Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPA145 Spannungsfolger


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von Peter K (Gast)


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Hallo!

Ich möchte mit dem OPV "OPA145" einen Spannungsfolger realisieren. Die 
Versorgungsspannung beträgt +/- 3.3V. Laut Datenblatt liegt der mögliche 
Spannungsbereich bei ±2.25 V bis ±18 V.

Durch eine LTSpice Simulation habe ich bemerkt, dass mein Eingangssignal 
(z.B 1 mV Sinus) nur bei einer höheren Versorgungsspannung korrekt am 
Ausgang anliegt. Im Datenblatt bin ich jetzt auf die Common-mode voltage 
range von (V–) –0.1 bzw. (V+)–3.5 V gestoßen, was das Verhalten erklären 
würde. Bei V+ = 3.3V kann ich also keine Amplituden > -0.2V übertragen.

Leider sind schon zahlreiche Stück des OPVs vorhanden, wodurch ich 
diesen unbedingt verwenden möchte.

Kennt jemand eine Lösung mit der ich trotz der Common-mode voltage range 
ein Eingangssignal im Bereich +/- 1V bei einer Spannungsversorgung von 
+/- 3.3V übertragen kann?

Vielen Dank!

von Jens G. (jensig)


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Peter K schrieb:
> Kennt jemand eine Lösung mit der ich trotz der Common-mode voltage range
> ein Eingangssignal im Bereich +/- 1V bei einer Spannungsversorgung von
> +/- 3.3V übertragen kann?

Arbeitspunkt auf -1,5V oder so legen, durch Spannungsteiler am +Eingang, 
und Ein- und Ausgang über seriellen C ansteuern/abgreifen (solange man 
nur Wechselspannung übertragen will).

von Josef (Gast)


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Hä?

von Peter K (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Peter K schrieb:
>
>> Kennt jemand eine Lösung mit der ich trotz der Common-mode voltage range
>> ein Eingangssignal im Bereich +/- 1V bei einer Spannungsversorgung von
>> +/- 3.3V übertragen kann?
>
> Arbeitspunkt auf -1,5V oder so legen, durch Spannungsteiler am +Eingang,
> und Ein- und Ausgang über seriellen C ansteuern/abgreifen (solange man
> nur Wechselspannung übertragen will).

Vielen Dank!
Im Idealfall sollte der hohe Eingangswiderstand (10^13) erhalten bleiben 
und auch Gleichspannungsanteile übertragen werden.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Josef schrieb:
> Hä?

Ist doch logisch denn:

Peter K schrieb:
> Common-mode voltage range von (V–) –0.1 bzw. (V+)–3.5 V gestoßen

Und deswegen:

Jens G. schrieb:
> Arbeitspunkt auf -1,5V oder so legen

Dann klappt's zumindest schon mal mit der Wechselspannung.

von Jens G. (jensig)


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Peter K schrieb:
> Im Idealfall sollte der hohe Eingangswiderstand (10^13) erhalten bleiben

Das kannste vergessen, denn irgendeinen Gleichstrompfad musst Du schon 
vorsehen, um dem Eingang einen definierten Arbeitspunkt zu geben.

> und auch Gleichspannungsanteile übertragen werden.

Dann haste Pech ...

von Jim (Gast)


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Irgendwie verstehe ich das Problem überhaupt nicht. Kannst Du Mal bitte 
aufmalen, wie Dein Eingangssignal aussehen soll und wie der Ausgang 
aussieht und wie er aussehen soll? Die Erklärung mit -0.2 V macht 
überhaupt keinen Sinn!

von HildeK (Gast)


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Jens G. schrieb:
> Dann haste Pech ...

... oder er muss einen suchen, der Rail-to-Rail am Eingang und am 
Ausgang kann.
Oder eben die (positive) Versorgungsspannung erhöhen, z.B. auf 5V. Wenn 
ich in einer Schaltung +3.3V (geregelt) habe, stehen doch meist auch 
deutlich mehr vor dem Regler zur Verfügung. Einfach die nehmen. Es 
dürfen ja bis zu 36V-VEE sein!
Es ist zwar schön, wenn der OPA mit ±2.25V betrieben werden kann, aber 
wenn der Eingang 3.5V von der positiven Rail wegbleiben muss, dann ist 
das ein untaugliches BE.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter K schrieb:
> Kennt jemand eine Lösung mit der ich trotz der Common-mode voltage range
> ein Eingangssignal im Bereich +/- 1V bei einer Spannungsversorgung von
> +/- 3.3V übertragen kann?
Eine Brücke könnte das...

