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Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte

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  Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte "Peter Heitzer" <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> - 2017-05-22 15:37 +0000
    Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-05-22 17:43 +0200
      Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte "Peter Heitzer" <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> - 2017-05-22 16:02 +0000
        Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> - 2017-05-22 18:05 +0200
          Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte "Peter Heitzer" <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> - 2017-05-22 16:13 +0000
    Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2017-05-22 18:56 +0200
      Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte "Peter Heitzer" <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> - 2017-05-23 07:37 +0000
        Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2017-05-23 12:15 +0200
          Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte "Peter Heitzer" <peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de> - 2017-05-23 10:22 +0000
        Re: Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> - 2017-05-23 20:33 +0200

#227809 — Diffamp mit LM358: max. Grösse Widerstandswerte

Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
(>1 %) verfälscht wird?
Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?


-- 
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

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#227810

Am 22.05.2017 um 17:37 schrieb Peter Heitzer:
> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
> (>1 %) verfälscht wird?
> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?

Die Überlegung ist richtig, aber du solltest nochmal im Datenblatt nach 
den richtigen Werten sehen.



Gruß Dieter

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#227811

Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> wrote:
>Am 22.05.2017 um 17:37 schrieb Peter Heitzer:
>> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
>> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
>> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
>> (>1 %) verfälscht wird?
>> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
>> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
>> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
>> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?

>Die Überlegung ist richtig, aber du solltest nochmal im Datenblatt nach 
>den richtigen Werten sehen.

Ich habe die Werte für Input Bias Current genommen. Das waren wahrscheinlich die
falschen. Ich muss zugeben, von Opamps (noch) sehr wenig Ahnung zu haben.

-- 
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

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#227812

Am 22.05.2017 um 18:02 schrieb Peter Heitzer:
> Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> wrote:
>> Am 22.05.2017 um 17:37 schrieb Peter Heitzer:
>>> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
>>> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
>>> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
>>> (>1 %) verfälscht wird?
>>> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
>>> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
>>> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
>>> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?
>
>> Die Überlegung ist richtig, aber du solltest nochmal im Datenblatt nach
>> den richtigen Werten sehen.
>
> Ich habe die Werte für Input Bias Current genommen. Das waren wahrscheinlich die
> falschen. Ich muss zugeben, von Opamps (noch) sehr wenig Ahnung zu haben.

Passt schon, aber ich hab da typisch 50nA in Erinnerung, und max 2mV 
Offsetspannung.


Gruß Dieter

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#227813

Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> wrote:
>Am 22.05.2017 um 18:02 schrieb Peter Heitzer:
>> Dieter Wiedmann <dieter.wiedmann@t-online.de> wrote:
>>> Am 22.05.2017 um 17:37 schrieb Peter Heitzer:
>>>> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
>>>> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
>>>> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
>>>> (>1 %) verfälscht wird?
>>>> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
>>>> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
>>>> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
>>>> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?
>>
>>> Die Überlegung ist richtig, aber du solltest nochmal im Datenblatt nach
>>> den richtigen Werten sehen.
>>
>> Ich habe die Werte für Input Bias Current genommen. Das waren wahrscheinlich die
>> falschen. Ich muss zugeben, von Opamps (noch) sehr wenig Ahnung zu haben.

>Passt schon, aber ich hab da typisch 50nA in Erinnerung, und max 2mV 
>Offsetspannung.

Ich habe mich an den max. Werten orientiert und da gibt z.B. Ti in 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf
250 nA und 7 mV an. Ich weiss ja nicht, was sich in meiner Bastelkiste so findet :-;

-- 
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

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#227818

On 22.05.17 17.37, Peter Heitzer wrote:
> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
> (>1 %) verfälscht wird?
> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?

Der Eingangsstrom ist egal, solange er immer gleich ist. Schließlich 
haben bei einem ordentlichen Diff-Amp beide Eingänge dieselbe Impedanz 
und damit auch dieselbe Bias-Spannung. Im Bereich des rückgekoppelten 
Betriebs ist diese Bedingung üblicherweise erfüllt. Kurzum, dich 
interessiert nur der /Unterschied/ im Eingangsstrom zwischen den beiden 
Eingängen, besser bekannt als input /offset/ current.

