Der TLC272 ist kein Rail-Rail OP. Wenn man da also bis 5 V am Ausgang haben will, müßte die Versorgungsspannung mindestens 7 V sein. Bei 5 V versorgung gehen maximal etwas über 3 V am Ausgang.
Von 10 mV nach 5 V bräuchte man eine Verstärkung um den Faktor 500. Das ist schon relativ viel für eine Stufe, geht aber wohl gerade noch.
Als invertierender Verstärker müßte die Quelle schon ziehmlich niederohmig sein, oder Rückkopplungswiderstand sehr groß. Also sollte man besser einen nicht invertierenden Verstärker nehmen. Damit man keine Probleme mit der Gleichspannung hat, sollte die DC Versträrkung nur 1 sein, also ein Kondensator in Reihe zum Widerstand gegen Masse.
Das Eingangssignal wird man vermutlich auch besser noch mal über eine Kondensator einkopplen.
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