Hi Ich habe hier 2 Schaltungen. Aufgrund der Basis-Emitterspannungen der Transistoren gibt eine Uebernahmeverzerrung nach der Gegentaktendstufe. Jetzt würde ich gerne verstehen, warum die Übernahmeverzerrung weitgehend verschwindet, weil die Rückkopplung des Ausgangssignals nicht vor, sondern nach der Gegentaktentstufe gegengekoppelt wird. Ich habe ja am Ausgang der Gegentaktstufe trotzdem das übernahmeverzerrte Signal. Im Buch steht nämlich: Der Operationsvestärker versucht den jeweiligen Transistor entsprechend durchzuschalten. Dies wird ihm gelingen, so lange die Grösse der Eingangsspannung in Verbindung mit dem Verstärkungsfaktor ausreicht, die hierfür notwendige Spannung zu erzielen. Die Verzerrungen der Endstufe werden durch die Gegenkopplung weitgehend beseitigt. Könnte mir das vllt. jemand plausibel erklären? Was passiert da genau? Vielen Dank
Weil der Opamp versucht seine beiden Eingänge auf gleiches Potential zu bringen. Fehler regelt er mit einer Verstärkung von 10.000...100.000 aus. "Auregeln" bedeutet: die Übernahmeverzerrungen sind nicht weg, aber 60..80dB kleiner. PS: Versuch den "invertierenden Verstärker" zu verstehen. Ist im allgemeinen gut erklärt. Operationsverstärker-Grundschaltungen
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Carl D. schrieb: > Weil der Opamp versucht seine beiden Eingänge auf gleiches > Potential zu > bringen. Fehler regelt er mit einer Verstärkung von 10.000...100.000 > aus. > "Auregeln" bedeutet: die Übernahmeverzerrungen sind nicht weg, aber > 60..80dB kleiner. > > PS: Versuch den "invertierenden Verstärker" zu verstehen. Ist im > allgemeinen gut erklärt. > > Operationsverstärker-Grundschaltungen Ja, das habe ich mir schon angesehen. Schlau wurde ich trotzdem nicht so ganz. Angenommen ich habe als Ue=-1V (siehe Bild), über die beiden Widerstände 10k/2k habe ich 5V am OP-Ausgang. Nach der Gegentaktstufe 4.3V. Wenn ich nun das Ausgangssignal gegenkopple, führe ich ja nun die 4.3V zurück, nicht die 5V. Also ist der Fehler 0.7V. Was passiert jetzt genau und was hat das nun mit der Verbesserung der Übernahmeverzerrung zu tun? Kann man das nicht irgendwie so erklären, dass es auch ich verstehe?
mauri schrieb: > Wenn ich nun das Ausgangssignal gegenkopple, führe ich ja nun die 4.3V > zurück, nicht die 5V. Also ist der Fehler 0.7V. Nein, denn der OPV versucht den Punkt, an dem die Gegenkopplung angeschlossen ist, auf 5V zu bringen. Das hat zur Folge, dass am Ausgang des OPV selbst die Spannung auf ca. 5,7V ansteigt.
mauri schrieb: > Angenommen ich habe als Ue=-1V (siehe Bild), über die beiden Widerstände > 10k/2k habe ich 5V am OP-Ausgang. Nach der Gegentaktstufe 4.3V. > Wenn ich nun das Ausgangssignal gegenkopple, führe ich ja nun die 4.3V > zurück, nicht die 5V. Wenn du die Rückkopplung wie in V1.jpg machst, stimmt deine Beschreibung: der Fehler des Ausgangssignals kann 0,7V betragen. Aber wenn du die Rückkopplung wie in V2.jp machst, kommt deine Beschreibung nicht hin. Solange die Spannung des Augangssignals nicht 5V beträgt, sieht der OPV zwischen seinen Eingängen immer noch eine Differenzspannung. Deswegen wird er die Spannung am OPV-Ausgang weiter erhöhen, und zwar so lange, bis das Ausgangssignal 5V beträgt (und der OPV-Ausgang auf ca. 5,7V liegt). Erst dann geht die Differenzspannung am OP-Eingang gegen Null, und erst dann hört der OPV auf, die Ausgangsspannung weiter zu erhöhen. Und der Fehler der Ausgangsspannung beträgt (im Rahmen unserer Näherung) 0V.
