Offset der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers

Hallo, ich wollte fragen, was einen Offset für das folgende Integrator-Setup verursacht:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin mir nicht sicher, ob es die virtuelle Masse oder ein anderer grundlegender Grund ist, der mir nicht bekannt ist, da das Signal immer auf 0 V vorgespannt sein sollte. Wenn jemand helfen könnte, wäre das ein großes Dankeschön!

Die Ursache des Offsets in diesem simulierten Integratoraufbau ist ganz anders als die Ursache des Offsets in der realen Schaltung, die Sie möglicherweise zusammenstellen. Diese Schaltung funktioniert normalerweise nicht wie gezeigt. Stammt es aus einem Lehrbuch, das sich mit idealen Schaltungen beschäftigt? Viele solcher Schaltungen sind völlig unpraktisch oder grenzwertig praktisch. Wenn es um Integratoren geht, sind Nichtlinearitäten sowohl von Kondensatoren als auch von Induktivitäten wichtige Leistungsfaktoren, da sie weniger ideal sind als selbst durchschnittliche Operationsverstärker! Die Wahl zwischen einer Spule und einem Kondensator basiert dann auf manchmal überraschenden Laborergebnissen :)

Antworten (3)

Das eigentliche Problem ist, dass LTspice den falschen Wert für seine Anfangsbedingungen annimmt. Sie müssen sich daran erinnern, dass der Strom in einer Induktivität um 90 ° phasenverschoben zur Spannung darüber ist (wobei die Wirkung des ESR der Induktivität für den Moment ignoriert wird).

Wenn die Spannung darüber Null ist, ist daher der Strom ungleich Null. LTspice startet es bei Null, was nicht stimmen kann. Im einfachen Fall Ihres Schaltplans können Sie berechnen, wann der Anfangsstrom sein sollte, und den Induktorstrom darauf initialisieren. Fügen Sie Ihrem Schaltplan Folgendes hinzu, um den Induktorstrom korrekt zu initialisieren, und dann verhält sich alles wie erwartet.

.param Init 1/(2 * pi * 1k)/10m

.ic I(L1)={Init}

Ihre Schaltung (in der Simulation) hat eine DC-Verstärkung von 10 6 standardmäßig.

Multiplizieren Sie die Offset-Eingangsspannung des Operationsverstärkers mit dieser Verstärkung.

Bearbeiten: In diesem Fall liegt dies jedoch daran, dass das -Integral des ersten Viertelzyklus nicht bis zum nächsten Höhepunkt aufgehoben wird, wie Tonys Antwort zeigt. Der Ausgang beträgt bei jedem Peak 0 V. Wählen Sie also bitte die andere Antwort!

aber die Eingangssinuswelle hat einen Offset von 0, also woher würde diese Eingangsoffsetspannung kommen?
Alle echten Operationsverstärker haben eine gewisse Offset-Spannung. Normalerweise auch Modelle, manchmal mehrere mV.
@SpehroPefhany. Bitte überprüfen Sie Tonys Antwort. Da das verwendete Modell keine Offsetspannung hat, musste das Problem an etwas anderem liegen.
@devnull Ich denke, Tonys Antwort +1 ist dann richtig.
Diese Antwort ist für die reale Schaltung richtig . Wenn Sie möchten, dass die reale Schaltung funktioniert, können Sie keine DC-Verstärkung von haben 10 6 . Die Simulation verhält sich aus einem anderen Grund schlecht, wie in einer anderen Antwort erläutert. Sobald Sie eine echte Schaltung zusammengebaut haben (was weniger Zeit in Anspruch nimmt, als in LTSpice damit herumzuspielen), werden Sie auf das von Sphero in dieser Antwort beschriebene Problem stoßen. Beide Antworten ergänzen sich!

Das eigentliche Problem ist, dass Ihre Annahme falsch ist. Die Ausgabe der Schaltung ist korrekt. Die Wellenform, die nur mit negativen Spannungen vorgespannt ist, IST das Negative des Integrals der Sinuswellen-Eingangsspannung, beginnend zum Zeitpunkt = 0.

Berechnen Sie es, wenn Sie möchten, von Hand. Das Integral einer Sinuswelle von Zeit = 0 bis Zeit = t ist nicht auf 0 zentriert. Es ist unipolar.

Offset der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers
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