möchte gerne einen NE5534 als DC-Verstärker (s. Bild) einsetzen, der mir aus 3,3V ca. 10V macht. Die Pins für Frequenz- und Offset-Abgleich werde ich später noch benötigen - für den Moment macht mir leider bereits die Grundbeschaltung Probleme, obwohl ich ja im dual supply operiere.
Ich messe an beiden Eingängen ca. -5V (obwohl V_in offen) - am Ausgang dann entsprechend -15V. Aber selbst, wenn ich die beiden Eingangspins auf GND lege, gerät er in die Sättigung und gibt mir +15V aus. Ich kapier's einfach nicht und erhoffe mir eine Erklärung.
Vu ist ja mit 3 am Grenzbereich des NE5534, aber ein Kondensator zwischen Pin 1 und 8 hat auch keine Auswirkungen. Bin ziemlich verzweifelt.
Ich messe an beiden Eingängen ca. -5V (obwohl V_in offen) - am Ausgang
dann entsprechend -15V.
Bei einen offenen Eigang entsteht durch den Bias-Strom am Eingang eine unkontrollierte Spannung. Das Ergebnis ist daher nicht unplausibel.
Aber selbst, wenn ich die beiden Eingangspins
auf GND lege, gerät er in die Sättigung und gibt mir +15V aus. Ich
kapier's einfach nicht und erhoffe mir eine Erklärung.
Du darfst nur V_in auf GND legen. Wenn du auch Pin 2 auf GND legst ist R1 unwirksam und du hast die Leerlaufverstärkung des OpAmps. Damit wird die Offsetspannung der Eingänge mit der Leerlaufverstärkung verstärkt, sodass durchaus +15V am Ausgang entstehen können.
Ich messe an beiden Eingängen ca. -5V (obwohl V offen)
Verstoß gegen Regel 1 bei der Benutzung von OPV: beide Eingänge müssen einen DC-Pfad nach GND haben (kann auch hochohmig sein). Denn in einen OPV-Eingang fließt immer ein Biasstrom (rein oder raus).
Der Biasstrom ist zwar klein, aber multipliziert mit einem unendlichen Widerstand - oder dem fast unendlichen Widerstand deines Multimeters - ergibt er halt doch eine erhebliche Spannung. In deinem Fall eben -5V (was bedeutet daß der Biasstrom negativ ist).
Aber selbst, wenn ich die beiden Eingangspins
auf GND lege, gerät er in die Sättigung und gibt mir +15V aus. Ich
kapier's einfach nicht und erhoffe mir eine Erklärung.
Zweiter Fehler. Beide Eingänge verbinden gibt nur bei einem idealen OPV eine Ausgangsspannung von 0. Ein realer OPV hat eine Offsetspannung. Und die ergibt multipliziert mit der Leerlaufverstärkung eine Ausgangsspannung, die üblicherweise an eine Rail fährt (aka Sättigung).
Du darfst den invertierenden Eingang des OPV nicht direkt an GND legen. Laß ihn einfach so beschaltet wie oben gezeichnet. Dann hat der OPV eine Verstärkung von 3. Und wenn du den nichtinvertierenden Eingang über z.B. 10KΩ an GND legst, dann wird die Ausgangsspannung auch (fast) 0 sein. Fast weil die Offsetspannung mit Faktor 3 verstärkt wird.
Verstoß gegen Regel 1 bei der Benutzung von OPV: beide Eingänge müssen
einen DC-Pfad nach GND haben (kann auch hochohmig sein).
Nö, müssen nicht. Du könntest R1 theoretisch auch einfach weglassen, also Pfad nach Masse weg, dann hast Du eben einen 1-Verstärker.
Du könntest auch zw. den beiden Ub auch einen 1:1-Spannungsteiler schalten, und den Mittelpunkt als Referenz für den Eingang nehmen.
Nur eben einfach offenlassen ist eine Sünde, oder knallhart beide Eingänge einfach zusammenschalten, oder niederohmig auf dasselbe Potential klemmen.
Ich messe an beiden Eingängen ca. -5V (obwohl V_in offen) - am Ausgang
dann entsprechend -15V. Aber selbst, wenn ich die beiden Eingangspins
auf GND lege, gerät er in die Sättigung und gibt mir +15V aus.
Beides funktioniert nicht.
Offener Eingang ist jede Spannung, leg ihn doch mal an Masse.
Aber nicht beide Eingänge an Masse, auch dann kommt beliebiges raus. Der In- bleibt am Rückkopplungsnetzwerk.