Aber - Welche Frequenzen willst Du denn abbilden? Wenn Du da mit 100k 
und mehr anrückst, dann könnte es oben rum eng werden. Ebenso wird das 
Rauschen natürlich erheblich größer.

Ich habe in vergleichbaren Fällen immer eine andere Lösung gewählt:
Vorstufe mit TL074 als Impedanzwandler, gefolgt von Bipolarem Diffamp 
mit 0,1% Widerständen um die 2-10k.
Damit handelt man sich natürlich den Offsetfehler der FET-OPs ein. Aber 
der liegt auch nur bei ein paar Millivolt. Zudem haben die OPs im selben 
Package oft noch etwas ähnlichere Offsets.
Nachteil: die Last ist bei den FET-OPs natürlich vorwiegend kapazitiv, 
und beim TL07x ist sie zudem noch etwas spannungsabhängig, aber die 
Dimension ist mit rund 6pF noch übersichtlich. Das ist immer noch besser 
als jede passive Oszi-Probe. (Ich glaube die 8pF der alten Tek P6139A 
hat nie einer unterboten.)
Jetzt kommt es wieder auf die Frequenzen an, ob diese Kapazitäten 
stören. Für niedrige Frequenzen kommt man damit jedenfalls bis an den 
Gigaohm-Bereich ran. Das ist für die Preisklasse schon ziemlich gut.


Marcel

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#227860

Marcel Mueller <news.5.maazl@spamgourmet.org> wrote:
>On 22.05.17 17.37, Peter Heitzer wrote:
>> Ich möchte einem LM358 einen Differenzverstärker mit Verstärkung 1 bauen, der die
>> zu messende Signalquelle möglichst nicht belasten soll. Wie gross kann ich die
>> Widerstände machen, ohne daß das Messergebnis infolge Eingangsstrom merklich
>> (>1 %) verfälscht wird?
>> Die OPAmps im LM358 oder LM324 haben ja Eingangsströme im Bereich mehrerer 100 nA.
>> Bei 100 nA fielen an 100 k bereits 10 mV ab, was in etwa der max. Offsetspannung
>> entspricht. Deshalb scheint mir ca. 100 k der max. Widerstandswert zu sein.
>> Sind meine Überlegungen richtig oder habe ich noch etwas übersehen?

>Der Eingangsstrom ist egal, solange er immer gleich ist. Schließlich 
>haben bei einem ordentlichen Diff-Amp beide Eingänge dieselbe Impedanz 
>und damit auch dieselbe Bias-Spannung. Im Bereich des rückgekoppelten 
>Betriebs ist diese Bedingung üblicherweise erfüllt. Kurzum, dich 
>interessiert nur der /Unterschied/ im Eingangsstrom zwischen den beiden 
>Eingängen, besser bekannt als input /offset/ current.

>Aber - Welche Frequenzen willst Du denn abbilden? Wenn Du da mit 100k 
>und mehr anrückst, dann könnte es oben rum eng werden. Ebenso wird das 
>Rauschen natürlich erheblich größer.

Es sollen die Zellenspannungen bei einer LiIon-Batterie (3 Zellen in Reihe) gemessen
werden, beim Entladevorgang in einer Taschenlampe. Da es sich bei den Zellen um
solche aus alten Notebookakkus handelt, ist nicht unbedingt sicher, daß die Zellen
sich gleichmässig entladen. Wenn eine der Zellen 3V erreicht, soll abgeschaltet werden,
um eine Tiefentladung zu verhindern. Die Eingangswiderstände sollten wenn möglich am Akku
verbleiben; lediglich die Versorgungsspannung des OpAmps soll geschaltet werden.
Deshalb sollen die Widerstände möglichst gross sein, damit sich darüber nicht die
Zellen entladen. Bei 100 k liegen die Entladeströme ingesamt deutlich unter 1 mA.
Da kann die Taschenlampe schon mal einen Monat rumliegen, ohne daß recht viel passiert.

