Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum Impedanzwandler: mit- und ohne R


von Nub (Gast)


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Hallo,

kurze Frage:

Wieso bestückt man OPVs welche als Impedanzwandler beschaltet sind, 
manchmal mit und manchmal ohne einen Widerstand?

Teilweise werden auch noch zwei Kondensatoren hinzugefügt. Welche 
Funktion haben diese? Der C1 am Eingang bildet in meinem Bsp. einen 
Tiefpass mit fg=48Hz, aber wozu ist C2? Bildet der OPV damit einen 
aktiven Tiefpass? Für was ist dann der TP am Eingang?

von mhh (Gast)


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Nub schrieb:
> Wieso bestückt man OPVs welche als Impedanzwandler beschaltet sind,
> manchmal mit und manchmal ohne einen Widerstand?

Das ist abhängig, ob es um Gleich- oder Wechselspannung als Nutzsignal 
geht (Eingangsstrom des OPV und damit Offset).

Nub schrieb:
> Teilweise werden auch noch zwei Kondensatoren hinzugefügt. Welche
> Funktion haben diese?

Unerwünschte Einflüsse zu mildern.

Nub schrieb:
> aber wozu ist C2?

Damit es dynamisch an beiden Eingängen gleich zugeht (der Offset also 
nicht frequenzabhängig wird).

von Nub (Gast)


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mhh schrieb:
> Das ist abhängig, ob es um Gleich- oder Wechselspannung als Nutzsignal
> geht (Eingangsstrom des OPV und damit Offset).

Also bei Wechselspannung mit R?

Ok, ich bestimme also den Eingangsstrom am OPV über Ue/R1...was ändert 
das an dem Offset?

von Kai K. (klaas)


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>Wieso bestückt man OPVs welche als Impedanzwandler beschaltet sind,
>manchmal mit und manchmal ohne einen Widerstand?

In welcher Anwendung?

von mhh (Gast)


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Nub schrieb:
> Also bei Wechselspannung mit R?

Eher bei Gleichspannung. Ein fester Offset stört wegen der meistens 
anzutreffenden Koppelkondensatoren weniger bei der Wechselspannung.


Nub schrieb:
> Ok, ich bestimme also den Eingangsstrom am OPV über Ue/R1...was ändert
> das an dem Offset?

Den Eingangsstrom kannst Du nicht bestimmen - nur seine Auswirkung. Denn 
Strom durch einen Widerstand ergibt einen Spannungsabfall und verändert 
damit den Offset.

von Nub (Gast)


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Kai Klaas schrieb:
>>Wieso bestückt man OPVs welche als Impedanzwandler beschaltet sind,
>>manchmal mit und manchmal ohne einen Widerstand?
>
> In welcher Anwendung?

Mit R habe ich das z.B. schon oft bei Sensorschaltungen gesehen. Also:

Sensoroutput -> Impedanzwandler mit R -> ADC

mhh schrieb:
> Den Eingangsstrom kannst Du nicht bestimmen - nur seine Auswirkung. Denn
> Strom durch einen Widerstand ergibt einen Spannungsabfall und verändert
> damit den Offset.

Immer noch nicht verstanden :) Kannst du das nochmal genauer erklären 
bitte?
Welcher Offset ist hier gemeint? Der Offset zwischen + und - Eingang?

von Kai K. (klaas)


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>Mit R habe ich das z.B. schon oft bei Sensorschaltungen gesehen.

Bipolare OPamps lassen einen Strom durch die Eingänge fließen. Das ist 
der nötige Basis-Emitterstrom ohne den das Teil nicht funktioniert. 
Dieser "input bias current" ist oft so groß, daß der Spannungsabfall 
daran nicht zu vernachlässigen ist und am Ausgang der Schaltung einen 
Offsetspannungsfehler erzeugt. Mit dem Trick des zusätzlichen 
Widerstands in der Gegenkopplung läßt sich dieser Offset minimieren, 
wenn der Eingangsstrom durch beide Eingänge nahezu gleich groß ist, weil 
sich das Resultat am Ausgang dann in erster Näherung weghebt.

Früher, als es noch viele unvollkommene OPamps gab, mußte man diesen 
Trick häufig anwenden. Heute nimmt man einfach ein Teil mit niedrigen 
Eingangsströmen.

Der zusätzliche Cap in der Gegenkopplung dient oft der Stabilität, weil 
der Widerstand in der Gegenkopplung mit der Eingangskapazität des OPamp 
dann eine unzulässige "phase lag" in der Gegenkopplung erzeugt, die die 
"phase margin" aufzehrt. Der OPamp wird dadurch instabil und fängt an zu 
schwingen. Hier reicht aber oft ein Cap in der Größenordnung der 
Eingangskapazität, also irgendetwas ab 10...20p. Nur sehr spezielle 
FET-OPamps profitieren von identischen Beschaltungen am "+" und "-" 
Eingang, wie beispielsweise der OP176:

http://ezphysics.nchu.edu.tw/prophys/ael/File/Datasheet/op176.pdf

Aber so genau wolltest du es wahrscheinlich nicht wissen.

Nub, deine Fragen zielen auf die Basics von OPamp-Schaltungen. TI hat 
etliche "application notes", die diese Fragen erschöpfend beantworten. 
Schau dich dort mal um. Gurgel auch mal nach den Begriffen "phase 
margin" und "phase lag" im Zusammenhang mit "operational amplifier".

von Nub (Gast)


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Danke Herr Klaas! Bin am gurgeln :)

von Nub (Gast)


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sry doch noch ein Frage: Kannst du mir bei den vielen Ti-App-Notes 
(deren Namen mir oft nichts sagen), welche speziell für dieses Thema 
empfehlen?
Danke!

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