Probleme mit einer nicht invertierenden Operationsverstärkerkonfiguration, wenn die Eingangsspannung zu niedrig ist [duplizieren]

Ich habe derzeit eine sehr einfache Operationsverstärkerschaltung für einen nichtinvertierenden Verstärker mit einem UA741, dessen Verstärkung auf 2 eingestellt ist. Ich habe einen Sensor, der 0-2,3 V ausgibt, und ich versuche, ihn auf 0-4,6 V zu verstärken . Die Einrichtung für den Operationsverstärker ist unten.

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Das Problem ist, dass, wenn ich diese Schaltung unter etwa 2,5 V teste, die verstärkte Ausgangsspannung nur bei konstanten 4 V liegt. Ist das ein Problem mit dem Chip oder muss ich etwas an der Schaltung tun? Ich wollte auch einen LMV324 ausprobieren, aber ich müsste ihn mit einer niedrigeren Spannung versorgen, was das Testen der Schaltung schwieriger machte.

Jeder Einblick wird geschätzt.

Das Datenblatt sagt Ihnen, dass die Eingänge einige Volt innerhalb der Stromschienen bleiben müssen. Wenn Sie einen Eingang von 0 V einbeziehen möchten, muss Ihre untere Schiene einige Volt unter 0 liegen.
Und Ihr Rückkopplungswiderstand sollte mit dem invertierenden Eingang verbunden sein, nicht mit Masse.
Wow Rückkopplungswiderstand wird auf Masse gelegt ... bitte auch nicht 741 verwenden!
Ihre Rückkopplungsschaltung ist falsch, versuchen Sie, den Rückkopplungswiderstand an den negativen Eingang anstatt an Masse anzuschließen. Und hören Sie auf, den lächerlich antiquierten 741 zu benutzen. Abgesehen von allen anderen Gründen, ihn nicht zu benutzen, wird er nirgendwo in der Nähe der negativen Schiene funktionieren. Und der LM324 läuft gerne mit 12 V. Es ist bis 32V spezifiziert.
Mir ist aufgefallen, dass ich beim Zeichnen der Schaltung einen Fehler gemacht habe. Der invertierende Eingang hat beide Widerstände am Knoten, nicht nur den Eingangswiderstand (der auf Masse gezogen ist). Ich habe es richtig implementiert, ich war nur etwas in Eile beim Zeichnen.

Antworten (2)

Um aus meinem Kommentar eine Antwort zu machen:

  1. Das Datenblatt des 741 sagt Ihnen, dass Ihr Eingang bei Betrieb mit +-15 Volt innerhalb von +-12 Volt bleiben muss. Das sind 3 Volt von den Schienen entfernt. Das gilt unabhängig von der verwendeten Spannung. Da Sie +12 V und 0 V verwenden, muss Ihr Eingang zwischen 3 V und 9 V liegen. Ihr Eingangssignal liegt vollständig außerhalb der zulässigen Eingangsgrenzen.
  2. Es gibt zahlreiche Gründe, die 741 nicht zu verwenden.
  3. Sie haben einen Fehler bei der Implementierung eines nichtinvertierenden Verstärkers gemacht. So sollte es aussehen ( ab hier ):

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Sehen Sie den Unterschied? Der Rückkopplungswiderstand geht vom Ausgang zum negativen Eingang. Der andere Widerstand geht vom negativen Eingang nach Masse.


Ian Bland schlägt in einem Kommentar den LM324 vor . Der LM324 ist tatsächlich auf 32 V zwischen den Schienen ausgelegt. Also 0 und +32V oder +-16V.

Wichtig für Ihre Anwendung ist, dass es 0 V in seinem Eingangsbereich enthält.

Betreiben Sie es mit 12 V, als würden Sie versuchen, den 741 zu verwenden, und das sollte Ihr Problem mit Eingangsbeschränkungen lösen.

Beachten Sie, dass der Eingangsbereich nur bis V+ (die positive Schiene) minus 1,5 V reicht. Für Ihren 12-V-Betrieb darf der Eingang also nur zwischen 0 und 10,5 V liegen.

Es kann seinen Ausgang auch nicht näher als etwa 2 V an die positive Schiene bringen. Der Ausgang kann auch nicht näher an die untere Schiene als vielleicht 5 mV herankommen.

Der LM324 ist ein Quad-Opamp - 14-Pin-Gehäuse im Gegensatz zu den 8 Pins des 741, daher ist er kein "Drop-In" -Ersatz.

Das sind nur die relativ einfachen Teile davon - über die Grenzen meines Wissens, um ehrlich zu sein.


Bei der Auswahl eines Operationsverstärkers sind noch weitere Dinge zu beachten.

Je nachdem, wie wählerisch Ihr Sensor ist, lernen Sie diese anderen Faktoren möglicherweise auf die harte Tour kennen. :)


In der Regel ist es besser, die Teilebezeichnungen anzugeben. Es ist schwer, eine Schaltung zu diskutieren, wenn jeder sagen muss: "Dieser Widerstand dort drüben, unter diesem Kondensator, links von der Diode." Bezeichner wie "R2" sind viel einfacher zu referenzieren.

Nur zur Verdeutlichung habe ich den LM324 erwähnt, weil das OP ihn mit einem Hinweis auf "Benötigen einer niedrigeren Spannung" erwähnt hat. Es gibt natürlich viele Operationsverstärker zur Auswahl. Zum Beispiel sind die TLV237x Rail-to-Rail und nicht unangemessen preisgünstig.
Ein weiteres mögliches Problem ist die Verwendung von 910k-Widerständen. Warum so große Werte verwenden? Der 741 hat große Vorspannungs- und Offsetströme, und die Widerstandswerte fügen zusätzliche Fehlerterme hinzu, die signifikant sein können (oder nicht - ich weiß nicht, was das OP als signifikant bezeichnet).

psst.. die 741 ist altmodisch.
Feedback geht immer an Eingänge.

Wenn Sie sich mit dem grundlegenden BJT-Transistor befasst haben, wissen Sie, dass die Eingangsvorspannung in frühen BJT-Operationsverstärkern von den Versorgungs- oder Rückleitungsschienen oder beiden versetzt ist. Erfahren Sie, wie Sie alle Eingabe- und Ausgabespezifikationen in Datenblättern lesen.

Dieses Problem wurde durch die Verwendung von PNP-Eingängen mit dem LM324 gelöst, der mit 0,14 USD (1.000) in einem Quad-Paket oder 3,5 Cent (USD) für jeden Operationsverstärker immer noch der billigste Operationsverstärker der Welt ist.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Überraschend ist, dass das ST-Dokument einen schematischen Fehler enthält, der auf der Digikey-Website verlinkt ist. DocID4797 Rev 7 2016 Aber wenn Sie den kleinen Fehler sehen, schön für Sie.

Aber nicht die von TI

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Die Zeit sollte besser damit verbracht werden, die Eingangs-Ausgangs-Spezifikationen zu vergleichen und sich den Schaltplan anzusehen.