-- 
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

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#227879

Am 23.05.2017 um 09:37 schrieb Peter Heitzer:
>
> Es sollen die Zellenspannungen bei einer LiIon-Batterie (3 Zellen in Reihe) gemessen
> werden, beim Entladevorgang in einer Taschenlampe. Da es sich bei den Zellen um
> solche aus alten Notebookakkus handelt, ist nicht unbedingt sicher, daß die Zellen
> sich gleichmässig entladen. Wenn eine der Zellen 3V erreicht, soll abgeschaltet werden,
> um eine Tiefentladung zu verhindern. Die Eingangswiderstände sollten wenn möglich am Akku
> verbleiben; lediglich die Versorgungsspannung des OpAmps soll geschaltet werden.
> Deshalb sollen die Widerstände möglichst gross sein, damit sich darüber nicht die
> Zellen entladen. Bei 100 k liegen die Entladeströme ingesamt deutlich unter 1 mA.
> Da kann die Taschenlampe schon mal einen Monat rumliegen, ohne daß recht viel passiert.

Hallo,

wenn Du FET-Opamps verwendest dann kannst Du noch hochohmiger arbeiten.

Da Du Gleichspannung messen möchtest kannst Du Rauschen leicht rausfiltern.


Bernd Mayer

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#227880

Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> wrote:
>Am 23.05.2017 um 09:37 schrieb Peter Heitzer:
>>
>> Es sollen die Zellenspannungen bei einer LiIon-Batterie (3 Zellen in Reihe) gemessen
>> werden, beim Entladevorgang in einer Taschenlampe. Da es sich bei den Zellen um
>> solche aus alten Notebookakkus handelt, ist nicht unbedingt sicher, daß die Zellen
>> sich gleichmässig entladen. Wenn eine der Zellen 3V erreicht, soll abgeschaltet werden,
>> um eine Tiefentladung zu verhindern. Die Eingangswiderstände sollten wenn möglich am Akku
>> verbleiben; lediglich die Versorgungsspannung des OpAmps soll geschaltet werden.
>> Deshalb sollen die Widerstände möglichst gross sein, damit sich darüber nicht die
>> Zellen entladen. Bei 100 k liegen die Entladeströme ingesamt deutlich unter 1 mA.
>> Da kann die Taschenlampe schon mal einen Monat rumliegen, ohne daß recht viel passiert.

>Hallo,

>wenn Du FET-Opamps verwendest dann kannst Du noch hochohmiger arbeiten.

Ich habe auch einige TLC272 rumliegen.

-- 
Dipl.-Inform(FH) Peter Heitzer, peter.heitzer@rz.uni-regensburg.de

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#227909

On 23.05.17 09.37, Peter Heitzer wrote:
>> Aber - Welche Frequenzen willst Du denn abbilden? Wenn Du da mit 100k
>> und mehr anrückst, dann könnte es oben rum eng werden. Ebenso wird das
>> Rauschen natürlich erheblich größer.
>
> Es sollen die Zellenspannungen bei einer LiIon-Batterie (3 Zellen in Reihe) gemessen
> werden, beim Entladevorgang in einer Taschenlampe.

Also Geichstrom.

=> FET-OP, 1MOhm 0,1%, mit Kondensatoren alles ablocken.

> Da es sich bei den Zellen um
> solche aus alten Notebookakkus handelt, ist nicht unbedingt sicher, daß die Zellen
> sich gleichmässig entladen.

Das ist nie sicher.

> Wenn eine der Zellen 3V erreicht, soll abgeschaltet werden,
> um eine Tiefentladung zu verhindern. Die Eingangswiderstände sollten wenn möglich am Akku
> verbleiben; lediglich die Versorgungsspannung des OpAmps soll geschaltet werden.

Da musst Du genau genommen mit den absolute maximum ratings aufpassen, 
die üblicherweise Vcc+0,3V lauten. Praktisch wird bei den Impedanzen 
nichts passieren, wenn nicht die Kondensatoren zu viel liefern.

> Deshalb sollen die Widerstände möglichst gross sein, damit sich darüber nicht die
> Zellen entladen. Bei 100 k liegen die Entladeströme ingesamt deutlich unter 1 mA.
> Da kann die Taschenlampe schon mal einen Monat rumliegen, ohne daß recht viel passiert.

Naja, Du musst natürlich damit rechnen, dass das bei leeren Zellen passiert.


Marcel

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