Frage zum Ausgangswiderstand von OPV´s

[Thegon]

Also erst mal danke euch allen für die rege Beteilitung!

@Peter(TO0):
Nur zum Verständnis: in beiden Grafiken ist auf der Y-Achse die Ausgangsspannung, auf der X - Achse der Ausgangsstrom in mA aufgetragen. d.h. der Ausgangswiderstand an einem Arbeitspunkt theortisch die Tangente an diesem Punkt. Praktisch (also einzeichnen) geht aber nicht, weil es ist ja ein logarithmischer Maßstab dargestellt.
Habe ich das so richtig verstanden?

@ihle:

deine gemessenen Werte sind deshalb unterschiedlich, weil es sich beim Ausgangswiderstand
genauso wie beim Eingangswiderstand um Impedanzen handelt.
Man spricht im allgemeinen von der der Eingangsimpedanz und der Ausgangsimpedanz.

Wie ist das Wort Impedanz hier gemeint? Ich hätte beim Wort Impedanz gesagt, dass es sich um eine komplexe Größe handelt, also ein reeller (ohmscher) Teil und ein imaginärer (kapazitiv oder induktiv).
Ich habe mir dann allerdings gedacht, eventuelle kapazitive Beläge sollten bei meiner Messung keinen Einfluss haben, weil ich ja alles mit Gleichstrom gemessen habe.

dann haben wir 15V- UCEsat/680 Ohm und somit einen Strom der sehr nahe an den
max. Wert herankommt, somit ist dein Ausgangswiderstand geringer.
Der Ausgangswiderstand des OPs ist eigentlich nur der differentiale Widerstand der
Transistorendstufen.

Das heißt also, dass der Ausgangswiderstand abhängig vom Arbeitspunkt ist , in dem ich den OPV betreibe (d.h. nur differentiell angegeben werden kann), und da ist die Sättigung halt grade ein ungünstiger Arbeitspunkt, oder?

@Manf:
So eine Messung werde ich mal ausprobieren. Das heißt also Offset kompensieren und Eingangsspannung soweit abschwächen, dass der Verstärker auch im Leerlauf nicht übersteuert. Im Prinzip kann ich die Messung auch wieder in DC durchführen, oder verstehe ich das falsch?
Und was mir noch nicht klar ist, wozu brauche ich den zweiten, gegengekoppelten Verstärker?

@PICture:

Hallo!

Am einfachsten lässt sich es damit erklären, dass Ausgangstufen von OPVs nicht als Konstantstromquellen ausgelegt sind.

Wie ist das zu verstehen? Ich betreibe den OPV ja garnicht in Strombegrenzung, ist er dann nicht eher als Spannungsquelle anzusehen?

Danke nochmal für eure Mithilfe!

Grüße
Thegon

[ihle]

ihle

Das heißt also, dass der Ausgangswiderstand abhängig vom Arbeitspunkt ist , in dem ich den OPV betreibe (d.h. nur differentiell angegeben werden kann), und da ist die Sättigung halt grade ein ungünstiger Arbeitspunkt, oder?

Genau!

mfg ihle

[PICture]

Ausgangsstufen von OPVs sind weder ideale Konstantspannungsquellen noch ideale Konstantstromquellen, sondern reale aus vorherigen Stufen aktive spannungsgesteuerte Spannungsquellen mit Innenwiderständen. Jeder kann es anders nach eigener Vorstellung verstehen.

[Besserwessi]

Der Ausgangswiderstand ist für den nicht gesättigten Fall interessant. Den für die Messung zu realisieren ist gar nicht so einfach und braucht schon noch so eine Art feinfühligen Abgleich. Bei einer Leerlaufverstärkung von etwa 10^5 und vielleicht 10 V Spannungshub am Ausgang kommt es da auf 100 µV am
Eingang an. Die Messung geht dann eher mit einem NF Wechselstrom der auf den Ausgang eingeprägt wird, und einem langsamen Druchfahren der Eingangsspannung (von Hand mit einer sehr kleinen sehr niederfrequenten Wechselspannung).