Dieter W. schrieb: > mauri schrieb: >> Wenn ich nun das Ausgangssignal gegenkopple, führe ich ja nun die 4.3V >> zurück, nicht die 5V. Also ist der Fehler 0.7V. > > Nein, denn der OPV versucht den Punkt, an dem die Gegenkopplung > angeschlossen ist, auf 5V zu bringen. Das hat zur Folge, dass am Ausgang > des OPV selbst die Spannung auf ca. 5,7V ansteigt. Verstanden. Achim S. schrieb: > Aber wenn du die Rückkopplung wie in V2.jp machst, kommt deine > Beschreibung nicht hin. Solange die Spannung des Augangssignals nicht 5V > beträgt, sieht der OPV zwischen seinen Eingängen immer noch eine > Differenzspannung. > > Deswegen wird er die Spannung am OPV-Ausgang weiter erhöhen, und zwar so > lange, bis das Ausgangssignal 5V beträgt (und der OPV-Ausgang auf ca. > 5,7V liegt). Erst dann geht die Differenzspannung am OP-Eingang gegen > Null, und erst dann hört der OPV auf, die Ausgangsspannung weiter zu > erhöhen. Und der Fehler der Ausgangsspannung beträgt (im Rahmen unserer > Näherung) 0V. Aber wenn jetzt Ue=0V, dann is Ua vom OP = 0 und Ausgang der Gegentaktstufe Ua_GG = 0 Alles korrekt, der OP tut nichts. Sobald Ue aber grösser als 0 wird, arbeitet der OP so und ERHÖHT INFOLGEDESSEN SEINE AUSGANGSSPANNUNG SO LANGE BIS AM RÜCKKOPPLUNGSPUNKT DIE ENTSPRECHENDE SPANNUNG ERREICHT IST. UBE = 0.7V --> Bei Ue = 0.1V wären das also Ua = 1.2V Der Operationsverstärker fungiert hier also als Regler und macht stets die 0.7V die für die Basis-Emitterspannung benötigt werden, wett. Wenn das so ist, habe ich das endlich kapiert und sehe es als eine ziemlich schlaue Lösung. Es ist zwar keine saubere Lösung, aber dafür eine günstige. Liege ich richtig?
mauri schrieb: > Sobald Ue aber grösser als 0 wird, arbeitet der OP so und ERHÖHT > INFOLGEDESSEN SEINE AUSGANGSSPANNUNG SO LANGE BIS AM RÜCKKOPPLUNGSPUNKT > DIE ENTSPRECHENDE SPANNUNG ERREICHT IST. > UBE = 0.7V --> Bei Ue = 0.1V wären das also Ua = 1.2V Ist Ua jetzt die Ausgangsspannung des OPV oder die Ausgangsspannung der Schaltung (wie V2.jpg gezeigt). Mit dem Vorzeichen musst du auch noch aufpassen (wenn Ue größer wird als Null, dann geht die Ausgangsspannung auf negative Werte). Also: für Ue = 0,1V geht der OPV-Ausgang auf -1,2V, so dass Ua = -0,5V beträgt. Eine Verstärkung von -5, die über die Rückkoppelwiderstände festgelegt wird. mauri schrieb: > Es ist zwar keine saubere Lösung Was genau ist daran unsauber? Wenn du die Schaltung aufbaust, wirst du tatsächlich gewisse Unschönheiten feststellen (dass z.B. der OPV-Ausgaung um 1,4V "springen" muss, wenn Ue einen Nulldurchgang hat). Je nach den konkreten Anforderungen muss man daran arbeiten, wie dieser Sprung genau durchgeführt wird. Aber wenn man das tut, ist es eine saubere Lösung.
