier als Lastimpedanz anzusehen. Da der reale OPV eine 
Ausgansimpedanz > 0 hat verringert sich die Spannungsverstärkung bei 
deiner 3 Ohm Last.


Wenn A die Spannungsverstärkung im Leerlauf ist (A=-R2/R1), dann ist die 
Spannungsverstärkung im Betrieb: RL/(Ra+RL) * A

wobei RL die Lastimpedanz (z.B. 3Ohm) ist und Ra die Ausgansimpedanz des 
OPV.

[MaWin (Gast)]

Rolf K. schrieb:
> heißt dass, das der OPV in LTSpice nicht richtig implementiert wurde,
> oder ist dieses Verhalten auch bei einen realen OPV zu beobachten.

Das Verhalten ist selbstverständlich auch bei einem echten OpAmp zu 
beobachten, sogar noch krasser (unlinearer, mit Drift) als in der 
Simulation.

Ist doch logisch dass nicht beliebig viel Strom aus so einem OpAmp 
kommt, sonst bräuchte man keine Leistungs-OpAmps, und auch die haben ein 
Limit.

[Rolf K. (opv_max)]

Danke für Eure Hinweise,
LKmiller
die 83mV am Ausgang hast Du aus der Simulation bekommen, richtig?
D.h. dieser Wert ist nicht gerechnet!

rhf,
RLast habe ich jetzt mehrfach im Datenblatt gesehen, Leider nicht so als 
"Es sind min. 2kOhm als Last anzuschließen.

[Lutz V. (lvw)]

Dieter H. schrieb:
> > Wenn A die Spannungsverstärkung im Leerlauf ist (A=-R2/R1), dann ist die
> Spannungsverstärkung im Betrieb: RL/(Ra+RL) * A
>
> wobei RL die Lastimpedanz (z.B. 3Ohm) ist und Ra die Ausgansimpedanz des
> OPV.

Nur der Genauigkeit halber: Die Ausgangsimpedanz Ra des OPV wird durch 
die Gegenkopplung so drastisch reduziert (um den Faktor der 
Schleifenverstärkung), dass dieser Wert (<1 Ohm, je nach Frequenz) 
praktisch keine Rolle spielt.

[Udo S. (urschmitt)]

Lutz V. schrieb:
> Nur der Genauigkeit halber: Die Ausgangsimpedanz Ra des OPV wird durch
> die Gegenkopplung so drastisch reduziert (um den Faktor der
> Schleifenverstärkung), dass dieser Wert (<1 Ohm, je nach Frequenz)
> praktisch keine Rolle spielt.

Nur der Richtigkeit halber:
Wenn man einen OP der im Kurzschlussfall gerade mal 30mA liefert mit 
660mA belasten will spielt deine Aussage wirklich keine Rolle mehr. :-)

SCNR

[Dietrich L. (dietrichl)]

Rolf K. schrieb:
> RLast habe ich jetzt mehrfach im Datenblatt gesehen, Leider nicht so als
> "Es sind min. 2kOhm als Last anzuschließen.

So eine Pauschalaussage ist auch nicht so sinnvoll. Oft wird z.B. der 
erreichbare Ausgangsspannungshub bei einer bestimmten 
Versorgungsspannung und einer bestimmten Last angegeben.
Änderst du die Bedingungen, bei der du den OpAmp betreibst, kann es 
durchaus sein, dass bei deiner Anwendung auch ein kleinerer 
Lastwiderstand möglich ist. Oder auch, dass die gewünschte Funktion nur 
bei einem größerer Lastwidertand funktioniert.
Dann muss man den eigenen Betriebsfall aus den beschriebenen 
Arbeitspunkten und den Diagrammen "herausrechnen/interpretieren".

[M.A. S. (mse2)]

Dieter H. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Lothar M. schrieb:
>>> Miss mal die Temperatur des OpAmp.
>>
>> Ich glaube das liefert ihm seine Simulation nicht :-)
>>
>> Rolf K. schrieb:
>>> Die Schaltung wurde mit LTSpice erstellt.
>
> wenn die temperaturkoeffizienten im Modell sind kann er mit temp= die
> Temperatur für die Simulation festlegen oder direkt durchsteppen:
>
> .step temp 25 80 10

Ähm, ja sehr schön: man kann das Verhalten des Bauteils bei 
verschiedenen Temperaturen simulieren. Nur ging es hier nicht darum, 
sondern es ging um die Erwämung des Bauteils durch den Betrieb. Das 
liefert Spice nicht.

[Rainer V. (a_zip)]

Rolf K. schrieb:
> heißt dass, das der OPV in LTSpice nicht richtig implementiert wurde,
> oder ist dieses Verhalten auch bei einen realen OPV zu beobachten. Kann
> man dieses Verhalten im Datenblatt erkennen. (Wenn ja nach was müßte ich
> da gucken)?

Was für eine blöde Frage...ich hoffe, du hast mittlerweile verstanden, 
dass du entweder einen ungeeigneten OP genommen hast oder noch gar nicht 
überschaust, was du überhaupt erreichen willst...
Gruß Rainer

[Dieter H. (kyblord)]

M.A. S. schrieb:
> Ähm, ja sehr schön: man kann das Verhalten des Bauteils bei
> verschiedenen Temperaturen simulieren. Nur ging es hier nicht darum,
> sondern es ging um die Erwämung des Bauteils durch den Betrieb. Das
> liefert Spice nicht.

nun ja. dann schätz es eben ab. T=Ta+Rth_J_A*Pv

[Lutz V. (lvw)]

Udo S. schrieb:
> Lutz V. schrieb:
>> Nur der Genauigkeit halber: Die Ausgangsimpedanz Ra des OPV wird durch
>> die Gegenkopplung so drastisch reduziert (um den Faktor der
>> Schleifenverstärkung), dass dieser Wert (<1 Ohm, je nach Frequenz)
>> praktisch keine Rolle spielt.
>
> Nur der Richtigkeit halber:
> Wenn man einen OP der im Kurzschlussfall gerade mal 30mA liefert mit
> 660mA belasten will spielt deine Aussage wirklich keine Rolle mehr. :-)
>
Was soll das ? Meine Aussage ist allgemein gültig!
Ob sie im vorliegenden Fall (wo es um eine fehlerhafte Schaltung und um 
Überlastung des OPV geht), noch wichtig ist, spielt dabei keine Rolle - 
die Aussage ist deshalb ja noch nicht falsch, oder?
(Deshalb schrieb ich ja auch: "...Nur der Genauigkeit halber".)

[OPV_max (Gast)]

Lieber Rainer V.,
wenn Dir einige Fragen zu blöd sind, brauchst Du ja nicht darauf zu 
antworten. Ich hab gehofft, dass man in diesem Forum alle Fragen ohne 
einen Ich-weiss-doch-alles-Kommentar beantwortet bekommt.