Unbelasteter Spannungsteiler, welchen Widerstand?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo,

wie groß sollte ich Eurer Meinung die Widerstandswerte an einem Spannungsteiler wählen, damit der Querstrom so klein wie möglich bleibt.

Ich möchte an einem Operationsverstärker 6V Referenzspannung einstellen. 12V muss ich runterteilen.

Was haltet ihr davon, wenn ich den Gesamtwiderstandswert so wähle, dass nur 1mA als Querstrom fließt oder kann ich mit dem Strom noch weiter runter gehen?

Ein Spannungsabfall über den beiden Widerständen stellt sich ja nur ein, wenn auch ein Strom drüber fließt, deswegen kann der Wert doch niocht unendlich hoch gewählt werden.

Viele Grüße, Matthias.

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Hallo!

Ich möchte an einem Operationsverstärker 6V Referenzspannung
einstellen. 12V muss ich runterteilen.

Was haltet ihr davon, wenn ich den Gesamtwiderstandswert so
wähle, dass nur 1mA als Querstrom fließt oder kann ich mit dem
Strom noch weiter runter gehen?

Wie groß ist denn der Eingangsstrom des OPs am betreffenden Pin laut Datenblatt? Ich habe hier gerade einen mit 0,2µA rumliegen. Damit der Spannungsteiler als unbelastet betrachtet werden kann, sollte der Strom durch den Spannungsteiler ein Vielfaches (z.B. 100x) davon sein. 0,02…0,1mA würde ich in diesem Fall mindestens wählen.

Gruß Simon

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Hallo Matthias,

Ich möchte an einem Operationsverstärker 6V Referenzspannung
einstellen. 12V muss ich runterteilen.

Was haltet ihr davon, wenn ich den Gesamtwiderstandswert so
wähle, dass nur 1mA als Querstrom fließt oder kann ich mit dem
Strom noch weiter runter gehen?

Einen unbelasteten SPanungsteiler hast du nie :wink:

Der OpAmp hat ja auch einen Eingangsstrom.

Das ganze ist nur eine Frage der Stabilität und der geforderten Genauigkeit.

Je nach OpAmp ist das Delta des Eingangsstroms wesentlich grösser als der Eingangsstrom selbst (besonders bei OpAmps mit FETs in der Eingangsstufe).

Für minimale Anforderungen sollte der Querstrom durch den Spannungsteiler etwa 10x grösser sein als der Laststrom. Den Fehler kannst du mit der Formel für den belasteten Spannungsteiler berechnen.

Bei deiner Anwendung musst du die Berechnung mit dem minimalen und maximalen Eingangsstrom, in Abhängigkeit der Temperatur, durchführen.

Bei modernen OpAmps liegt der Eingangsstrom in der Grössenordnung von pA, da kann man den Querstrom, je nach Anforderung, in den µA-Bereich legen.

Allerdings sind hochohmige Spannungsteiler anfälliger für Störeinstrahlungen. Hier spielt dann das Layout eine wichtige Rolle. Auch kolophonium-Reste auf dem Print können den Spannungsteiler verstimmen, besonders da Kolophonium ach noch hygroskopisch ist. Ein gut gereinigter und mit Lack versiegeltes PCB hat dann bessere Eigenschaften als ein ungereingtes.

MfG Peter(TOO)

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ich bin mir da auch nicht sicher aber ich glaub es is ein sehr hoher im vergleich

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Hallo Simon,

danke für Deine Hilf!

Jetzt weiß ich, dass ein wichtiger Punkt die Belastung des Spannungsteilers ist.
Ich muss schauen wieviel Strom in den Eingang fließt und die Widerstandswerte so einstellen, das der Spannungsteilker weiterhin als unbelastet gilt!.

Im Datenblatt des OP´s LM358 bin ich mir nicht sicher wo ich suchen soll.
Kannst du mir bitte sagen welche Angabe der Eingangsstrom sein soll?

Ich habe auch keinen Wert für den Eingangswiderstand finden können. Das diese hochohmig sind und im MegaOhmbereich liegen ist mir bekannt.

anbei ein Auszug aus dem Datenblatt

http://img337.imageshack.us/f/unbenanntznw.jpg/

Ist das unter dem Punkt Input Offset Current zu finden?

ansonsten hier der Link zu dem vollständigen Datenblatt.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1500…

Viele Grüße und einen schönen Sonntag Abend noch.

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Hallo Peter,

auch Dir vielen Dank für Deine Hilfe.

