Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker


von Sebastian M. (basti_481803)


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Hallo ich will einen OPV benutzen als Subtrahierer. Ganz allgemein will 
ich wissen wieso man den OPV mit (meistens)+15V und -15V versorgen muss 
? Wie kann ich mir -Spannung vorstellen also die ist ja dann nur 
umgedreht. Und wo würd ich diese z.B. bei einer Platine abgreifen? 
Manchmal ist bei Vcc - auch GND. Muss ich dann an VCC+ 30 V legen?

: Verschoben durch Moderator
von Teo D. (teoderix)


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von EAF (Gast)


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Was Notwendig/Sinnbehaftet ist, liegt ganz am OP und der Schaltung.

die +-15V sind teils historisch bedingt, aber oft auch zur Verbesserung 
des Störabstandes gedacht.

von Udo S. (urschmitt)


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Klassische OPs brauchen eine Versorgung die vom Betrag her größer ist 
als die max. Ein und Ausgangsspannungen.
Am einfachsten rechnen und verstehen kann man OP Schaltungen wenn man 
sie symmetrisch zum Ground versorgt, deshalb ist das auch meistens so in 
den Lehrbüchern dargestellt.
Mit modernen RailtoRail OPs benötigt man oft keine symmetrische 
Versorgung mehr, will man allerdings auch negative Ergebnisse erhalten 
können braucht man auch eine Versorgung die (zum Masse Bezugspunkt, also 
dem rechnerischen 0-Wert) negativ ist.

Negative Spannungen kann man nicht einfach "auf der Platine abgreifen" 
man braucht entweder eine symmetrische Versorgung der Schaltung oder man 
erzeugt sie sich mit einem invertierenden Spannungswandler.

von Sebastian M. (basti_481803)


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Ok aber wieso ganz allgemein mit einer negativen Spannung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Sebastian M. schrieb:
> Ganz allgemein will ich wissen wieso man den OPV mit (meistens)
> +15V und -15V versorgen muss

Muß man nicht. Aber ein OPV kann natürlich keine Spannung ausgeben, die 
größer ist als seine positive oder kleiner als seine negative 
Versorgungsspannung. Die erlaubte Eingangsspannung (an den (+) bzw. (-) 
Eingängen) ist oft zusätzlich limitiert.

Im Gegenteil: die Eigenschaft am Eingang bzw. am Ausgang bis an die 
Betriebsspannung zu kommen, gilt als Besonderheit. Diese OPV nennt man 
dann rail-to-rail OPV.

> Wie kann ich mir -Spannung vorstellen also die ist ja dann nur
> umgedreht.

Es ist eine Spannung die negativer (deswegen das -) als GND ist. Alle 
Spannungsangaben bei denen nicht explizit was anderes dabei steht, 
beziehen sich auf GND.

> Manchmal ist bei Vcc - auch GND. Muss ich dann an VCC+ 30 V legen?

Die meisten OPV haben einen weiten Betriebsspannungsbereich. Was du als 
Betriebsspannung anlegen mußt, hängt davon ab, welche Spannungen deine 
Schaltung verarbeiten soll.

von Praktiker (Gast)


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Hallo

Teo D. schrieb:
> 
https://getwww.uni-paderborn.de/teaching/history/get_so04/literatur/script_pdf/get_komplett_pdf

Wirklich ?
Abgesehen das man wegen einer einzelnen Frage den Fragenden nicht 
unbedingt direkt ein dickes "Buch" vor die Nase hält -auch wenn es von 
der Grundidee sicherlich sein Sinn hätte- dann aber bestimmt nicht so 
eins:

Selbst mal in dein verlinktes "Buch" hinein geschaut?

Schlimmer und Abschreckender geht es nun wirklich nicht - da blickt 
selbst so manche der schon lange in der E-Technik unterwegs ist und 
deutlich mehr als die Grundlagen beherrscht, nicht mehr durch.
Das ist kein Lehrbuch (Skript) sondern pure Abschreckung bzw. eine 
Wi...svorlage für Mathenerds und Masochisten .
Das beste an den "Buch" (Skriptum) ist noch der Titel - der aber mit den 
Erwartungen die so ein Titel bringt nichts zu tun hat.. absolut nichts.

von EAF (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Ok aber wieso ganz allgemein mit einer negativen Spannung.

z.B. bei Wechselspannungen (Audio) ist es sehr wichtig, das GND mitten 
im Arbeitsbereich liegt.

Man könnte den Arbeitsbereich auch mit Spannungsteilern und 
Koppelkondensatoren "ausmitteln", aber diese Bauteile bilden dann 
gleichzeitig Filter. Das will man manchmal nicht.

von Peter M. (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Ok aber wieso ganz allgemein mit einer negativen Spannung.

