Verhalten der Op-Schaltung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Frage zur OP-Schaltung

Hallo, ich habe mehrere Verständnisfragen zu folgender Op-Schaltung:

http://www.bilder-hochladen.net/files/f7gv-1-jpg.html

Ganz zur Linken habe ich eine Spannungsquelle die 5 Volt liefert. Dahinter ist eine Impedanzwandler geschaltet. Der Widerstand R2 ist wegen dem Biasstrom vorgeschaltet, wie ich heraus gefunden habe. Aber müßte nicht der gleiche Widerstand auch vor dem invertierenden Eingang geschaltet sein? Und wie werden diese beiden Widerstände berechnet? Darüber schweigt sich die Literatur aus und Suchanfragen halfen bei meinem Dilemma bisher nichts.

Bei dem mittleren OP handelt es sich auf Grund der Beschaltung um einen invertierenden Verstärker, der wegen des Biasstroms mit R3 beschaltet ist. Hier ist mir klar, dass man R3 aus R4||R5 berechnet.

Aber warum schaltet man vor dem invertierenden Verstärker einen Impedanzwandler? Ist mir bisher nicht über den Weg gelaufen. Liegt es daran, dass nach dem Impedanzwandler weitere Operationsverstärler anliegen und auf diese Art die Spannungsquelle nicht zu stark belastet wird?

Der letzte Knackpunkt liegt beim Op ganz rechts, dem Komparator. Wie werden die Widerstände R6 und R7 berechnet? Handelt es sich hier auch um Widerstände wegen des Biasstroms?

Könnt ihr mir passende Links/Literatur zu dem Thema oder Stichworte geben?
Meistens werden nur die Grundschaltungen behandelt und der Biasstrom höchstens erwähnt.

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hm ganz schön viele fragen :wink:

der einfachste weg… ist lesen

ich empfehle hier
Vogel-Fachbuch Elektrotechnik Grundwissen
Elektronik 3
Grundschaltungen
isbn 3-8023-0555-8 Buch anschauen
meine ausgabe ist von 1988 aber das ist egal.

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das könnte auch noch auf die schnelle helfen:
http://www.progshop.com/versand/know-how/op-amp.html#05

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Dann will ich gleich mal beim Buchhändler meines Vertrauens stöbern :wink:
und danke für den Link

Wie ich schon sagte, habe ich im Internet nicht viel zu meinem Problem gefunden. Es sind meist nur die grundlegenden Op-Schaltungen in aller Kürze erklärt und eine Formel hinterher geworfen. Aber etwas tiefer gehendes oder Anwendungen, z.B. warum ein Impedanzwandler vor dem nicht invertierenden Verstärker geschaltet ist, finde ich nicht.

Gerhard

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Hallo ? (Gerhard2?)

Hallo, ich habe mehrere Verständnisfragen zu folgender
Op-Schaltung:

Ich, ehrlich gesagt, auch:

Ganz zur Linken habe ich eine Spannungsquelle die 5 Volt
liefert. Dahinter ist eine Impedanzwandler geschaltet. Der
Widerstand R2 ist wegen dem Biasstrom vorgeschaltet, wie ich
heraus gefunden habe.

Nein. Der Widerstand ist schlicht und ergreifend überflüssig.

Aber müßte nicht der gleiche Widerstand
auch vor dem invertierenden Eingang geschaltet sein?

Nur wenn der durch den Biasstrom verursachte Spannungsabfall über den Widerstand zu nicht tolerierbaren Fehlern führt. Das wäre hier mit Sicherheit nicht der Fall.

Und wie werden diese beiden Widerstände berechnet?

Beide Spannungsabfälle sollen gleich sein, beide Ströme sind ungefähr gleich - na, kannst du dir den Rest schon an 5 Fingern abzählen?

Bei dem mittleren OP handelt es sich auf Grund der Beschaltung
um einen invertierenden Verstärker,

Nein. Das ist ein Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor von +1,1.

der wegen des Biasstroms mit R3 beschaltet ist.
Hier ist mir klar, dass man R3 aus R4||R5 berechnet.

Nein, auch R3 ist komplett überflüssig.

Aber warum schaltet man vor dem invertierenden Verstärker
einen Impedanzwandler?

Gute Frage, da musst du den fragen, der das gemacht hat. Aus meiner Sicht ist dieser Impedanzwandler ebenfalls - na? - komplett überflüssig

Liegt es daran, dass nach dem Impedanzwandler
weitere Operationsverstärler anliegen und auf diese Art die
Spannungsquelle nicht zu stark belastet wird?

Könnte man meinen, aber die OPVs belasten den Ausgang herzlich wenig.

Der letzte Knackpunkt liegt beim Op ganz rechts, dem
Komparator. Wie werden die Widerstände R6 und R7 berechnet?
Handelt es sich hier auch um Widerstände wegen des Biasstroms?

Nein. Sie sind bestenfalls Schutzwiderstände, falls der OPV keine zu hohen Spannungsdifferenzen an den Eingängen verträgt. Das ist nur bei wenigen OPVs der Fall. Ansonsten sind sie - na, was schon - drei mal darfst du raten!

Meistens werden nur die Grundschaltungen behandelt und der
Biasstrom höchstens erwähnt.

Der Biasstrom ist meistens so klein, dass er keine Rolle spielt. Wenn doch, dann z. B. weil er einen zu hohen Spannungsabfall über einen Quellwiderstand verursacht. Dieser Spannungsabfall addiert sich zur Offsetspannung. Solange die Offsetspannung ohnehin deutlich größer als der Spannungsabfall ist, kann man ihn vernachlässigen.