Ein paar Fragen habe ich zu Deinen Ausführungen noch, da ich diese nicht verstehe. :smile:

Je nach OpAmp ist das Delta des Eingangsstroms wesentlich grösser als der Eingangsstrom selbst (besonders bei OpAmps mit FETs in der Eingangsstufe).

Welches Delta des Eingangsstroms meinst Du bitte?

Bei deiner Anwendung musst du die Berechnung mit dem minimalen und maximalen Eingangsstrom, in Abhängigkeit der Temperatur, durchführen.

Muss ich dazu im Datenblatt nach dem temperaturabhängigen Eingangsstrom schauen? und dann einen Mittelwert für den Spannungsteiler finden?

In der anderen Antwort von mir habe ich einen Link zu dem Datenblatt des OP´s kopiert.

Ist es auch nciht so, dass Spannungsteiler im Megaohmbereich gar nicht mehr als Spannungsteiler arbeiten können, da so gut wie keine Ströme mehr fließen und somit auch kein Spannungsabfall zustande kommt?

Allerdings sind hochohmige Spannungsteiler anfälliger für Störeinstrahlungen.

Ich habe an beiden Eingängen des OP´s ein 100nF Kondensator gesetzt, um Störeinstrahlungen und Offsets wegzufangen. Ist das so richtig, macht man das so an den Eingängen von OP´s zum Beispiel.
Denn diese sind ja hochohmig und würde sich Störeinstrahlungen leicht einfangen.
Was für ein Kondensatortyp empfiehlt sich dann für die Eingänge?

Ich habe das Einfangen vom Ströeinstrahlung am Freitag mit einem Osziloskop beobachten. ich habe des Tastkopf in die Luft gehalten und hatte auf dem Schirm einen 50Hz Sinus. Wahrscheinlich von den Netzleitungen.

Würde ich einen kleinen Kondensator an den Tastkopf anschließen, würde dieser dann die Stördtrahlung wegfangen und gegen ERde ableiten`?

Ich bin schon gespannt und freue mich auf die Antwort.

Viele Grüße, MAtthias.

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Hallo Matthias,

  • Spannungsteiler können ruhig im Megaohmbereich arbeiten, wenn man ihn richtig berechnet (siehe unten)

  • Ein Kondensator ist im Tastkopf schon drin (meist wenige pF). Bei sich bewegenden Signalen ist jedes weitere pF unerwünscht.

  • Kondensatoren fangen keine Offsets weg.

  • Die Wahl der Kondensatoren (Größe, Typ und gegen welches Signal) hängt von der Schaltung ab, bei einfachen oft:
    +Eingang : gegen Masse, bei konstanter Spannung auch im 100nF-Bereich
    -Eingang : gegen den OP-Ausgang , meist deutlich kleiner
    Du solltest, für jeden Kondensator überlegen, was er macht, wie sich eine Veränderung auswirkt, und welche Widerstände mit diesem C zusammen hängen (=Zeitkonstanten bilden). Die Berechnung der Größe ist wichtiger Teil der Schaltungsentwicklung, meist bleibt es aber beim ausprobieren und Verwunderung : „die Schaltung verhält sich irgendwie komisch“

Spannungsteiler : Verständnis über den Innenwiderstand (Ra)

Ue-- (=12V)
 |
 -
 | | R2 (z.B. 100kOhm)
 - 
 |-----Ua (zum OP, Eingangsstrom Iop)
 - 
 | | R1 (z.B. 100kOhm)
 -
 |
GND-

Ua = Ue*R1/(R1+R2), in Deinem Fall Ua=6V

Diese Spannung hat einen **„Innenwiderstand“
Ra = R1||R2 = R1*R2/(R1+R2), im Beispiel Ra=50kOhm.

Wenn Dein Eingangstrom z.B. Iop = 2µA beträgt, so sinkt die Spannung um ~100mV (6V-2µA*50kOhm=6V-0.1V=5,9V). Das kann man ausgleichen, indem man R2 ein wenig kleiner macht. (Witzigerweise: einfach einen Widerstand parallel zu R2, der genau diese 2µA an 6V liefert, also 6V/2µ=3MOhm)

Wenn Dein Iop schwankt (z.B. über Zeit und Temperatur), so kann man das nicht mehr ausgleichen. Das ist das genannte „Delta“. Hierzu muss der (berechnete) Ra so klein sein, dass Ra * Delta(Iop)**

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