Schaltungstechnik

236 4 Linearverstärker
Wie bereits dargelegt, bestimmen die Beschaltung und die DC-Parameter des
OP-Verstärkers die Ausgangsoffsetspannung U2O . Darüber hinaus besteht die
Möglichkeit zur äußeren Offsetkompensation mit dem Ziel U2O = 0.
U2O UI0 1
(4.4-4)
Im nachstehenden Experiment wird die erforderliche Hilfsspannung aus der Versorgungsspannung
abgeleitet. Die Einspeisung der Hilfsspannung erfolgt zweckmäßigerweise
am (+) Eingang, wenn die Signalspannung am (-) Eingang anliegt.
Soll das Signal am (+) Eingang anliegen, so ist entsprechend die Hilfsspannung am
(-) Eingang einzuspeisen.
R2 = + ----- + I
R IB – R2 +
1
R1 + R2 IIB + R3 ------------------ U
R H 1
1
R2 – + + ----- ;
R
1
Experiment 4.4-3: U2Offset_mit UH – Untersuchung der Ausgangsoffsetspannung
mit Offsetabgleich am Eingang mittels einer Hilfsspannung.
a) R2
b)
R2
1Meg
1Meg
V1 5.000V
R1 -20.93mV OP1
-
OPM1
-2.054V
V1 5.000V
R1 -630.0uV OP1
-
OPM1
-3.635mV
+
- R6
25k
R5
10k
-954.7uV
out
+
+
- R6
25k
R5
10k
19.37mV
out
+
V2
+
- R7
25k
-5.000V
-56.16uV
200k
R3
10k
RID = 1Meg RL
RIG = 1G 10k
RA = 100
VUD0 = 100k
VUG = 1
SR = 0.5Meg
UIO = 20m
IIB = 80n
IIO = 40n
IMAX = 20m
UAMAXP = 10V
UAMAXN = -10V
V2
+
- R7
30k
-5.000V
426.8mV
200k
R3
10k
RID = 1Meg RL
RIG = 1G 10k
RA = 100
VUD0 = 100k
VUG = 1
SR = 0.5Meg
UIO = 20m
IIB = 80n
IIO = 40n
IMAX = 20m
UAMAXP = 10V
UAMAXN = -10V
Bild 4.4-19: Testschaltung zur Offsetkompensation: a) ohne Offsetkompensation; b) mit
Offsetkompensation
Im Beispiel der Testschaltung (Bild 4.4-19) beträgt die Ausgangsoffsetspannung
-2V; mit Kompensation durch eine Hilfsspannung – im Beispiel abgeleitet über R6
und R7 – vermindert sich die Ausgangsoffsetspannung auf nur noch ca. -3,5mV.
4.4.4 Rauschen von OP-Verstärkern
Das Rauschverhalten eines OP soll soweit erläutert werden, um die diesbezüglichen
Datenblattangaben zu verstehen und deren Auswirkungen abschätzen zu können.
Wie schon allgemein für Verstärker festgestellt, weist auch der OP „innere“
Rauschquellen auf, die durch eine Rauschspannungsquelle Ur0 und durch je eine
Rauschstromquelle Ir1 am invertierenden und Ir2 am nichtinvertierenden Eingang
repräsentiert werden. Zudem addieren sich in einer konkreten Anwendung Rauschquellen
der Schaltkreiselemente der äußeren Beschaltung. In Bild 4.4-20 sind die
Rauschquellen des OP „herausgezogen“ und die Rauschquellen der Beschaltungselemente
dargestellt.