Widerstandswerte bei Operationsverstärker?

[Dr. Zoran (Gast)]

Hi,

bei einem nichtinvertierenden Operationsverstärker habe ich zwischen 
Ausgang, invertierendem Eingang und Masse einen Spannungsteiler, welcher 
die Verstärkung festlegt.

Dabei kommt es auf das Verhältnis der beiden Widerstände dieses 
Spannungsteilers an. Allerdings ist es rein rechnerisch egal, ob ich 
hier z.B. 1kOhm und 2kOhm oder 10kOhm oder 20kOhm oder 100kOhm oder 
200kOhm wähle, die resultierende Verstärkung ist in jedem Fall 3fach.

Mir ist klar, dass - um bei diesem Beispiel zu bleiben - 
Widerstandswerte von 10 und 20 Ohm auf Grund des hohen Stromes durch den 
Spannungsteiler eine ziemlich blöde Wahl wären.

Aber: wie komme ich auf vernünftige Absolut-Widerstandwerte? Welche 
Anhaltspunkte gibt es dafür?

Danke!

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Dr. Zoran schrieb:
> Aber: wie komme ich auf vernünftige Absolut-Widerstandwerte?
Kommt drauf an, was dir wichtig ist:
- geringe Stromaufnahme (Batteriebetrieb, Erwärmung) --> hochohmig
- geringe Störempfinglichkeit und niedriges Rauschen --> niederohmig

> Welche Anhaltspunkte gibt es dafür?
Sieh dir an, was die OPAmp Hersteller in ihren Applikationsschriften 
verwenden. Sieh dir an, wie andere ihre Widerstände bemessen haben 
(Google Bildersuche: opamp schematic). Verwende für ähnliche Anwendungen 
ähnliche große Widerstände.

[Andrew T. (marsufant)]

Dr. Zoran schrieb:
> Aber: wie komme ich auf vernünftige Absolut-Widerstandwerte?

In dem Du dir gedanken machst (und diese schriftlich fixierst) WAS Deine 
Schaltung letztlich können soll. Und welche (Mindest-)forderung Du 
erzielen willst. Denn nicht immer ist SOLL und KÖNNEN ökonomisch zu 
realisieren.

> Welche
> Anhaltspunkte gibt es dafür?

Stromverbrauch.
Einfüsse durch Bias Strom des OPamp.
Bandbreite (extrem hochohmige R führen zu niedriger BW).
Verfügbarkeit.
kosten.
ggfs. schon ein vorhandenes Design aus einem Vorgängerprojekt--> Spart 
Zeit, Mühe Kosten das neu zu berechnen und zu testen.


nur um mal 5 wichtige Punkte zu nennen,
es gibt sicher noch mehr.

[Mark S. (voltwide)]

Ein hochohmiger Spannungsteiler verschlechtert Bandbreite und 
Eigenrauschen. Ein zu niederohmiger Spannungsteiler belastet den Ausgang 
und verringert damit die Aussteuerbarkeit. Für Audio-Anwendungen ist ein 
Gegenkopplungswiderstand von 10kOhm eine Hausnummer.

[MaWin (Gast)]

Dr. Zoran schrieb:
> wie komme ich auf vernünftige Absolut-Widerstandwerte

1. Belastung des OpAmp Ausgangs darf nicht zu hoch werden, auch weil das 
den Ausgangsspannungsbereich des OpAmp zusammenbrechen lässt.

2. Stromverbrauch der Schaltung soll nicht zu hoch werden

3. Zu hohe Widerstandswerte führen ein Rauschen ein

4. Zu hohe Widerstandswerte machen die Schaltung langsamer weil 
Streukapazitäten über diese Widerstände umgeladen werden müssen.

5. Zu hohe Widerstandswerte machen die Schaltung anfälliger gegen 
Störungen von aussen

6. Zu hohe Widerstandswerte lassen Leckströme auf der Platine zu Fehlern 
führen

7. und am wichtigsten wohl: Zu hohe Widerstandwerte lassen den 
Eingangsstrom eines OpAmps zu Spannungsfehlern führen.

Im Ergebnis: nimm 10k...

[Lutz V. (lvw)]

Normalerweise rechnete man bei Verstärkung und Bandbreite mit 
idealisierten OPV-Parametern (insbesondere Ein-/Ausgangswiderstände und 
offene Verstärkung).

Das ist aber nur dann sinnvoll und erlaubt, wenn diese Vereinfachungen 
nicht zu Fehlern/Abweichungen führen, die unzulässig groß sind.

Deshalb sollen die Widerstände einerseits klein im Vergleich zum 
(vernachlässigten) OPV-Eingangswiderstand sein, gleichzeitig aber auch 
groß gegenüber dem (vernachlässigten) OPV-Ausgangswiderstand sein.

Dazu kommen dann die anderen hier bereits erwähnten Gründe (Rauschen, 
Offseteinfluss).

Das führt dann zu dem möglichst zu bevorzugendem Bereich etwa zwischen 
1kOhm und 100kOhm.