> Leider sind schon zahlreiche Stück des OPVs vorhanden,
> wodurch ich diesen unbedingt verwenden möchte.
Verwende ihn in einem anderen Projekt, wo mehr Spannung zur Verfügung 
steht. Die Lagerkosten bezeichnest du als Lehrgeld. Denn das mit dem 
Gleichtaktbereich an den Eingängen muss jeder auf seine Art lernen.

Jim schrieb:
> Irgendwie verstehe ich das Problem überhaupt nicht.
> Die Erklärung mit -0.2 V macht überhaupt keinen Sinn!
Die Eingangsspannungen an In+ und In- müssen bei Vcc=+-3V3 Versorgung im 
Bereich zwischen -Vcc-0,1V = -3,4V und +Vcc-3,5V =-0,2V sein.
Eine Wechselspannung mit +-1V liegt bis zu 1,2V über diesem erlaubten 
Gleichtaktbereich.

> Kannst Du Mal bitte aufmalen, wie Dein Eingangssignal aussehen soll
Male dir z.B. einen Sinus mit 1V Amplitude um den Nullpunkt.

> und wie der Ausgang ... aussehen soll?
Genau gleich.

> wie der Ausgang aussieht
Der wird zum größten Teil der Zeit an der positiven Versorgung kleben. 
Oder wenn Phase Reversal auftritt sogar an der Negativen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Josef (Gast)


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HildeK schrieb:
> oder er muss einen suchen, der Rail-to-Rail am Eingang und am
> Ausgang kann.

Aber in seiner Schaltung hat er doch Dual-Supply. Wozu braucht es da 
R2R? Macht für mich überhaupt keinen Sinn!

von Josef (Gast)


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Ah, das Ding hat unglaubliche -3,5V CMVR und wird trotzdem mit so 
niedriger Betriebsspannung angepriesen. Verstehe. Tja, da hat er einfach 
mal gelitten.

von HildeK (Gast)


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Josef schrieb:
> Aber in seiner Schaltung hat er doch Dual-Supply. Wozu braucht es da
> R2R? Macht für mich überhaupt keinen Sinn!

R2R hat mit dual oder single Supply rein gar nichts zu tun. Es sagt nur, 
dass Ein- und Ausgang bis an die Rails kommen. Wo da jemand dazwischen 
den GND definiert ist dem OPA sowieso egal - der sieht den ja nicht!

Er muss nur eine Versorgungsspannung haben, die größer als der maximale 
positive Signalpegel des Eingangssignals + 3.5V ist.

von Jester (Gast)


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HildeK hat‘s ja schon erklärt: Dem OpAmp ist es schnurz egal, wo du dein 
GND hinlegst.

Der Eingang darf sich zwischen -3.4 und -0.2V bewegen. Beziehst du deine 
Signale auf -1.8V und nennst das PGND (*), dann passt es - wenigstens 
von der Eingangsseite. Nun musst Du nur noch abklären, in welchem 
Spannungsbereich sich der Ausgang wohlfühlt.

So könnte man vorgehen -- aber ob das schlau ist? Jeder herkömmliche 
Massebezug wäre damit für‘n A*sch ...

(*) PGND steht hier für „Peter‘s Ground“ und hat mit GND (oder 0V, oder 
Masse) zunächst mal nichts zu tun ...

Just my 2 ct

von Michael M. (michaelm)


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Jester schrieb:
> Nun musst Du nur noch abklären, in welchem
> Spannungsbereich sich der Ausgang wohlfühlt.

Das dürfte in diesem Fall ein fast aussichtsloses Unterfangen sein...
;-)
SCNR

von Peter D. (peda)


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Peter K schrieb:
> Kennt jemand eine Lösung mit der ich trotz der Common-mode voltage range
> ein Eingangssignal im Bereich +/- 1V bei einer Spannungsversorgung von
> +/- 3.3V übertragen kann?

Jeder OPV, der bei 6,6V Versorgung noch 2V Hub am Eingang verarbeiten 
kann.
Typisch kann das ein R2R-OPV.
Viele günstige R2R-OPV mögen aber nur 5,5V Versorgung.

von HildeK (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Jeder OPV, der bei 6,6V Versorgung noch 2V Hub am Eingang verarbeiten
> kann.

Den, den er bereits hat, kann er auch verwenden. Er muss nur in seiner 
Schaltung eine Spannung finden, die wenigstens die +4.5V hat für max. 
±1V am Eingang. R2R am Ausgang kann er bereits und -VCC am Eingang auch.

Da ich stark annehme, dass die +3.3V von einem Regler aus einer höheren 
Spannung bereitgestellt werden, sollte das kein Problem sein. Mit typ. 
0.06µV/V beim PSRR muss die nicht mal besonders ruhig oder extra 
geregelt sein.

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