Verständnisfrage zum OPV

[Andi (golbi87)]

Hallo zusammen,

ich arbeite gerade einen alten Conrad-Adventskalender durch und bin 
dabei auf die Schaltung im Anhang gestossen.

Ich verstehe dabei nicht, wie der Spannungsabfall am 
nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärker zustande kommt, 
wenn der Schalter geöffnet ist. Der Widerstand hängt ja quasi in der 
Luft.

Vielen Dank schonmal für die Hilfe und einen schönen Feiertag

[H. H. (Gast)]

Um das zu verstehen, muss man die Innenschaltung des Opamp kennen, oder 
zumindest dessen "Input Bias Current".

[Andi (golbi87)]

Vielen Dank für die Antwort.

Mir gehts erstmal darum, die Funktionsweise eines OVP zu verstehen, die 
Innenschaltung ist wahrscheinlich noch etwas zu kompliziert für meinen 
aktuellen Kenntnisstand.

Kann ich es so verstehen, dass in den Eingang ein Strom fliesst, der 
durch den Anschluss des OPV and die Betriebsspannung hervorgerufen wird 
und der unabhängig vom angeschlossenen Widerstand ist?

[H. H. (Gast)]

Andi schrieb:
> Kann ich es so verstehen, dass in den Eingang ein Strom fliesst, der
> durch den Anschluss des OPV and die Betriebsspannung hervorgerufen wird
> und der unabhängig vom angeschlossenen Widerstand ist?

Ja, wobei der Strom hier aus dem Eingang fließt, er hat deshalb 
negatives Vorzeichen und beträgt wenige 10nA.

[MaWin O. (mawin_original)]

Andi schrieb:
> Mir gehts erstmal darum, die Funktionsweise eines OVP zu verstehen

Ein floatender Eingang ist ein Sonderfall. Man kann keine Aussage über 
ihn treffen, ohne in die internen Eigenschaften des OPVs abzutauchen.

Gucke dir erst einmal die gängigen Grundschaltungen an, bevor du 
versuchst so eine Schaltung zu verstehen.

[Lutz V. (lvw)]

Damit eine sinnvolle - dem Zweck des Verstärkers dienende - 
Ausgangsspannung verfügbar ist, muss erst einmal ein zu verarbeitendes 
Eingangssignal vorhanden sein. Das ist (noch ) nicht der Fall.
Wegen der vollen Gegenkopplung würde die Schaltung als "Einsverstärker 
(unity-gain-amplifier) bzw. als reiner "Impedanzwandler" arbeiten, 
sofern zwischen den noch offenen Anschlüssen eine Signal-Spannung 
eingespeist wird.

Dabei muss beachtet werden, dass sich ein sinnvoller Arbeitspunkt nur 
dann einstellt (mit Aussteuerungsmöglichkeit nach beiden Seiten um 
diesen Punkt herum), wenn gleichzeitig dort auch eine Gleichspannung von 
etwa 4,5 V angelegt wird. Auf keinen Fall darf ein Eingang "in der Luft 
hängen".
Die in den Verstärker fließende Ströme werden normalerweise aber 
vernachlässigt gegenüber dem Strom in der äußeren Beschaltung, der um 
Größenordnungen größer ist.

Der Normalfall bei einer derartigen Schaltung ist allerdings eine 
Versorgung mit zwei Betriebsspannungen (z.B. (+-)4,5 V), deren 
gemeinsamer Punkt als Bezugspunkt für das zu verarbeitende Signal 
definiert ist (Masse).

[Lutz V. (lvw)]

MaWin O. schrieb:
>
> Ein floatender Eingang ist ein Sonderfall. Man kann keine Aussage über
> ihn treffen, ohne in die internen Eigenschaften des OPVs abzutauchen.

Ein "Sonderfall" ohne jegliche praktische Bedeutung (in Analogie zu 
einer Transistorstufe mit offenem Basisanschluss).

[Klaus H. (hildek)]

Andi schrieb:
> Ich verstehe dabei nicht, wie der Spannungsabfall am
> nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärker zustande kommt,
> wenn der Schalter geöffnet ist.

Der 'Schalter' sind die beiden offenen Klemmen an dem 330k?

Zu Spannungsabfall: davon spricht man, wenn man einen Strom durch ein BE 
(z.B. einen Widerstand) fließen lässt und über dem Widerstand dann eine 
Spannung zu messen ist.

Wenn du an den beiden Klemmen die Spannung misst: ja, da wird was sein, 
hervorgerufen durch die interne Verschaltung; das ist aber nicht 
vorhersehbar.
Generell: offene Eingänge sind kein normaler Betriebsmodus und man 
sollte sie vermeiden.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Lutz V. schrieb:
> MaWin O. schrieb:
>>
>> Ein floatender Eingang ist ein Sonderfall. Man kann keine Aussage über
>> ihn treffen, ohne in die internen Eigenschaften des OPVs abzutauchen.
>
> Ein "Sonderfall" ohne jegliche praktische Bedeutung

Die praktische Anwendung ist im konkreten Fall ein Berührungssensor. Der
offene Eingang floatet beim LM324 auch nicht, da er – anders als bei
Mosfet-Opamps – vom Rest der Schaltung nicht elektrisch isoliert ist.

Die Schaltung ist nur deswegen etwas ungewöhnlich, weil hier ein sonst
unerwünschter Effekt (nämlich der Bias-Strom) als funktionales Feature
genutzt wird.

[Purzel H. (hacky)]

Speziell am 324 is auch noch, dass der Eingnag auf Null runter geht, 
resp sogar etwas tiefer. Das ist nicht standard

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Purzel H. schrieb:
> auf Null runter geht,
> resp sogar etwas tiefer

Erst unter Null wird die Welt so richtig interessant.

mfg

[H. H. (Gast)]

Christian S. schrieb:
> Erst unter Null wird die Welt so richtig interessant.

20000 Meilen unter dem Meer

Die Reise zum Mittelpunkt der Erde

[Andre G. (andgst01)]

H. H. schrieb:
> Die Reise zum Mittelpunkt der Erde

Oder zum Mittelpunkt des OPVs in dem Fall.

[H. H. (Gast)]

Andre G. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Die Reise zum Mittelpunkt der Erde
>
> Oder zum Mittelpunkt des OPVs in dem Fall.

Über welchen Pin muss man einsteigen?

[Rainer W. (rawi)]

Klaus H. schrieb:
> Wenn du an den beiden Klemmen die Spannung misst: ja, da wird was sein,
> hervorgerufen durch die interne Verschaltung; das ist aber nicht
> vorhersehbar.

Du sagst doch selber, dass es von der internen Verschaltung abhängt und 
die ist beim LM324 bekannt.
Warum sollte das Ergebnis nicht vorhersehbar sein - man muss nur über 
den Tellerrand der Grundschaltung idealer OPs hinaus gucken.

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Rainer W. schrieb:
> man muss nur über den Tellerrand der Grundschaltung idealer OPs hinaus
> gucken.

Manchmal ist das aber gar nicht so einfach ;)