Grüße

Uwe

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liefert. Dahinter ist eine Impedanzwandler geschaltet. Der
Widerstand R2 ist wegen dem Biasstrom vorgeschaltet,

… und meist überflüssig. Vor allem bei der niederohmigen Beschaltung. Geld sparen.

auch vor dem invertierenden Eingang geschaltet sein? Und wie
werden diese beiden Widerstände berechnet? Darüber schweigt
sich die Literatur aus und Suchanfragen halfen bei meinem
Dilemma bisher nichts.

Manchmal geben die Applikationsdatenblätter der Chip-Hersteller Empfehlungen für einen Wert. Der Nutzen kann auch darin bestehen, dass der Widerstand möglichst nah am Eingang sitzt und zusammen mit der Eingangskapazität ein HF-Filter bildet (EMV-Festigkeit).

Bei dem mittleren OP handelt es sich auf Grund der Beschaltung
um einen invertierenden Verstärker, der wegen des Biasstroms
mit R3 beschaltet ist. Hier ist mir klar, dass man R3 aus
R4||R5 berechnet.

R3 kann hier ebenfalls meist entfallen.

Aber warum schaltet man vor dem invertierenden Verstärker
einen Impedanzwandler? Ist mir bisher nicht über den Weg
gelaufen. Liegt es daran, dass nach dem Impedanzwandler
weitere Operationsverstärler anliegen und auf diese Art die
Spannungsquelle nicht zu stark belastet wird?

So hat sich das wohl wer gedacht. Obwohl das bei der stabilisieren den Wirkung der Z-Diode meist auch überflüssig ist.

Der letzte Knackpunkt liegt beim Op ganz rechts, dem
Komparator. Wie werden die Widerstände R6 und R7 berechnet?

Gar nicht. Herstellerempfehlung oder als Schutzwiderstand. R6 ist meist überflüssig. R7 schützt aber den OP vor Überspannungen. Die würde er zwar intern über Schutzdioden in die Betriebsspannung ableiten, aber diese Dioden vertragen auch nicht allen Strom der Welt. An solche einer „Schnittstelle zum Rest der Welt“ macht eine noch so simple Schutzbeschaltung Überlebenssinn.

Handelt es sich hier auch um Widerstände wegen des Biasstroms?

Vermutlich ja, sind aber bei der niederohmigen Beschaltung überflüssig, und bei einem Komperator schon zweimal. Eben außer als Schutz für den Eingang oder wg. HF-Festigkeit.

Meistens werden nur die Grundschaltungen behandelt und der
Biasstrom höchstens erwähnt.

Ist ja auch eher bei Beschaltungen weit jenseits der 10 kOhm oder für ganz präzise Anwendungen interessant. Wohl eher als akademischen Hinweis gedacht. Für meine Audio-Anwendungen ist das alles ziemlich wurscht, außer als Schutz gegen Überspannungsschäden und HF-Einstreuungen.

Gruß

Stefan

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Hallo,

bei der Schaltung hat’s echt einer gut gemeint.

Zur Berechnung von Bias-Widerständen folgender Link:
http://www.ecircuitcenter.com/Circuits/op_ibias/op_i…

Die angegebenen Biaswiderstandswerte sind eh Käse, solange nicht auch der OP-AMP bekannt ist.

Eine Spannungsstabilisation mit einer Z-Dioden ist ziemlich lastanfällig. Der Impedanzwandler schafft da Abhilfe, allerdings hätte man ohne diesen eh nur die statische Last des Verstärkereingangs und die ist ja lächerlich klein.

Gruß

Passenger 1966

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Hallo Gerhard,

Aber etwas tiefer gehendes oder
Anwendungen, z.B. warum ein Impedanzwandler vor dem nicht
invertierenden Verstärker geschaltet ist, finde ich nicht.

Wissen tut das nur der Entwickler wirklich, ich kann auch nur raten.

  1. Wenn ich mir die Widerstandswert ansehe, könnte die Schaltung schon ein paar Jahrzehnte alt sein. Damalige OPs hatten kleinere Eingngswiderstände und höhere Offsetströme.

  2. Aus der Schaltung ist nicht zu ersehen wie viele Stufen zusätzlich angeschlossen werden können, könnte ja auch für ein paar 100 gdacht sein.
    Es ist auch nicht ersichtlich wie lange dieser Abstich ist (evtl. Stecker und Kabel?).

  3. Es kann auch sein, dass die Schaltung von jemandem mit wenig Erfahrung entwickelt wurde.

  4. Es kann sich aber auch um eine reine Übungsaufgabe handeln.

Mit mhr Informationen über den Kontext der chatung könnte man auch besse raten :smile:

MfG Peter(TOO)

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der Link hat mir wirklich geholfen. Danke :smile:

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Danke, das waren prima Hinweise. An die HF-Festigkeit habe ich noch gar nicht gedacht.

Darf ich fragen, mit welcher Art Audio-Schaltungen du dich beschäftigst?

Gerhard

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Nein. Das ist ein Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor von
+1,1.

Das passiert, wenn man tippt und dabei ein Brötchen ißt. Ein ‚nicht‘ ist schnell vergessen, obwohl man weiß, worüber man spricht und steht anschließend dumm da :wink:

Auf jeden Fall vielen Dank für die Gedanken. Das hat meine Sicht ereweitert.

Ich hoffe ich erhalte noch ein mail von dem damaligen Entwickler und erfahre, ob diese Widerstände überflüssig sind, wegen HF-Festigkeit eingesetzt wurden oder aus Vorsicht.

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Ich hoffe, dass ich noch eine mail von den damaligen Entwickler erhalte. Wenn ich dann genaueres weiß, poste ich die Erklärung hier für den nächsten Nutzer, der über so eine Schaltung stolpert.

Gruß
Gerhard