Parallelwiderstand und Kondensator im nichtinvertierenden Spannungsfolger

Für einen invertierenden Spannungsfolger wäre C1 Teil eines LP-Filters. Aber was ist der Zweck von C1 (falls vorhanden) in der abgebildeten nicht invertierenden Spannungsfolgerschaltung?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

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Der Zweck des Widerstands R2 besteht darin, den DC-Offset zu eliminieren, der durch die Eingangsvorströme des Operationsverstärkers verursacht wird. Wenn die Bias-Ströme exakt aufeinander abgestimmt sind, ist der Spannungsabfall an jedem 1K-Widerstand (R1 und R2) gleich und die Ausgangsspannung gleich der Eingangsspannung.

Gut, aber wenn der Operationsverstärker eine erhebliche Eingangskapazität hat oder viel Streukapazität auf den Spuren vorhanden ist, hat das Rückkopplungssignal eine Verzögerung und der AC-Ausgang kann höher als der Eingang sein. Im Extremfall (sehr hoher Widerstand und ein Operationsverstärker mit viel Eingangskapazität) könnte es schwingen. Wenn Sie den Kondensator über den Widerstand legen, wird dies behoben.

1K ist ein so niedriger Wert, dass dies in der Praxis normalerweise kein Problem darstellen würde.

Mit "sehr hoher Widerstand" meinen Sie welchen Widerstand genau? (R2?) Wie hilft der Kondensator bei der Schwingung?
Eine Streukapazität am invertierenden Eingang fügt der Schleifenverstärkung eine zusätzliche Phasenverschiebung hinzu. In jedem Fall verschlechtert dies die Stabilität des Regelkreises - in einigen kritischen Fällen (Einheitsverstärkungskonfiguration) kann dies zu Oszillationen führen. Ein Rückkopplungskondensator führt zu einer gewissen Phasenverstärkung der Schleifenverstärkung (Hochpasseffekt). Dies ist eine Art Kompensation und hilft, die Schaltung zu stabilisieren.
Mit null Ohm für R1 und R2 würde sich die Schaltung (wie gezeichnet) verhalten, also warum haben R1 und R2? Wenn die Sinuswellenquelle tatsächlich eine Impedanz ungleich Null ist, sollte R1 nicht gleich R2 sein. In einer invertierenden Konfiguration scheint sich noch niemand Gedanken darüber zu machen, keine Kappe über den Rückkopplungswiderstand zu legen, die parasitäre Eingangskapazität gegen Masse ist immer noch vorhanden und würde möglicherweise immer noch eine Oszillation bei einer kleinen Anzahl von Operationsverstärkern verursachen. Vielleicht sehe ich den Wald vor lauter Bäumen nicht. Dieser Kommentar wird auch an @DaveTweed gesendet. Sobald Spehro meine Fehler erklärt hat, lösche ich gerne meinen eigenen Beitrag.
@Andyaka Ich habe keinen Fehler in deinem Beitrag gesehen. Ich weiß nicht, warum sie R1 dort platziert haben - ein Grund könnte der ESD- oder Überspannungsschutz sein, wenn V1 über die Versorgungsschienen hinausragt. Oder so könnte für einen LPF eine Kappe vom nicht invertierenden Eingang zur Masse hinzugefügt werden. Wie auch immer, die Frage war, warum C1 und ich versuchten, das zu beantworten. Hartes Publikum heute, schätze ich.

Diese Antwort wurde bearbeitet (siehe unten die ursprüngliche Antwort), weil sie negative Stimmen erhalten hat und geschlossen wurde. Ich habe darum gebeten, dass es wiedereröffnet wird, weil ich denke, dass die Abwähler nicht verstehen konnten, was ich zu sagen versuchte.

Wenn angenommen wird, dass OA1 ein idealer Operationsverstärker ist, dann dienen R1, R2 und C1 überhaupt keinem Zweck. Sie können die Widerstände genauso gut kurzschließen und die Kappe weglassen. Andererseits wird V1 als Spannungsquelle angezeigt, sodass der Operationsverstärker ebenfalls vollständig redundant ist - Sie können die Sinusspannungsquelle genauso gut an alles anschließen, was mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist: -

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ABSCHNITT BEARBEITEN

Ich sage immer noch, dass die Hinzufügung des Kondensators keinen praktischen Zweck hat, und dies kann Spehros Antwort in Frage stellen, da die von mir angegebenen Gründe dem widersprechen. Betrachten Sie eine einfache invertierende Operationsverstärkerkonfiguration: -

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Stellen Sie sich dann die Frage, ob dies funktioniert (dh nicht schwingt), ohne einen Rückkopplungskondensator hinzuzufügen, also: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Antwort ist ja".

Mit anderen Worten, es schwingt nicht wegen parasitärer Eingangskapazität gegen Masse, es sei denn, es handelt sich natürlich um eine völlig schlecht konstruierte Leiterplatte. Wenn sich die gestellte Frage auf die invertierende Konfiguration bezog (warum ein Kondensator über R2 gelegt wurde), würden die Großen und Guten sagen, dass er als Tiefpassfilter fungiert.