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Achim S. schrieb: > Wenn du die Schaltung aufbaust, wirst du tatsächlich gewisse > Unschönheiten feststellen (dass z.B. der OPV-Ausgaung um 1,4V "springen" > muss, wenn Ue einen Nulldurchgang hat). Je nach den konkreten > Anforderungen muss man daran arbeiten, wie dieser Sprung genau > durchgeführt wird. Aber wenn man das tut, ist es eine saubere Lösung. Du kannst noch einen R4 (470R) zwischen den Basis- und Emitteranschlüssen schalten, dann hört das Springen bei Nichtansteuerung auf.
Die Leerlaufverstärkung des OP macht’s. Allerdings, wenn Du es mal etwas eiliger hast, wirst Du sehen: Die Übernahmeverzerrungen sind noch alle da. Die Physik bzw. die einfache Transistorkennlinie lassen sich nur mit Aufwand überlisten. Meist grüßen dann aber auch Heinz der Heizer und sein Kumpel die reduzierte Ausgangsspannung. Und schon sehr bald kommen dann auch die üblichen Triebtäter ins Spiel.
Achim S. schrieb: > Ist Ua jetzt die Ausgangsspannung des OPV oder die Ausgangsspannung der > Schaltung (wie V2.jpg gezeigt). Mit dem Vorzeichen musst du auch noch > aufpassen (wenn Ue größer wird als Null, dann geht die Ausgangsspannung > auf negative Werte). Ich hatte oben von Ua_GG nach der Gegentaktstufe gesprochen. Ich dachte Ua für die Ausgangsspannung nach dem OP wäre klar deshalb, sorry. Ja, ich wollte eigentlich Ue=-0.1V, wie im Bild zuvor auch negativ angenommen. > > mauri schrieb: >> Es ist zwar keine saubere Lösung > > Was genau ist daran unsauber? weil die hier auch sagen, dass die rechte Schaltung besser sei. http://www.ferromel.de/tronic_2502.htm Ich finde die links aber gar nicht so schlecht, weil weniger Bauteile verwendet werden.. Ach Du grüne Neune schrieb: > Achim S. schrieb: >> Wenn du die Schaltung aufbaust, wirst du tatsächlich gewisse >> Unschönheiten feststellen (dass z.B. der OPV-Ausgaung um 1,4V "springen" >> muss, wenn Ue einen Nulldurchgang hat). Je nach den konkreten >> Anforderungen muss man daran arbeiten, wie dieser Sprung genau >> durchgeführt wird. Aber wenn man das tut, ist es eine saubere Lösung. > > Du kannst noch einen R4 (470R) zwischen den Basis- und > Emitteranschlüssen schalten, dann hört das Springen bei Nichtansteuerung > auf. Warum genau? Der Transistor schaltet so ja immer noch nicht gleich durch, solange die Ua_OP nicht grösser als 0.7V ist!? Bitte um Erklärung
mauri schrieb: > weil die hier auch sagen, dass die rechte Schaltung besser sei. > http://www.ferromel.de/tronic_2502.htm > Ich finde die links aber gar nicht so schlecht, weil weniger Bauteile > verwendet werden.. Die rechts "spannt" die Basisanschlüsse der Transistoren etwas vor. Wenn der OPV-Ausgang auf 0 liegt, sind beide Transistoren kurz davor zu leiten. Der OPV-Ausgang muss jetzt nicht mehr um 1,4V springen, wenn die Stromrichtung am Ausgangs wechseln soll. Es reicht, wenn der OPV-Ausgang einen glatten Nulldurchgang hat (vorausgesetzt über die Dioden fällt gleich viel Spannung ab wie über die BE-Strecke der Transistoren). mauri schrieb: > Warum genau? Der Transistor schaltet so ja immer noch nicht gleich > durch, solange die Ua_OP nicht grösser als 0.7V ist!? Aber es fließt trotzdem schon etwas Strom mit der richtigen Richtung in die Last - vom OPV-Ausgang über den zusätzlichen Widerstand. Für kleine Ausgangsströme muss der Transistor gar nicht durchschalten, weil der OPV den Strom liefert. Erst bei größeren Ausgangsströmen (wenn der Spannungsabfall am zusätzlichen Widerstand über 0,7V steigt) schaltet der Transistor zu und hilft. Deine ursprüngliche Frage ging in die Richtung, wie die Rückkopplung beim OPV überhaupt funktioniert. Jetzt bist du schon bei der konkreten Auslegung von Schaltungen, um dynamische Übernahmeverzerrungen zu reduzieren. Wenn du den ersten Teil endgültig kapiert hast und jetzt am zweiten Teil interessiert bist: bau dir die Schaltungsvarianten tatsächlich mal auf (sei es auf Lochraster oder in einer Simulation) und schau dir an, wie sie konkret arbeiten.
