Welchen Vorteil bringt die Kombination dieser OPs (OP177FP, LMC662CN, HA-5002)?

Hallo zusammen,

ich habe in PSPice gerade einen Teil eines Ladungsverstärkers simuliert (quasistaische Messungen). Für Kapazitätsbereich von 1E-4 bis 1E-2 Farad wird hier ein kleiner Schaltungstrick angewandt. Anstatt den Gegenkopplungskondensator zu vergrößern wird die fließende Ladung nur teilweise auf den Gegenkopplungskondensator gegeben. Das Verhalten entspricht dem einer größeren Kapazität. Die im verlinkten PDF eingestellten Werte für R1, R2 entsprechen dem Bereich 1E-4 Farad.

Was ich nicht genau verstehe ist die Funktion der Vorteil der drei verschalteten OPs. OP177FP hat eine sehr geringe Offset Spannung, die auch nötig ist, da ansonsten über die Widerstände unschöne Ströme fließen, die den Gegenkopplungskondensator laden. Der Buffer HA-5002 liefert die nötigen Ströme am Ausgang. Aber wozu ist noch der LMC662CN dazwischen? Er zeichnet sich eigentlich durch sein typischerweise geringes Bias Current aus (2fA), hinter dem OP177FP hat das aber keinen Vorteil mehr.

In einem anderen Teil wird der LMC662CN alleine mit dem HA-5002 genutzt. Dort hat er den Vorteil des geringen Bias Current. Aber in dem anderen Schaltungsteil verstehe ich den Sinn nicht.

Hat vielleicht jemand eine Idee? Danke für Eure Hilfe.

Gruss Michael

P.S.: Der letzte OP hängt eigentlich hinter einem analogen MUX und soll wohl dafür sorgen den Ausgang des MUX nicht zu belasten. Die

200pF stellen ein Koaxialkabel (RG58, 2m) da.

Schaltplan:

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Datenblätter der verwendeten OPs: HA-5002:

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OP177FP:
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LMC662C:
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Michael G?nther
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OP-07 und ff sind am Ausgang nicht Rail-To-Rail, da sie Emitter- folger dort haben. LMC6... packen das besser. Die Verstärkung der Stufe ist ja ungefähr 2, ein weiterer Hinweis auf dieses "Engstelle".

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mfg Rolf Bombach
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Rolf Bombach

Muß jede Schaltung die man im www findet sinnvoll sein ? Erinnert mich alles etwas an die Scherzfrage: "Was tun wenns der 741 nicht tut ?" Antwort: "Zwei 741er nehmen !"

Ich hab mal ( bevor es SMD-Teile gab ) im Headset hinter ein Electret-Mic die zwei OPs eines LM358 direkt innerhalb der Rückkopplung kaskadiert um den Gain hoch- zubekommen. Der LM358 ist so gutmütig daß man das machen kann.

Im Regelfall werden 3 OPs innerhalb einer Schleife aber eher instabil, es sei denn man bügelt die Rückkopplung frequenzmässig sehr weit runter. Vgl. Integrator-Servos um Offset wegzumachen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Hmf, ist aber Nervensache ;-]

Naja, hier sind's eher nur 1.5 Opamps ;-). Die -07 sind ja ziemlich lahm, 0.3 V/us 500kHz, der LMC dann 1.4 V/us

1.4 MHz (huch, mit dem Brems-C in der Gegenkopplung könnte es hier eng werden) und der Buffer wird wohl ein High-Speed Dingens sein.
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mfg Rolf Bombach
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Rolf Bombach

Rail-to-Rail bedeutet doch die Fähigkeit auch in positiver- und negativer Richtung eine Gleichtaktaussteuerbarkeit zu ermöglichen, also Ausgangssignale bis an die Versorgungsspannung. Wenn nun vor und nach dem LMC662, der auf Rail-to-Rail spezialisiert ist, ein OPs kommen, die nicht auf Rail-to-Rail spezialisert sind, ist dann der Vorteil nicht zunichte?

Gruss Michael

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Michael G?nther

Der "OP" ist dann nichtmehr unity-gain-stable. Aber wenn mV auf 4Vss verstärkt werden sollen ist die Stabilität gut, weil die Rückkopplung schwach ist. Man kann die Variante leider nicht für Seriengeräte verwenden, weil die Auswirkung von Bauteilstreuung unklar ist.

Umgekehrt: wenn man mit Quad-OP nach Lehrbuch 20dB Stufen kaskadiert und um DC-Offset loszuwerden kapazitiv koppelt wird die Phasendrehung so üppig, daß der Ausgang über die internen Stromquellen auf Eingang wirkt und auch gern zu Schwingung führt.

Der reguläre Fall ist 2 ICs. Und ich kenne wenige echte Gründe für den Aufwand:

  • die Versorgung ist +/-15V aber der Eingangs-OP ist JFet/MOS und läuft mit reduzierter Versorgung +/-5V damit er kühl bleibt und damit Biasstrom und Spannungsoffset durch Thermoelemente gering bleibt. In dem Fall werden auch Kühlkörper auf Cer-DIP Gehäuse empfohlen. Der Ausgangs-OP kriegt dann die Spannung auf +/-10V hoch.
  • Der Ausgangs-OP muß z.B. 600 Ohm Last treiben. Würde man nur 1 OP nehmen, würde die Ausgangsstufe über die gemeinsamen Versorgungspins auf den Eingang zurückwirken. Der Effekt scheint bei bipolaren OPs in Audio-Anwendungen meßbar zu sein. Graeme von Analog Devices hat in Electronic Design mal Artikel dazu geschrieben.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Richtig. Der Opamp vorher muss nicht RR können, sein Signal wird ja verstärkt (hier * 2). Ob allerdings der Buffer RR kann, weiss ich nicht. Ich nehme an, dass der einfach viel Strom liefen können muss bei hohen Eingangsspannungen am Gerät. Mir ist nicht klar, ob das jetzt EL2001 oder HA5002 ist. Ich weiss auch nicht, ob das die Originalschaltung ist oder ob dort beim Buffer höhere Betriebsspannungen verwendet wurden. Egal, EL wie HA sind bipolar in wie out, Emitterfolger, nix RR. Ohne zusätzliche Info ist eh unklar, warum es diesen Buffer überhaupt braucht. Eventuell läuft das ganze auch ohne den ersten LMC, allerdings bei dann vertauschter Polarität der Eingänge vom OP177. Vielleicht wurde die Schaltung irgendwo rausgeschnippelt und hatte mal eine andere Verwendung, etwa dass man den Ausgang beim Buffer verwendet hatte.

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mfg Rolf Bombach
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Rolf Bombach

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