Ich habe Spehro gefragt, was er denkt, und er sagte: „Ich habe keinen Fehler in Ihrem Beitrag gesehen“, also kann ich, da er ein Top-Beitragender dieser Seite ist, nur zu dem Schluss kommen, dass einiges an schlechtem Denken im Gange war.

Also, Down-Voter, denken Sie bitte über das nach, was ich sage, und versuchen Sie, ein bisschen weiter über den Tellerrand hinauszuschauen.

Und wenn Sie denken, dass ich unhöflich oder beleidigend bin, ist das der Preis dafür, dass ich mir die Zeit nehme, diese Antwort aus dem Grab wiederzubeleben, um den Lesern von Stack-Exchange ein wenig mehr zum Nachdenken zu geben.

Andy - Entschuldigung, aber ich bin verwirrt wegen Ihres Updates. Sprechen Sie zunächst von Invertierung oder Nichtinv. Schaltungen (beachten Sie, dass Sie positives Feedback gezeigt haben!) ? Und zweitens denke ich, dass die Frage nicht "oszillieren ja/nein" lautet, sondern "Stabilität verbessert ja/nein" ? Liege ich falsch?
@LvW - oops, ich habe ein falsches Diagramm aus dem Internet genommen - danke für den Hinweis - die Eingänge sollten vertauscht werden - ich werde sofort aktualisieren.
@LvW hoffentlich erledigt und ich würde mich über Ihr Feedback freuen, warum Leute in einer nicht invertierenden Konfiguration einen Kondensator über den Rückkopplungswiderstand hinzufügen, es aber nicht tun, wenn die Konfiguration invertiert - vielleicht bin ich in Gefahr, hier etwas zu lernen !!
Andy-Stabilitätseigenschaften hängen nur von der Schleifenverstärkung ab. Und die Schleifenverstärkung für Invertierung und Nicht-Inv. Konfigurationen ist natürlich in beiden Fällen für gleiche Widerstände identisch. In Bezug auf Stabilität und Phasenkompensation mit Rückkopplungskappe sehe ich daher keinen Unterschied zwischen beiden Fällen. Warum denken Sie, dass die Leute das nicht tun, um Konfigurationen zu invertieren?
Andy - ein "drastisches" Beispiel für eine invertierende Konfiguration mit einem Rückkopplungskondensator (aus Stabilitätsgründen) ist die klassische invertierende Differenzierschaltung.
@LvW Mein Punkt ist, dass wir in einer invertierenden Konfiguration keinen Rückkopplungskondensator anbringen, um angeblich eine mögliche Instabilität zu "heilen". Warum also tun, wenn die Konfiguration nicht invertierend ist? Das ist der Punkt, den ich versuche zu machen, und ich hoffe, ich habe das, was Sie gesagt haben, nicht falsch interpretiert.
Andy, ja, da liegt eine Fehlinterpretation vor. Sie behaupten, dass "wir in einer invertierenden Konfiguration keinen Rückkopplungskondensator anbringen". Wie können Sie sagen, dass "wir nicht ..."? Natürlich machen wir das! Siehe mein Unterscheidungsmerkmal-Beispiel, wo eine solche Kappe sogar notwendig ist! Hintergrund: Es gibt absolut keinen Unterschied zwischen invertierend/nicht-inv - was die Schleifenverstärkung betrifft.
@LvW ja, sicher, wir setzen manchmal aus anderen Gründen eine Kappe über den Rückkopplungswiderstand, aber für einen einfachen invertierenden Operationsverstärker ist dies nicht erforderlich.
Andy, kannst du erklären, WARUM es "nicht benötigt" wird? Eine mögliche Erklärung für Ihre Beobachtung (Behauptung) könnte folgende sein: Der kritischste Fall sind Verstärkerkonfigurationen mit Eins-Verstärkung. Und meistens finden wir non-inv. Einheitsverstärkungspuffer in verschiedenen Schaltungen. Inv. Unity-Gain-Verstärker sind ähnlich empfindlich gegenüber parasitären Kapazitäten. Keine Frage.
@LvW - mein Punkt ist folgender - wir sehen kaum Kondensatoren über dem Rückkopplungswiderstand in invertierenden Schaltungen. Warum sollte sich also jemand die Mühe machen, einen über den Rückkopplungswiderstand in einer nicht invertierenden Schaltung zu legen. Wenn es in einer nicht invertierenden Situation benötigt wird, muss es in einer invertierenden Situation benötigt werden! Meine Meinung ist, dass es in beiden Situationen nicht benötigt wird, außer in seltenen Fällen.
Andi, einverstanden! Die Frage war jedoch "was ist der Zweck von C1 (falls vorhanden)?". Und höchstwahrscheinlich ist der Zweck eines solchen Kondensators die Verbesserung der Stabilität. Das hat nichts mit Schwingungen ja/nein zu tun. In vielen Fällen ist es die Sprungantwort, die einen solchen Kondensator erfordert (insbesondere für Anwendungen mit Einheitsverstärkung).
"es wirkte als Tiefpassfilter" macht absolut Sinn!
Parallelwiderstand und Kondensator im nichtinvertierenden Spannungsfolger
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