Der Ausgangswiderstand ist auch vom Arbeitspunkt (Spannung und Strom ) abhängig. So wirklich wichtig ist der Parameter auch eher nicht und wird deshalb nicht in jedem Datenblatt angegeben.

[Manf]

Man könnte einen Verstärker mit offener Verstärkung von 10^5 auf eine Ausgangsspannung einstellen, wenn sein Offset konstant bleibt.
Schwieriger wird es in der Realität, wenn der Arbeitspunkt thermisch wegläuft.

Man kann dafür einen zweiten OP auf dem gleichen Chip auf den gesuchten Ausgangswert einstellen, den aber mit Gegenkopplung.
Er hat so hoffentlich in erster Näherung die gleiche Temperatur und die gleiche Drift, er kompensiert aber seine Abweichungen.

Dem zu messenden Verstärker gibt man dann die gleiche Eingangsspannung plus die nötige Differenz damit er auch die gewünschte Ausgangsspannung hat.
Sie bleibt dann etwas besser stabil.

Den Ausgang des zu messenden Verstärkers belastet man dann mit einem Wechselsignal, ich würde ein Rechtecksignal mit etwa 10Hz nehmen (quasi-statisch).
Ich bin mir nicht sicher, ob der Aufwand mit der Kompensation in der Form nötig ist.

[Besserwessi]

Bei den meisten OPs ist der Aufbau so, dass die Drift möglichst kleine, im Idealfall 0 ist. Da kann man selbst bei 2 OPs auf einem Chip nicht davon ausgehen das die Offsetdrift gleich groß ist, oder auch nur das gleiche Vorzeichen hat. Der Versuch die Offset drift durch einen 2. OP zu kompensieren kann bei einigen Exemplaren helfen, oder auch nicht. Die Typische Drift von vielleicht 1-10 µV/K ist auch nicht so hoch, dass es nicht für eine Messung reicht - einmal Abgleichen muss man sowieso.

[Thegon]

Also ich habe vorhin versucht, den offet "per Hand", also mittels zwei Potis (grob, fein) abzugleichen. Das hat nicht wirklich funktioniert, ich hatte zwar die nötige Einstellgenauigkeit (halt sehr hochomig auf sehr niederohmig geteilt), aber die Ausgangsspannung hatte große Wechselanteile drauf (50Hz). Auch sonst war alles sehr instabil, wenn man irgendein Kabel berührt hat, war man gleich wieder in Sättigung.

Ich habe mir eine kleine Schaltung überlegt (so in etwa wie ihr es beschrieben habt):

Soll sozusagen eine Gegenkopplung sein nur für sehr niedrige Frequenzen, für Wechselspannugen stellt der 10µF - Kondensator einen Kurzschluss dar -> Wechselstromverstärkung = Leerlaufverstärkung, so der Plan.
Da ich keinen zweiten FG habe für das Rechteck am Ausgang, muss ich halt einen NE555 nehmen.
Alle Werte sind erst einmal nach Bauchgefühl dimensioniert, villeicht muss ich noch was ändern.
Könnte das so klappen bzw. was würdet ihr anders machen?

Grüße Thegon

[Besserwessi]

Die Schaltung kann sehr leicht schwingen ! Das RC Glied in der Rückkopplung verursacht ein unschöne Phasenverschiebung - zusammen mit den 90 Grad vond er Internen Kompensation (ab etwa 100 Hz) sind schwingungen da zumindest nicht mehr sicher ausgeschlossen. Hilfreich wäre ein Teiler (etwa 10 K und 100 Ohm) vor dem 1 M Widerstand. Das macht die Schaltung allerdings auch deutlich langsamer - ggf. unpraktisch langsam.

Gegen 50 Hz / 100 Hz Störungen hilft nur eine gute Abschirmung, da hilft auch die Schaltung kaum.