LP324N Operationsverstärker-Verstärkung - warum arbeitet eine Schaltung über einer anderen?

Nehmen wir zuerst den zweiten Kreislauf. Was Sie sehen, ist ein pathologischer Zustand. Das +in schweben zu lassen, verlangt nach Ärger, und Sie bekommen ihn. Versuchen Sie nur als Übung, das Oszilloskop in der Mitte der ansteigenden Flanke Ihrer Wellenform auszulösen. Wenn Sie dies tun, werden Sie wahrscheinlich sehen, dass sich die gemessene Frequenz auf 120 Hz ändert. Wann immer Sie 120 Hz auf einem Stromkreis sehen, der Ihnen Gleichstrom liefern sollte, wissen Sie, dass Sie Wechselstrombrummen auffangen, und ich schlage vor, dass dies der Fall ist. Der schwebende Eingang variiert bei 120 Hz, was 60 Hz entspricht, die durch interne Diodenübergänge gleichgerichtet werden, und der Ausgang spiegelt dies wider. Lassen Sie niemals Eingangspins an einem Operationsverstärker schweben. In diesem Zusammenhang schlage ich vor, dass Sie die 3 unbenutzten Kanäle als Follower konfigurieren und sie an etwas Praktisches wie 2,5 Volt binden.

Nun die erste Schaltung. Sie sind sich dessen wahrscheinlich nicht bewusst, aber LEDs sind ziemlich schlechte Fotodioden, und wenn Sie sie in einen farbigen Körper stecken, wird ihre Reaktion auf "weißes" Licht noch schlechter.

BEARBEITEN - Ein Grund dafür, dass LEDs keine großartigen Fotodioden sind, ist, dass ihre Sammelfläche sehr klein ist. Dedizierte Fotodioden, die so klein sind, sind normalerweise für die Verwendung mit hohen Lichtpegeln vorgesehen und können bei höheren Frequenzen arbeiten. ENDE BEARBEITEN

Außerdem bedeutet der Betrieb Ihrer Operationsverstärker mit Einzelversorgung, dass Sie nicht messen können, was passiert, wenn ein Signal versucht, negativ zu werden. Ich vermute, dass Sie Probleme mit der Offset-Spannung Ihres Operationsverstärkers haben und Ihre Testbeleuchtung nicht ausreicht, um sie zu überwinden.

Mein erster Ratschlag ist, ein zweites Netzteil zu besorgen und Ihren Operationsverstärker mit +/- 5 Volt zu betreiben. Wenn Sie dazu nicht bereit sind, versuchen Sie, den Eingang mit einer virtuellen Masse zu versetzen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Ein Wort der Warnung: Sie müssen eine isolierte 5-V-Versorgung verwenden. Wenn Sie dies nicht tun, können Sie beim Anschließen Ihres Zielfernrohrclips an die virtuelle Masse durchaus Funken, geschmolzene Kabelisolierung und tote Komponenten bekommen. Einige billige Netzteile aus Ländern wie China haben keine isolierten Gründe. Es gilt ein Vorbehalt.

Wenn Sie daran festhalten, können Sie es umgehen, indem Sie eine Wechselstromlichtquelle verwenden. Beleuchten Sie die LED mit einer anderen LED, die von Angesicht zu Angesicht mit ein paar Windungen von elektrischem oder Abdeckband (nicht Scotch oder Zauberband, da sie transparent sind) verbunden ist. Fahren Sie die neue LED mit einer Schaltung wie dieser

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Dies ergibt eine Rechteckwelle bei etwa 30 Hz, und Sie können die Wechselstromkopplung Ihres Oszilloskops verwenden, um den 2,5-V-Offset am Fotodiodenausgang loszuwerden.

324-Eingänge sind schwache Stromquellen. Wenn Sie sie an nichts anschließen, steigen sie in die Nähe der positiven Versorgungsspannung

In Schaltung 2 schweben beide Eingänge hoch, aber der invertierende Eingang wird von der LED/Fotodiode nach unten gezogen, was zu einem positiven Ungleichgewicht und somit zu einem positiven Ausgangssignal führt.

Die 2. Schaltung funktioniert nicht, weil es keine negative DC-Rückkopplung gibt und der Ausgang des Operationsverstärkers sich nur gegen die 0-Volt-Stromschiene schlingt und versucht, die invertierende Eingangsspannung gleich 0 Volt zu machen. Dies ist nicht möglich, da es keinen Gleichstrompfad vom Ausgang zu diesem Pin gibt.