Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPAMP max. Aussteuerbereich ermittlen


von Cubus (Gast)


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Wie kann man meßtechnisch ermitteln, innerhalb welchen 
Aussteuerbereiches ausgangsseitig ein OPAMP sinnvoll betrieben werden 
kann (unabhängig von der Angabe im Datenblatt)? Könnte man versuchen, 
Verzerrungen also Oberwellen zu messen?
Danke und Grüße Cubus

von Harald W. (wilhelms)


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Cubus schrieb:
> Wie kann man meßtechnisch ermitteln, innerhalb welchen
> Aussteuerbereiches ausgangsseitig ein OPAMP sinnvoll betrieben werden
> kann (unabhängig von der Angabe im Datenblatt)?

Das einfachste wäre m.E. wenn man einen Sinus an den Eingang legt und
solange hochdreht, bis man mit dem Oszi am Ausgang Abflachungen sieht.
Gruss
Harald

von Cubus (Gast)


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Ich denke, dass, wenn man die Abflachungen schon sieht, der max. 
Aussteuerbereich schon weit überschritten ist.

von oszi40 (Gast)


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Wenn der Sinus am Oszi schon sichtbar platt ist, kannst Du sicher sein 
daß der Verstärker hörbar sehr verzerrt.
Mehr da http://www.hifi-forum.de/viewthread-43-160-2.html

von Harald W. (wilhelms)


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Cubus schrieb:
> Ich denke, dass, wenn man die Abflachungen schon sieht, der max.
> Aussteuerbereich schon weit überschritten ist.

Das menschliche Auge reagiert sehr empfindlich auf Verformungen
eines Sinus. Ausserdem, das man von einem so ermittelten Wert
immer einen Sicherheitsabstand einhält, düfte ja wohl klar sein.
Gruss
Harald

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Statt des Sinus- kann man auch ein Sägezahn- oder Dreiecksignal nehmen.
Damit ist die Nichtlinearität deutlicher erkennbar.

Des Weiteren wird man auf dem Oszi nicht nur das Ausgangs- sondern auch
das Eingangsignal (mit der gleichen Verstärkung) darstellen. Damit sieht
man schon recht feine Unterschiede.

Mit der Differenzfunktion des Oszis kann man evtl. noch mehr sehen.

In der späteren Anwendung wird man den so ermittelten Austeuerbereich
sowieso nicht voll ausnutzen, sondern etwas Reserve lassen. Damit ist
die Geneuigkeit der Bestimmung der Austeuergrenzen gar nicht so
kritisch.

Edit:

Noch besser: Man misst nicht die Ausgangsspannung des Opamp, sondern die
Differenz der beiden Eingangsspannungen. Im Normalbetrieb ist diese sehr
klein, nämlich

  Ausgangsspannung / Differenzverstärkung ± Offsetspannung

Übersteuert der Verstärker, steigt die Eingangsdifferenzspannung rasch
an.

von ruediba (Gast)


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Wenn man es genauer haben will, kann man auch einen Sinus draufgeben und 
sich das Ausgangssignal entweder mit SpecAnalyzer oder vielleicht auch 
mit der FFT Funktion eines Oszilloskops anschauen. Man sieht dann bei 
Übersteuerung sehr schön die Linien der Harmonischen hochkommen und kann 
das Verhältnis zwischen der eigentlichen Spektrallinie und der der 
höchsten Harmonischen als Kriterium verwenden.

von Datenblatti (Gast)


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>Wie kann man meßtechnisch ermitteln, innerhalb welchen
>Aussteuerbereiches ausgangsseitig ein OPAMP sinnvoll betrieben werden
>kann (unabhängig von der Angabe im Datenblatt)?

Traust du nicht dem Datenblatt? Von welchem OPamp sprechen wir 
eigentlich? Was für Signale hast du?

von Cubus (Gast)


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Danke für die vielen Antworten. Ich habe hier keinen speziellen OPAMP 
oder Anwendung. Es interessiert mich, wie die Hersteller zu ihrer Angabe 
im Datenblatt kommen.

von Harald W. (wilhelms)


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Cubus schrieb:
> Danke für die vielen Antworten. Ich habe hier keinen speziellen OPAMP
> oder Anwendung. Es interessiert mich, wie die Hersteller zu ihrer Angabe
> im Datenblatt kommen.

Vermutlich durch Analyse der ihnen bekannten Innenschaltung.
Gruss
Harald

von Datenblatti (Gast)


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>Ich habe hier keinen speziellen OPAMP oder Anwendung. Es interessiert
>mich, wie die Hersteller zu ihrer Angabe im Datenblatt kommen.

Das ist sehr sehr unterschiedlich. Manchmal wird im Datenblatt eine 
Testschaltung dafür angegeben. Bei CMOS-OPamps wird der Eingang auch 
gerne zusätzlich übersteuert, z.B. bis 100mV zwischen den Eingängen 
anliegt, sich das Teil also nicht mehr im linearen, gegenkoppelten 
Arbeistbereich befindet. Und natürlich beziehen sich die Angaben immer 
auf ganz konkrete Lasten.

Oft verschlechtern sich die dynmischen Eigenschaften bei Annäherung der 
Ausgangsspannung an die Rails dramatisch, selbst wenn man noch deutlich 
im "erlaubten" Bereich liegt. Auch ein Herangehen an die "common mode 
input voltage range limits" kann drastische Folgen haben. Gerade bei 
IORR-OPamps kann man da herbe Überraschungen erleben. Die Physik ist 
eben einfach stärker und läßt sich nicht überlisten...

von Klaus D. (kolisson)


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Ich würde auch vorschlagen das datenblatt zunächst zu lesen.
Dann nochmal genau lesen und es verstehen lernen.
Da bist du schon auf der sicheren Seite.
Wenn man dann vom erlaubten Arbeitsbereich +-10% abzieht ist man noch
sicherer.

Wenn man gar +-50% abzieht ist man supersicher.


Klaus

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