DC-Signal verstärken: Umgang mit Problemen im wirklichen Leben ==> Ausgang liegt nahe bei Vs, wenn Eingangssignal zu klein, ansonsten OK

Hallo, ich glaube, dieses Problem muss klassisch und bekannt sein, aber ich kann keinen Ort finden, an dem es speziell diskutiert wird: Ich habe einen einfachen, nicht invertierenden 2X-Verstärker gebaut, der genau der klassischen und einfachen Schaltung folgt, wie sie beispielsweise in der Antwort auf diese Frage beschrieben wird: Verstärken Sie das 0 - 3,3-V-DAC-Signal auf 0 - 10 V sowie in vielen Lehrbüchern. Ich verwende einen LF351DT-Operationsverstärker mit Vs + = 12 V und Vs- auf GND. und 2 10k Widerstand, um eine 2-fache Verstärkung zu erhalten. Ich füttere es mit einer variablen 0-5V DC und messe die Ausgabe. Das ist alles, was es in der Schaltung gibt.

Die Schaltung funktioniert so, wie sie sollte, wenn der Eingang groß genug ist (> ~ 1,5 V), was bedeutet, dass Vout = 2X Vin ist, aber für einen kleinen Wert ist der Operationsverstärkerausgang konstant ~ 10 V. Ich habe verschiedene Chips (gleiches Modell) ausprobiert und dies ist reproduzierbar. Ich kann keine Stelle finden, wo dieser Effekt diskutiert wird. Hat jemand eine Idee was los ist und wie man damit umgeht? Danke

Antworten (3)

Hat jemand eine Idee was los ist und wie man damit umgeht? Danke

Dies wird als Signalinversion (auch Phasenumkehr ) bezeichnet und tritt auf, wenn der Eingang die im Datenblatt angegebene obere oder untere Grenze überschreitet. Grundsätzlich dreht sich die Ausgangspolarität um und die Dinge werden ziemlich bedeutungslos: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

2. Bild von hier .

Mein Rat ist, eine kleine negative Versorgungsschiene an den negativen Versorgungsstromanschluss des Operationsverstärkers anzuschließen oder ein Rail-to-Rail-Gerät zu verwenden.

Dank Andy und devnull ist es genau das, was mir gefehlt hat.

Laut Datenblatt ist dies kein Rail-to-Rail-Gerät:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Datenblatt enthält keine detaillierten Spezifikationen für die von Ihnen verwendeten Spannungsschienen, aber Sie können sehen, dass der Ausgang die positive Schiene nicht erreichen kann, und dies ist umso schlimmer, je größer der Ausgangsstrom ist.

Sie sollten auch kein korrektes Verhalten mit 0V-Eingängen erwarten.

Ok, aber ich verstehe nicht, wie dies mit der Tatsache zusammenhängt, dass Vout 10 V beträgt, wenn Vin 0 ist
Ich habe einige Informationen hinzugefügt, wie Sie die Datenblattinformationen auf Ihren Fall extrapolieren können.

Sie benötigen einen Operationsverstärker, der mit dem Eingang an der unteren Versorgungsschiene funktionieren kann, oder Sie benötigen eine negative Schiene. Sobald Sie die Eingangsgrenzen überschreiten (was Sie mit einem Eingang tun, der so nahe an der negativen Schiene liegt), kann alles passieren.

Da Ihnen 12 V zur Verfügung stehen, benötigen Sie keinen Rail-to-Rail-Operationsverstärker, ein Single-Supply-Typ wird wahrscheinlich ausreichen, oder einer mit einem Gleichtakteingangsbereich, der die negative Schiene und den Rail-to-Rail-Ausgang umfasst.

Beispielsweise hat ein LM358 einen Eingangsbereich, der die negative Schiene umfasst und bei einer 12-V-Versorgung bis zu etwa 10 V reicht (siehe Abb. 1). Es kann normalerweise fast 20 mA liefern, während es weniger als 2 V abfällt (also 10 V Ausgang), aber ich würde nicht auf mehr als 5-7 mA angewiesen sein, also auf eine Mindestlast von 1,8 K oder so.

Danke für die praktische Erklärung JF
DC-Signal verstärken: Umgang mit Problemen im wirklichen Leben ==> Ausgang liegt nahe bei Vs, wenn Eingangssignal zu klein, ansonsten OK
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v