Besser wäre der NE5532 gewesen, denn 3-stabil heisst ja du bist extrem an der Grenze. 1-stabil hingegen heisst ja nicht, dass er nicht 3 oder auch 30 oder 300-fach verstärken kann.
Aber auch bei solchen
Schaltungen plane ich zuvor mit Hilfe von LTspice.
Naja, manche tippen auch 1+2 in den Taschenrechner ein, weil es sonst zu
kompliziert ist.
Du siehst doch das auch diese kleine Schaltung Probleme bereiten kann. Mit einer Simulation kannst Du zumindest einen Aufbaufehler feststellen wenn nicht das herauskommt was man sich vorgestellt hat. Spätestens bei der Frequenzkompensation ist LTspice sehr nützlich. Nicht jeder hat einen Oszi. Gut, man kann eine einfache Frequenzkompensation auch mit einem Dreisatz berechnen. Aber wie ist das dann mit dem Rauschen und der Störspannungsfestigkeit? Da hilft selbst ein normaler Oszi nicht viel weiter.
LTspice ist kostenlos und ein hervorragendes Werkzeug. Warum sollte man es sich schwerer machen als nötig?
mfg Klaus
Um das zu erkennen benötigt man eigentlich weder Steckbrettaufbau noch
ein Simulationsprogramm.
Dabei sollte man auch berücksichtigen, dass die Simulation je nach Qualität des Modells die beobachteten Effekte eventuell nicht oder nicht richtig abbildet.
wenn du den nichtinvertierenden Eingang über z.B.
10KΩ an GND legst, dann wird die Ausgangsspannung auch (fast) 0 sein.
Fast weil die Offsetspannung mit Faktor 3 verstärkt wird.
Der NE5534 hat typisch 0.5mV Offsetspannung. Verstärkt um 3 ergibt sich daraus eine Ausgangsspannung von plus oder minus 1.5mV.
Allerdings erzeugt der Biasstrom an den (beispielhaft) 10KΩ auch einen Spannungsabfall. Der NE5534 hat einen Biasstrom von 0.5µA. Das paßt übrigens sehr gut zu der von dir gemessenen Spannung von -5V, wenn man annimmt, daß dein Multimeter 10MΩ Eingangswiderstand in den Spannungsmeßbereichen hat.
An 10KΩ fallen durch den Biasstrom nun 5mV ab. Aber auch der invertierende Eingang hat einen Biasstrom der gleichen Größe. Er "sieht" einen Widerstand von 10KΩ||20KΩ = 6.6KΩ. Resultierend in 3.3mV Spannungabfall. Die Differenz wirkt als zusätzliche Eingangsspannung und wird ebenfalls mit Faktor 3 verstärkt. Gibt eine zusätzliche Ausgangsspannung von 5mV.
Vermeiden kannst du das, wenn du den nichtinvertierenden Eingang mit dem gleichen Widerstand abschließt wie den invertierenden. Sprich: nicht mit 10KΩ sondern mit 6.8KΩ (ist der nächste Wert der E-Reihe). Oder halt einen 10K und einen 20K Widerstand parallel.
So ihr Lieben, melde mich zurück und möchte mich bei allen Antwortenden herzlich bedanken. V_in über 10kOhm and GND oder eben einfach nicht offen lassen war die Lösung..........
Nun ja, bin eben Anfänger und gelobe, mich noch einmal ganz in Ruhe und in aller Ordentlichkeit mit OpAmps auseinanderzusetzen. :-)
An 10KΩ fallen durch den Biasstrom nun 5mV ab. Aber auch der
invertierende Eingang hat einen Biasstrom der gleichen Größe. Er "sieht"
einen Widerstand von 10KΩ||20KΩ = 6.6KΩ. Resultierend in 3.3mV
Spannungabfall. Die Differenz wirkt als zusätzliche Eingangsspannung und
wird ebenfalls mit Faktor 3 verstärkt. Gibt eine zusätzliche
Ausgangsspannung von 5mV.
Vermeiden kannst du das, wenn du den nichtinvertierenden Eingang mit dem
gleichen Widerstand abschließt wie den invertierenden. Sprich: nicht mit
10KΩ sondern mit 6.8KΩ (ist der nächste Wert der E-Reihe). Oder halt
einen 10K und einen 20K Widerstand parallel.
Übrigens eine sehr schöne Zusammenfassung aller vorangegangener Erklärungen und Hinweisen und sehr verständlich formuliert. Danke!
NE5534.png
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