Beiträge von Computerbastler im Thema „Wie kann man aus 0,05 Volt ca. 5 machen?“

    Ein Tipp noch: der 741 ist ein sehr betagter Operationsverstärker. Entsprechend sind auch seine Eigenschaften - wenns Dir reicht, kannst Du dabei bleiben. Es gibt für Deine Bedürfnisse aber sicher sehr viel bessere (modernere) Typen. Der Haken daran: die gibts nicht mehr im DIL-Gehäuse, da musst Du auf SMD umsteigen. Den universellen optimalen OP gibt es zwar nicht, aber den für einen bestimmten Zweck optimal geeigneten OP gibt es schon. Es kommt also drauf an, den für die eigene Anwendung optimalen OP auszuwählen.

    Wichtige Parameter für einen Operationsverstärker sind:

    - GBW (Gain Bandwidth Faktor): diesen Wert geteilt durch die gewünschte Verstärkung ergibt die tatsächliche Bandbreite
    Beispiel: GBW = 70MHz. Gewünschte Verstärkung: 100 ==> Bandbreite bei einer Verstäkung von 100: 700kHz.

    - Input / Output Swing ('Rail-to-Rail'): beschreibt, wie weit sich die Eingangs- bzw. die Ausgangsspannungen an die Versorgungsspannungen annähern dürfen
    Beispiel: Versorgung mit GND (0V) / +5V --> Single Supply Betrieb. Wenn jetzt für den Ausgang ein Abstand von 1,2V zum positiven Supply angegeben ist, dann kann die Ausgangsspannung des OPs nur von 0V - 3,8V reichen. Alles, was (theoretisch) darüber ist, ist praktisch eine Übersteuerung.

    - Eingangsimpedanz

    - Common Mode Unterdrückung: gibt an, wie sehr sich ein DC-Offset auf den Ausgang auswirkt. Der Operationsverstärker verstärkt ja theoretisch nur die Differenz zwischen den Eingängen. Es macht aber einen Unterschied, ob ich 0,00V und 0,01V an den Eingängen habe und um den Faktor 100 verstärke, oder ob ich 4,50V und 4,51V an den Eingängen um den Faktor 100 verstärke. Je schlechter die Common Mode Unterdrückung eines OPs ist, desto weniger DC-Offset sollte auf den Eingängen sein.

    Natürlich kann man einen Operationsverstärker nur dann mit einer einfachen Versorgungsspannung betreiben, wenn man keine negativen Ausgansspannungen erwartet. Invertierende Grundschaltungen sind also etwas heikel mit Single Supply.

    Vorschlag für einen Operatinsverstärker, der bei 5V Single Supply Betrieb sehr interessante Eigenschaften für viele Anwendungen besitzt: OPA365
    Den gibt es im SOT23-5 Gehäuse, das ist mit etwas Übung, einer guten Lupe und wenn man nicht gerade einen Klempnerlötkolben benutzt noch lötbar.

    Die einfachste Schaltung eines Operationsverstärkers ist der Spannungsfolger. Dazu wird lediglich der - Eingang mit dem Ausgang verbunden. Der Signaleingang ist dann der + Eingang. Diese Beschaltung sorgt dafür, dass der Ausgang immer dem Eingang folgt, also genau die Spannung ausgibt, die am Eingang anliegt. Sinn der Schaltung ist, ein hochohmiges Eingangssignal in ein niederohmiges Ausgangssignal (belastbar) zu wandeln.

    Aber: man muß den richtigen Operationsverstärker dazu auswählen. Stichworte sind Rail-to-Rail und Single Supply (dann entfällt die negative Betriebsspannung) und für einen Spannungsfolger muß der Operationsverstärker unbedingt 'Unity Gain Stable' sein, sonst schwingt das Ganze, anstatt zu puffern.

    Operationsverstärker ist nicht gleich Operationsverstärker. Unbedingt das Datenblatt vorher lesen, um festzustellen, ob der gewälte Typ auch für die gewünschte Aufgabe geeignet ist.

    Nicht ganz einfach für den Einstieg, aber sehr mächtig und hilfreich, wenn man damit umgehen kann, ist der Schaltungssimulator LTspice (kostenlos).
    Die Einarbeitungszeit beträgt aber eher Wochen als Stunden...

    Vielleicht noch eine Anmerkung zur Innenschaltung im Datenblatt. Dort kann man sehen, daß die beiden Sensorelemente gegensätzlich gepolt in Reihe geschaltet sind. Das hat zur Folge, daß wenn beide Sensoren dasselbe Signal bekommen, die Ausgangspannung Null ist. Wenn dagegen der erste Sensor mehr Signal (Wärme) bekommt wie der zweite Sensor, dann ist die interne Spannung z.B. positiv, im umgekehrten Fall dann negativ. Diese Spannung wird jetzt auf das Gate eines JFET gegeben (zum Vergleich kann man sich das Datenblatt des BF245 mal ansehen), der bei unbesschaltetem Gate leitet und mit einer negativen Spannung gegenüber dem Sourceanschluss in den Sperrbereich gebracht wird (funktioniert also von der Logik her ähnlich wie eine Röhrentriode und nicht wie ein Bipolartransistor!). Der Ausgang ist also analog, d.h. jede Spannung zwischen 0V und der Drainspannung (minus Spannungsabfall) kann vorkommen. Deshalb schaltet ELV in der oben verlinkten Schaltung auch erst einmal einen Komparator nach, der beim Über- bzw. Unterschreiten der Schwelle jeweils kippt, also das von Dir gewüschte Digitalsignal mit 2 Zuständen (0/1 entsprechend 0V/5V) erzeugt.
    Mit der ELV-Schaltung solltest Du das Teil eigentlich zum Laufen bringen - Du benutzt einfach nur den vorderen Teil bis zum Komparator, und dann hängst Du Deine Auswerteschaltung an den Komparatorausgang.