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Thema: Op verstärkt ungleich :-(

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Op verstärkt ungleich :-(

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    Hallo,

    ich habe einen ganz normalen nichtinvertierenden verstärker laut grundschaltung und mit +-12V versorgung aufgebaut.
    der Verstärkungsfaktor liegt bei 10
    Der Op ist ein Lm358

    Das Problem:
    Bei 100mv eingangsspannung gibt der op 1010mv raus.
    Bei -100mv eingangsspannung gibt der op 1100mv raus.

    ich brauche aber eine 99,9-100% gleiche Verstärkung in beide richtungen.


    Für Ratschläge bin ich sehr dankbar!!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ...ganz normalen nichtinvertierenden verstärker...
    Bei 100mv eingangsspannung gibt der op 1010mv raus.
    Bei -100mv eingangsspannung gibt der op 1100mv raus.
    Wenn die Ausgangsspannung steigt, wenn die Eingangsspannung fällt, dann ist das eher ein invertierender Verstärker.

    Poste mal einen Schaltplan inklusive der anliegenden Spannungspegel. Sonst kann man keinen Rat geben.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo Philipp83!

    Die Differenz zwischen den + und - Ausgangsspannungen bei gleichen Widerständen an beiden Eingängen, ist eine verstärkte Offset-Spannung, die für den LM358 laut Datenblatt bis max. 9 mV sein darf, was mit Verstärkungsfaktor 10 auf dem Ausgang eine Differenz von 90 mV ergibt.

    Um symmetrische Ausgangsspannungen zu haben, muss diese Offset-Spannung auf Null kompensiert werden, z.B. durch addieren entsprechender Spannung am biliebigen Eingang.

    MfG

  4. #4
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Wenn das Vorzeichen doch der Schaltung entspricht dann ergibt sich rechnerisch eine Offestspanung von etwa 4,5mV.
    Der typische Wert laut Datenblatt liegt bei 2mV und der maxiamle Wert bei 7mV.
    Man könnte einen Offsetabgleich einfügen und besser gleich auch einen besseren Op mit geringer Drift dafür nehmen.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Nict invertierend ist v=1+R2/R1, also wenn deine Widerstände ein Verhältnis von 10 haben ist die Verstärkung (+1) =11. (R2 ist dabei der Widerstand der Gegenkopplung). Mach außerdem mal einen Offset Abgleich.

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Und das noch: interessant für den Offestabgleich ist die Ausgangsspannung bei der Eingangsspannung null.

    Dazu kann man die Verstärkung auch erst einmal etwas höher wählen.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    ...und zusätzlich zu alle dem kommen auch noch die Toleranzen der Widerstände als Fehlerquelle hinzu...
    Bei dieser geforderten Genauigkeit würde ein besserer OP schon helfen.
    Gruß

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ok, ich habe mir einen TL 081 ausgeguckt, da dieser einen sehr hohen Eingangswiderstand ( für Ph-Elektrode ) und zusätzlich offseteingänge besitzt.

    ist dieser Op eurer Meinung nach ok?

    Danke

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Sollte OK sein, zumindest wenn die PH Elektrode nicht dauerhaft betrieben wird und die Temperatur niedrig bleibt (unter etwa 50 Grad am OP). Es gibt bessere OPs, aber die Spannungen an einer PH-Elektrode sind nicht so klein.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    hallo Philipp83,

    neulich habe ich selbst mal einen verstärker für ne ph-elektrode gebaut.
    ich habe dazu einen alten ca3140 benutzt.

    es hatte sich herausgestellt, dass der hohe eingangswiderstand eines ca3140 (ich glaube 1 teraohm) nicht hoch genug war um die physikalisch zu erwartende spannung der ph elektrode zu liefern.
    mit einer schaltung aus 3 stück CA3140 als instrumentenverstärker waren die gemessenen werte dann wie erwartet. allerdings war der schaltungsaufwand meiner meinung nach zu hoch.

    mit dem tl081 liegst du auf jeden fall richtig.

    ein schaltungstrick, der auch in käuflichen ph-metern anwendung findet ist die verwendung eines op wie z.b. tl081 als eingangs-ic. man verbindet hier allerdings den inv-eingang mit dem ausgang.

    der op fungiert also nur als impedanzwandler mit einem poti für die offseteinstellung.
    in der folgenden stufe, wo du dann auch einen lm358 oder 324 verwenden kannst, machst du dann die spannungsverstärkung.

    wichtig ist allerdings, dass man für den eingangs-op keinen sockel verwendet, da ein sockel schon so hohe differenzen erzeugt, das ein op mit 10 teraohm eingangswiderstand schon offsetprobleme bekommt.

    idealerweise wird er also eingelötet... den eingang des op also den + pin lötet man garnicht ein sondern biegt den pin hoch und verbindet ihn direkt mit dem eingangalso der ph-elektrode.

    wenn du das am eingang so machst, bist du auf der sicheren seite

    gruss klaus

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