Achim S. schrieb: > Deine ursprüngliche Frage ging in die Richtung, wie die Rückkopplung > beim OPV überhaupt funktioniert. Jetzt bist du schon bei der konkreten > Auslegung von Schaltungen, um dynamische Übernahmeverzerrungen zu > reduzieren. Wenn du den ersten Teil endgültig kapiert hast und jetzt am > zweiten Teil interessiert bist: bau dir die Schaltungsvarianten > tatsächlich mal auf (sei es auf Lochraster oder in einer Simulation) und > schau dir an, wie sie konkret arbeiten. Danke Achim für die Erklärung. Ich baue sie lieber auf, weil ich mit der Simulation im Moment nicht klar komme und alles andere liegen lassen müsste, um mich dort einarbeiten zu können. Das kann später kommen.. Ist es da egal, was für einen OP ich nehme oder gibt es da bestimmte OPAmps die man im Lager haben sollte?
noch was Achim S. schrieb: > Deine ursprüngliche Frage ging in die Richtung, wie die Rückkopplung > beim OPV überhaupt funktioniert. Jetzt bist du schon bei der konkreten > Auslegung von Schaltungen, um dynamische Übernahmeverzerrungen zu > reduzieren. Ist vielleicht eine Schwäche von mir, alles wissen zu wollen :P Aber, Ach Du grüne Neune ist schuld, er hat mich dazu verleitet. :D
Carl D. schrieb: > Fehler regelt er mit einer Verstärkung von 10.000...100.000 aus. Die Verstärkung ist im Datenblatt eines OP unter GBP (Bandbreitenverstärkungsprodukt) angegeben. Beim OP ist die Verstärkung nicht konstant, sondern nimmt umgekehrt proportional zur Frequenz ab, ändert sich also mit -6dB/Oktave. Für die Übernahmeverzerrungen bedeutet das, das sie mit höherer Frequenz zunehmend schlechter ausgeregelt werden.
mauri schrieb: > Ist vielleicht eine Schwäche von mir, alles wissen zu wollen :P Passt schon. Solange der Lernprozess effektiv ist (und das "zuviel" nicht dazu führt, dass man alles durcheinanderwirft) spricht nichts dagegen. mauri schrieb: > Ist es da egal, was für einen OP ich nehme oder gibt es da bestimmte > OPAmps die man im Lager haben sollte? verschiedene OPV werden auf die Übernahmeverzerrungen ganz unterschiedlich reagieren. Bei manchen wirst du - je nach Schaltung - nur bei genauem Hinsehen eine "Ecke" im Ausgangssignal sehen. Andere werden bei jedem Lastwechsel ordentlich Nachschwingen. Neben der Empfindlichkeit auf Lastwechsel werden sich auch andere Parameter deutlich unterscheiden (wie genau stimmt das Ausgangssignal, bis zu welcher Frequenz läuft der Verstärker, ...) Hast du denn eine IC-Kiste, mit ein paar OPV für den Alltagsgebrauch? Hier https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker findest du Hinweise, welche OPV in welchen Anwendungsbereichen häufig genutzt werden.
