LT1013 OpAmp Eingangsspannung geht nicht bis 0?

Ich wollte mal ausprobieren, ob ich einen OpAmp zum Messen von niedrigen Spannungen an einem Shunt verwenden kann, zur Strommessung (ca. 1 mV bis

10 mV). Habe mal folgendes ausprobiert, da ich den LT1013 gerade hier habe und der eine niedrigere Offsetspannung hat, als der LM324, den ich sonst einsetze:

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Aber wie man sieht, entspricht die Ausgangsspannung bei Single Supply Betrieb erst ab ca. 100 mV der Eingangsspannung. Wo kann man das im Datenblatt ablesen?

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Da steht am Anfang "Input Voltage Range Extends to Ground" und "The LT1013 devices can be operated from a single 5-V power supply", daher war ich etwas verwundert. Bitte nicht sagen, die Schaltung auf Seite 3 anschauen, die verstehe ich sowieso nicht :-)

Mit symmetrischer Spannungsversorgung läuft es übrigens prima. Gemessen habe ich ca. 200 uV Offsetspannung im realen Aufbau, was recht genau dem typischen Wert im Datenblatt entspricht. Werde ich wohl noch eine negative Spannungsversorgung in meine Schaltung einbauen. Die braucht ja nicht viel Strom zu liefern und kann der Microcontroller nebenbei mit externer Diode und Kondensator generieren. Würde da auch -1V oder so ausreichen?

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Frank Buss
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Also schrieb Frank Buss:

Daran, dass es kein Rail-to-Rail-Typ ist? Der Eingangsbereich ist offenbar nicht das Problem, der geht sogar bis unter die negative Versorgung (typisch) runter. Aber der Ausgang... Du willst also einen R2R-OpAmp verwenden.

Ansgar

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*** Musik! ***
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Ansgar Strickerschmidt

Frank Buss schrieb:

"Output Swings to Ground While Sinking Current" - das ist wohl etwas euphemistisch...

Doch, verstehst Du: Suche mal in der Schaltung den Pin "OUT" (oben mittig) und verfolge, wie der mit GND (rechts) verbunden ist - über Transistor und 30 Ohm-Widerstand!

Wie nahe der Ausgang also Richtung Ground kommt, hängt von Uce des Q34 ab und natürlich vom Strom. In der Sättigung haben Transistoren typisch so um die 100mV Uce. :o)

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Edzard Egberts

Stimmt, ist nicht so schwierig zu verstehen, zumindest was die Ausgangsstufe betrifft. Steht allerdings nirgendwo im Datenblatt beschrieben, daß Uce 100 mV ist.

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Frank Buss

Im Prinzip schon, sind sogar mehr als 100mV. Seite 6, Mitte:

Output low, 1mA ziehend: 220mV typisch. Mit 600ohm Lastwiderstand nach Masse 5mV typisch und ohne Widerstand nach Masse (opffen) 15mV typisch.

Figure 12 zeigt es auch nochmal. Wenn Du wirklich bis null runter musst, waere ein Opamp mit FET Ausgang guenstiger. Der LT1013 stammt noch fast aus der Zeit Methusalems.

In Deinem Beispiel sollte R3 nicht nach V1, sondern nach Masse gehen.

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Joerg

Stimmt, danke. Liegt wohl daran, daß mir die Begriffe noch nicht allzuviel sagen, muß ich noch lernen.

Was wäre denn von dem hier zu halten?

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Merkwürdig daß der zwar als Rail-To-Rail beworben wird, aber auch nur im Worst-Case bis zu 45 mV am Ausgang runter geht bei 10k Last, sodaß ich da auch eine negative Versorgungsspannung brauche. Aber zumindest besser als die bis zu 1 V beim LT1013.

Der Microchip OpAmp hat aber tatsächlich nur +/-8 uV Offsetspannung und "Zero-Drift" :-) Da hätte ich also wohl schon ohne Kalibrierung des Systems eine Genauigkeit der Strommessung von ein paar Prozent (je nach Qualität der Spannungsreferenz für den ADC und des Shunts) und bräuchte nicht irgendwie noch was drumherum stricken, wie Multiplexer mit kleiner Referenzspannung für ratiometrische Messung o.ä. Schnell muß der nicht sein, ist erstmal nur für meine 3D-Drucker Heizplatte, wo sowieso noch eine normale Schmelzsicherung zusätzlich zur Sicherheit mit reinkommt.

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Frank Buss

Am 30.10.2013 15:21, schrieb Joerg:

Wobei das anglizistische "typical" in diesem Zusammenhang nicht viel mit dem deutschen "typisch" zu tun hat. Ist eher passend als "üblicherweise" oder "beispielhaft" zu verstehen. Der Wert ist nicht garantiert und kann demnach von Exemplar zu Exemplar variieren.

--
Tom
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Th. Hu"bner
[...]

Sieht brauchbar aus, wenn auch teuer. Ich nehme gern diese, haben aber fuer Deinen Fall was viel Offset:

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Selbst bei CMOS-Opamps hat man es mit endlichen Rdson im letzten FET zu tun. Ich weiss nicht, was bei Dir hinten dran haengen wird. Wenn es der ADC Eingang eines uC ist, kannst Du ja ein paar kOhm nach Masse legen.

Nimm diese Opamps nicht fuer hochohmige Quellen, denn dann schlagen die Chopper-Spitzen zum Eingang raus.

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Joerg

Hast vermutlich recht, bis zu solchen Feinheiten poliert ist mein Germanisch nicht mehr.

