Verstärkerschaltung in Serie

[Mic ". (mic1)]

Hallo, ich beschäftige mich derzeit mit einer Verstärkerschaltung. Ich 
möchte 2 invertierende Operationsverstärker in Reihe schalten. Ich 
verwende den OPV "AD820". Dieser hat laut Datenblatt eine 
Transitfrequenz von 1,8 MHz (ein OPV).

R1=1kΩ
R2=10kΩ
R3=1kΩ
R4=10kΩ
Ue,pp=50mV
Im Anhang ein Bild meiner Schaltung.
Frage: Was passiert mit der Grenzfrequenz und der Transitfrequenz wenn 
ich 2 invertierende Verstärker in Serie schalte?

Transitfrequenz bleibt gleich denke ich, wie bei einem einzelnen OPV, 
also 1,8 MHz? Und Grenzfrequenz? Bei einem einzelnen OPV, weiß ich dass 
die Ausgangsspannung bei Grenzfrequenz 1/sqrt(2) * Ua,max ist, also 
müsste in meinem Fall (zwei OPV) die Spannung bei 1/sqrt(2)*1/sqrt(2)*5V 
=2,5 V sein, oder?


Lg

[f_R (Gast)]

Mic ". schrieb:
> Ich möchte 2 invertierende Operationsverstärker in Reihe schalten.

Hm. Ich denke eher, Du hast irgend etwas bestimmtes vor, das Du
mittels dieser zwei invertierenden Verstärker "lösen"/"schaffen"
möchtest.

Wär vermutlich klug, zuallererst mal DAS präzise zu beschreiben.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Mic ". schrieb:
> Frage: Was passiert mit der Grenzfrequenz

Hallo,

laut Deinem Schaltbild wirkt jeder der invertierenden OPVs mit einer 
Verstärkung von 1/10, schwächt also das Signal um den Faktor 10 ab. 
Somit bleibt Deine Grenzfrequenz nicht unter 1,8 MHz.

Wahrscheinlich wolltest Du aber verstärken und wissen, wie sich die 
Grenzfrequenz zweier gleichartiger hintereinander geschalteter 
Verstärker verhält.
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/verstkop.html

Ich finde es toll, wie man auf 5Vpp kommt :-)

mfg

[Egon D. (Gast)]

Christian S. schrieb:

> laut Deinem Schaltbild wirkt jeder der invertierenden
> OPVs mit einer Verstärkung von 1/10, schwächt also das
> Signal um den Faktor 10 ab.

???

[Egon D. (Gast)]

Mic ". schrieb:

> Frage: Was passiert mit der Grenzfrequenz und der
> Transitfrequenz wenn ich 2 invertierende Verstärker
> in Serie schalte?

Transitfrequenz bleibt (theoretisch) gleich;
Grenzfrequenz sackt auf das (m.E.) 0.7071fache ab; bei
Dir also von ca. 180kHz auf ca. 120kHz.


> Bei einem einzelnen OPV, weiß ich dass die Ausgangsspannung
> bei Grenzfrequenz 1/sqrt(2) * Ua,max ist, also müsste in
> meinem Fall (zwei OPV) die Spannung bei 1/sqrt(2)*1/sqrt(2)*5V
> =2,5 V sein, oder?

So kann man es auch ausdrücken, ja.

[HildeK (Gast)]

Du brauchst v=100.
Das kann man mit einem OPA machen, dann liegt die 3dB-Grenzfrequenz der 
idealen Schaltung bei 1.8MHz / 100 = 18kHz.

Oder so wie gezeichnet mit zwei Verstärkern mit v=10 in Reihe. Dann ist 
die theoretische 3dB-Grenze von jedem 180kHz. Mit beiden zusammen hast 
du dann bei 180kHz 6dB Dämpfung. Oder eben die 3dB-Grenze bei einem 
entsprechend niedrigeren Wert (≈120kHz).

Ja, es ist so, wie du vermutest.
Und man sieht schön, dass zwei OPAs in Reihe mit aufgeteilter 
Verstärkung eine größere Gesamtbandbreite liefern als ein einzelner mit 
entsprechend hoher Verstärkung.

[Wolfgang (Gast)]

Christian S. schrieb:
> laut Deinem Schaltbild wirkt jeder der invertierenden OPVs mit einer
> Verstärkung von 1/10, schwächt also das Signal um den Faktor 10 ab.

Denk nochmal drüber nach.
Der Gegenkopplungswiderstand ist 10x so groß wie der am Eingang, also 
wird für gleichen Strom am Knoten die Ausgangsspannung 10x so groß.