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mauri schrieb: > Ich baue sie lieber auf, weil ich mit der Simulation im Moment nicht > klar komme und alles andere liegen lassen müsste, um mich dort > einarbeiten zu können. Das kann später kommen.. Genau, baue diese Schaltung auf. Ein LM358 reicht dafür aus. Mache folgende Versuche und schaue Dir die Oszilloskopbilder an. 1. Mit R4 aber ohne Eingangssignal 2. Ohne R4 ohne Eingangssignal (evtl. Schwingneigung feststellbar) 3. Gegenkopplung an Punkt A, mit 200 Hz Sinussignal am Eingang 4. Gegenkopplung an Punkt B, mit 200 Hz Sinussignal am Eingang und ohne R4 (deutliche Übernahmeverzerrungen sichtbar)
Ach Du grüne Neune schrieb: > mauri schrieb: >> Ich baue sie lieber auf, weil ich mit der Simulation im Moment nicht >> klar komme und alles andere liegen lassen müsste, um mich dort >> einarbeiten zu können. Das kann später kommen.. > > Genau, baue diese Schaltung auf. Ein LM358 reicht dafür aus. Mache > folgende Versuche und schaue Dir die Oszilloskopbilder an. > > 1. Mit R4 aber ohne Eingangssignal > 2. Ohne R4 ohne Eingangssignal (evtl. Schwingneigung feststellbar) > 3. Gegenkopplung an Punkt A, mit 200 Hz Sinussignal am Eingang > 4. Gegenkopplung an Punkt B, mit 200 Hz Sinussignal am Eingang und ohne > R4 (deutliche Übernahmeverzerrungen sichtbar) Ok, danke Das werde ich mal machen. Ich bestelle mir mal ein paar Grundteile. Aber ohne Eingangssignal? Meinst du damit 0V? Oder als Ue einfach gar nichts angeschlossen, nur mit Rückführung? Achim S. schrieb: > Hast du denn eine IC-Kiste, mit ein paar OPV für den Alltagsgebrauch? > Hier > https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardb... > findest du Hinweise, welche OPV in welchen Anwendungsbereichen häufig > genutzt werden. Danke auch dafür. Ich habe zwar ein paar ICs, aber noch keine Operationsverstärker. Eine IC-Kiste ist ja auch ungünstig, wegen der Elektrostatik. Am Besten ist es doch diese in der Verpackung zu lassen.
mauri (Gast) schrieb: >Ach Du grüne Neune schrieb: >> Achim S. schrieb: >>> Wenn du die Schaltung aufbaust, wirst du tatsächlich gewisse >>> Unschönheiten feststellen (dass z.B. der OPV-Ausgaung um 1,4V >"springen" >>> muss, wenn Ue einen Nulldurchgang hat). Je nach den konkreten >>> Anforderungen muss man daran arbeiten, wie dieser Sprung genau >>> durchgeführt wird. Aber wenn man das tut, ist es eine saubere Lösung. >> >> Du kannst noch einen R4 (470R) zwischen den Basis- und >> Emitteranschlüssen schalten, dann hört das Springen bei Nichtansteuerung >> auf. >Warum genau? Der Transistor schaltet so ja immer noch nicht gleich >durch, solange die Ua_OP nicht grösser als 0.7V ist!? >Bitte um Erklärung Das von "Ach Du grüne Neune" erwähnte Springen hört nicht auf, sondern wird nur flacher. Und das von Dir genannte Durchschalten findet so auch nicht statt. Dieser Zusatz-R bewirkt eine alleine Laststromlieferung durch den OPV, solange dessen Ausgangsspannung noch unterhalb von Ube der Endstufen-T liegt. Erst wenn der Laststrom so groß wird, daß R*I>Ube wird, fangen die Transistoren an zu leiten, und übernehmen zunehmend den Laststrom. Du hast also damit eine Entschärfung des Ganzen für kleine Signalpegel (wo die Übernahmeverzerrungen sonst besonders krass reinfunken würden), und die Übernahme durch die T's wird sanfter. >Ist es da egal, was für einen OP ich nehme oder gibt es da bestimmte >OPAmps die man im Lager haben sollte? Am besten einen nicht zu schnellen (paar MHz, oder wenige 10MHz), und UnityGainStable (steht normalerweise irgendwie im DB, oder zumindest indirekt z.B. durch spezifizierte Übertragungsdiagramme für G=1 im DB impliziert) >Eine IC-Kiste ist ja auch ungünstig, wegen der Elektrostatik. Am Besten >ist es doch diese in der Verpackung zu lassen. Ach - so empfindlich sind die Dinger nun auch wieder nicht ...
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