Die wird benötigt wenn bspw. ein Sinussignal verstärkt werden soll, 
damit die negative Halbwelle auch sauber am OPAMP Ausgang erscheint.
Bsp.: Eingangssignal Sinus mit 1V Spitzespannung, 10 fach verstärkt 
würde 10 V Spitzenspannung ergeben. Bei nur positiver 
Versorgungsspannung mit 8V des OPAMP würde die negative Halbwelle nicht 
oder nur verstümmelt am Ausgang erscheinen.
Schau mal in ein Datenblatt eines gängigen OPAMP, bspw. LM324. Dort 
wirst Du etwas zu Thema finden. Nennt sich Rail to Rail...

von HildeK (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Ganz allgemein will
> ich wissen wieso man den OPV mit (meistens)+15V und -15V versorgen muss?
Wie groß die Spannung an der Versorgung sein darf, ist typabhängig und 
steht im Datenblatt. Statt mit den Werten ±15V geht meist auch weniger, 
z.B. ±12V oder ±10V. Es gibt auch welche, die mit ±2.5V versorgt werden 
können.
Der Operationsverstärker weiß jedoch gar nichts von ±-Spannungen. Er 
sieht 30V oder 24V oder 10V oder nur 5V. Nur du mit deiner Schaltung 
musst an anderer Stelle Zusatzaufwand betreiben, um bei der Hälfte einen 
Bezugspunkt zu bekommen - üblicherweise den GND. Sonst wird der Aufwand 
im Netzteil getrieben, wie unten: zwei Batterien nehmen! Und schon 
kannst du positive und negative Spannungen bezüglich dieses GNDs messen.
Um dieses GND-Netz herum werden die Signal angelegt bzw. ausgegeben.

> Wie kann ich mir -Spannung vorstellen also die ist ja dann nur
> umgedreht.
Es sind zwei Spannungsquellen. Beispiel: nimm zwei 9V-Batterien und 
verbinde den Pluspol der einen mit dem Minuspol der anderen, so:
1
      o---- +9V
2
      | +
3
      -
4
     ---
5
      | -
6
      o---- GND
7
      | +
8
      -
9
     ---
10
      | -
11
      o----  -9V
Da z.B. GND nur ein Name ist, den kannst du da definieren wo du glaubst, 
dass es sinnvoll ist. Hier ist es ganz klar in der Mitte sinnvoll! Dann 
hast du bezüglich GND (dem Bezugspunkt für Signale, Messungen etc.) 
einmal +9V oben und -9V unten. Die beiden Punkte werden an die 
Versorgungspins des OPA angeschlossen. Der GND dann an z.B. einige 
Widerstände des Subtrahierers oder an den einen Pol des Eingangssignals, 
wie z.B. bei den Grundschaltungen 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Verst%C3%A4rkergrundschaltungen

> Und wo würd ich diese z.B. bei einer Platine abgreifen?
Welche Platine? Nirgends, wenn es nicht vorgesehen ist, sonst eben am 
Netzteil.

> Manchmal ist bei Vcc - auch GND. Muss ich dann an VCC+ 30 V legen?
Wie gesagt: das sind nur Namen. Und wenig sinnvoll ist es, ein Netz 
gleichzeitig -VCC und GND zu nennen.
GND nennt man üblicherweise den Bezugspunkt, bei OPAs ist das der Punkt, 
auf den sich Eingang, Ausgang und auch teilweise die Beschaltung 
bezieht. Wenn du -VCC als GND definierst und deine Beschaltung des 
Subtrahieres auf diesen GND=-VCC aufbaust, werden die wenigsten 
OPA-Schaltungen funktionieren. Mann will ja meist Wechselspannungen 
verstärken und deren Spannungsverlauf geht auch in den negativen 
Bereich. Der OPA kann aber mit Spannung kleiner -VCC weder am Eingang 
was anfangen noch diese ausgeben.

von Olaf (Gast)


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> Das ist kein Lehrbuch (Skript) sondern pure Abschreckung bzw. eine
> Wi...svorlage für Mathenerds und Masochisten .

Noe, das ist eine ganz normale Einfuehrung wie man sie im Rahmen
eines NT Studiums bekommt. Irgendwo muessen die Abrecherquoten ja
her kommen. Ich glaube bei uns hatte das 90% Durchfallquote. .-)

Aber du hast natuerlich insofern recht als das dieses Script wirklich
gar nichts mit der Frage des OPs zutun hat.
Besser einmal nach Opamp for everyone googlen und durchlesen.

Olaf

von Too der Hahn (Gast)


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Praktiker schrieb:
> Hallo
>
> Teo D. schrieb:
>>
> 
https://getwww.uni-paderborn.de/teaching/history/get_so04/literatur/script_pdf/get_komplett_pdf
>
> Wirklich ?
> Abgesehen das man wegen einer einzelnen Frage den Fragenden nicht
> unbedingt direkt ein dickes "Buch" vor die Nase hält -auch wenn es von
> der Grundidee sicherlich sein Sinn hätte- dann aber bestimmt nicht so
> eins:
>
> Selbst mal in dein verlinktes "Buch" hinein geschaut?
>
> Schlimmer und Abschreckender geht es nun wirklich nicht - da blickt
> selbst so manche der schon lange in der E-Technik unterwegs ist und
> deutlich mehr als die Grundlagen beherrscht, nicht mehr durch.
> Das ist kein Lehrbuch (Skript) sondern pure Abschreckung bzw. eine
> Wi...svorlage für Mathenerds und Masochisten .
> Das beste an den "Buch" (Skriptum) ist noch der Titel - der aber mit den
> Erwartungen die so ein Titel bringt nichts zu tun hat.. absolut nichts.


Grundlagen, Bruch und Potenzrechnung, Analysis……
E Technik studiert man halt nicht im Kindergarten.

von Uwe Bonnes (Gast)


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Sebastian M. schrieb:
> Ok aber wieso ganz allgemein mit einer negativen Spannung.

Der OP braucht Kopf- und Beinfreiheit...

von Horst (Gast)


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Der OP … genau. Du gehörst wohl eher in den OP.

von Josef L. (Gast)


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