--
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Joerg

Th. Hu\"bner wrote on Wed, 13-10-30 17:34:

Und das gilt Deiner Meinung nach für das deutsche "typisch" nicht?

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Axel Berger

Frank Buss :

Prinzipbedingt gibt es keine R2R-SingleSupply-Opamps, die wirklich auf 0V gehen. Man behilft sich damit: Schaltung so gestalten, dass bei 0V (bzw -

0,3V) am Eingang z.B. 0,25V am Ausgang rauskommen. Brauchste im Prinzip nur einen Spannungsteiler an einem der Eingänge gegen ne stabile VREF (des ADC) zu legen. (also zwischen shunt und OPV-Eingang z.B. 10k einfügen und vom OPV-Eingang aus mit nem 300k zu Vref oder so...) Das Du damit den Eingangsspannungbereich des ADC nicht voll ausnutzt - musste halt in Kauf nehmen. Bei 16bittern kann man aber auch die untere Vref des ADC anheben, wenn man den Eingangsspannungsbereich wirklich komplett ausnutzen will (aber headroom braucht man ja sowieso...)

Schaut man sich z.B. Beschleunigungssensoren mit Analogausgängen an (die intern auch nur einen OPV am Ausgang haben), dann ist es oft so: Vcc=5V, Signal geht von 0,5V bis 4,5V, d.h. der arbeitet um einen virtuelle Null bei 2,5V...

M.

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Matthias Weingart

Am 31.10.2013 09:06, schrieb Axel Berger:

Zum deutschen typisch ist eher "kennzeichnend" ein Synonym.

--
tom
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Th. Hu"bner

Am 31.10.2013 22:39, schrieb Th. Hu"bner:

Charakterisch bzw bezeichnend würde auch passen. ;-)

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mfg hdw
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Horst-D.Winzler

"Th. Hu\"bner" schrieb:

Und du meinst, ein Wert,der beispielhaft für ein Bauteil ist, wäre nicht kennzeichnend dafür? Unser Sprachverständnis scheint sich deutlich zu unterscheiden.

Ralf

--
Ach?  Und ich hatte bisher immer gedacht, dass die Fraunsleut 
diejenigen waeren, deren Koerper die sagenumwobene Bildungs- 
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Ralf Döblitz

Also Sätze wie "das sind typische Werte" finde ich durchaus typisch deutsch. Sagt auch der Duden:

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Unter Beispiele: "typische Merkmale, Symptome, Eigenarten" Ich würde es auch nicht so verstehen, daß es garantierte Merkmale für alle Exemplare sind, ist eben nur typischerweise so :-)

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Frank Buss, http://www.frank-buss.de 
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Frank Buss

Th. Hu"bner schrieb:

Gratuliere zur Erkenntnis. Nicht dass das neu wäre. Eine "typische" Messkurve heisst ja auch, die beste, die wir bis zur Drucklegung hingequält gekriegt bekommen haben. "Typische" Werte sollen gerüchterweise auch schon von Etage zu Etage so "aufgerundet" worden sein, dass am Schluss das Dreifache in der Pressemitteilung stand. Inklusive eindrücklicher Kommastellen. "Typical example" impliziert immer "carefully selected out of thousands" oder dergleichen. Bei Halbleitern auch beliebt sind unrealistische Bedingungen, bei Restströmen etwa 20 °C Chiptemperatur, nicht Umgebungstemperatur, welche dann nämlich 5 ° oder so betragen müsste.

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf Bombach

Hi Matthias,

Wie kommst Du darauf? Meine LM324 gehen ziemlich genau nach GND, wenn ich eine Last gegen GND treibe. Nur, wenn die unteren Ausgangstransistoren Strom ziehen müssen, gehts nicht.

Marte

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Marte Schwarz

h

h.

it

n.

r

Also, da sei mein Sprachgebrauch da vor. Ich benutze "typisch" für Aussagen, die auf den Typ bezogen sind. Also: Es ist typisch für ein Dreirad, daß es drei Räder hat. Es ist typisch für Standard-TTL, da ß diese Bausteine mit einer Versorgungsspannung von 5 Volt betrieben werden .

Und nun schau mal in deine Datenblätter. Da gibt es die Grenzwerte ("maximum ratings") und die Betriebswerte ("operating conditions"). Die "electrical characteristics" sind unter anderem "typical". Also typisch.

Holger

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Holger

Marte Schwarz :

D.h. also für die Konfiguration ADC-Eingang (von 0 Volt mit Vref, wobei Vref mind. 0,3V Abstand zur VCC des ADCs hat), könnte man den OPV Ausgang mit einem Widerstand gegen GND belasten und dann läuft das sauber bis auf 0V runter? Zumindest statisch, dynamisch müsste man sich das dann noch mal genauer anschauen. In der Konfiguration ADC-Eingang läuft von 0V bis VCC ist das aber keine Lösung, da hat man in dem Fall das Problem dann am oberen Ende...

M.

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Matthias Weingart

Selbst nur nach Masse kann das schlecht sein, wenn Du nahe 0V einigermassen genau messe moechtest. Viele ADCs, besonders die in uC, spucken eklige Spitzen zum Eingangs-Pin heraus. Die kann man nur bewaeltigen mit einer niedrigen Quellimpedanz (hat man hier unterhalb einigen hundert mV nicht mehr) oder einem Kondensator nach Masse (damit wuerde der Opamp ohne Tricks instabil).

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Gruesse, Joerg 

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Joerg

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