[Ralph B. (rberres)]

Da jeder Operationsverstärker eine Transitfrequenz von 1,8MHz hat stellt 
sich bei einer Verstärkung von Faktor 10 eine 3db Grenzfrequenz von 
180KHz ein.

Bei zwei hintereinander geschaltete Verstärker ist aber bei 180KHz der 
Verstärkungsabfall schon 6db, weil sich die beiden Durchlasskurven 
logarithmisch betrachtet addieren. ( 3db +3db=6db ). Linear betrachtet 
multiplizieren sich die beiden Kurven. ( 10 x 10 = 100 im 
Durchlassbereich
 SQR2 von 10 = 7,07 für die 3db Grenze also 10x 0,707x 10x0,707 = 
100x0,5 =50
das sind 6db gegenüber 100 ).

Also rutscht die Grenzfrequenz für beide hintereinander geschaltete 
Verstärker nach unten.

Ich sehe gerade Hildek hat es ja schon erklärt.

Ralph Berres

[Karl B. (gustav)]

Ralph B. schrieb:
> Also rutscht die Grenzfrequenz für beide hintereinander geschaltete
> Verstärker nach unten.

Hi,
erinnert stark die alte Frage, wieso braucht ein HiFi-Line-Verstärker im 
Tonstudio so tolle dB-Werte.
Weil in der gesamten Verstärkerkette sich die Grenzfrequenzen pro 
Einheit
erniedrigen. Auch, wenn jeder Verstärker für sich exzellente Werte hat.

ciao
gustav

[Klaus R. (klara)]

Mic ". schrieb:
> Hallo, ich beschäftige mich derzeit mit einer Verstärkerschaltung. Ich
> möchte 2 invertierende Operationsverstärker in Reihe schalten. Ich
> verwende den OPV "AD820". Dieser hat laut Datenblatt eine
> Transitfrequenz von 1,8 MHz (ein OPV).

Analog Device bietet das kostenlose Simulationstool LTspice an. Damit 
kann man Schaltungen prima untersuchen. Der AD820 ist steht in der LIB 
zur Verfügung.
mfg Klaus

[Stefan F. (Gast)]

Bedenke bei solchen Konstrukten, dass beide Verstärker ihren eigenen DC 
Offset verstärkt ausgeben. Bei diesem Chip sind weniger als 1mV zu 
erwarten, das mal 100 ist wohl noch in einem brauchbaren Rahmen.

Bei höheren Verstärkungsfaktoren wird das aber schnell zum Problem. 
Viele andere OP-Amps haben auch deutlich mehr DC Offset, als der von dir 
gewählte.

In Audio Schaltungen packt man daher typischer einen Kondensator 
zwischen die beiden Stufen, und hinter den Ausgang, um den DC Offset los 
zu werden.

[Mic ". (mic1)]

Danke, also die Grenzfrequenz der Gesamtschaltung (zwei OPV) ist also 
bei einer Ausgangsspannung von 2,5 V ,pp (bei Ue=50mV,pp)? und dies ist 
bei ca. 180 kHz der Fall?
Richtig?

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Wolfgang schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> laut Deinem Schaltbild wirkt jeder der invertierenden OPVs mit einer
>> Verstärkung von 1/10, schwächt also das Signal um den Faktor 10 ab.
>
> Denk nochmal drüber nach.
> Der Gegenkopplungswiderstand ist 10x so groß wie der am Eingang, also
> wird für gleichen Strom am Knoten die Ausgangsspannung 10x so groß.

Ich habe R2 = R4 = 100Ohm abgelesen und das mit der starken Brille, Hals 
ausgefahren und näher dran und extra 3 Mal hin geguckt. Ihr habt Recht, 
da ist ein K wie "Kah" versteckt.

mfg

[Ralph B. (rberres)]

Mic ". schrieb:
> Danke, also die Grenzfrequenz der Gesamtschaltung (zwei OPV) ist also
> bei einer Ausgangsspannung von 2,5 V ,pp (bei Ue=50mV,pp)? und dies ist
> bei ca. 180 kHz der Fall?
> Richtig?

In deinen Fall sollte bei 180KHz gegenüber 1KHz die Hälfte der 
Ausgangsspannung rauskommen.

Aber das ist nicht die Grenzfrequenz, sondern der 6db Punkt.

Die Grenzfrequenz definiert die Frequenz, bei der der Pegel um 3db also 
um den Faktor Wurzel aus 2 also Faktor 1,414 abgefallen ist.

Das dürfte in deinen Fall so bei schätzungsweise 130KHz der Fall sein.

Ralph Berres