Operationsverstärker

Rail to Rail

Will man etwas über die Operationsverstärker erfahren, benötigt man früher oder später negative Spannung, also -V! So ein OpAmp benötigt eine Versorgungsspannung von +V und -V, damit negative Spannung ebenfalls verstärkt werden. In der Regel hat man eine "single rail" Versorgung in Form einer Batterie. In diesem Fall benötigt man einen virtuellen Bezugspunkt (virtual ground), den man zum Nullpunkt definiert. Man teilt also die vorhandene Spannung in zwei Bereiche und der Mittelpunkt ist dann der virtuelle Massebezugspunkt. Mit dieser Lösung erhält man seine beiden Bereiche, wobei die Spannung halbiert wird.

Es gibt natürlich auch Basisschaltungen, die auch mit Ground an -V leben können. Aber für das eigene Studium möchte man natürlich alle Grundschaltungen kennenlernen, daher benötigt man auch die notwendigen Spannungen. Und an dieser Stelle befinde ich mich gerade und habe dazu etwas im Netz recherchiert.

Achtung: Man spricht deutsch!

Die meisten deutschen Elektronikerseiten und die meisten Foren nerven!!! Die Arroganz und Unfreundlichkeit in den Foren scheinen eine Art Qualitätsmerkmal zu sein. Es besteht das Gefühl, als würde die feinen Herren Elektroniker lieber unter sich bleiben. Ohne abgeschlossenes Studium und die Erfahrung der letzten 30 Jahre erntet man nur Verachtung und Spott. Dafür sind die Leute jenseits von gutem HTML-Design und lieben die Foren mit animierten Gif-Bildern zu schmücken und erfreuen sich, Signaturen unter jedem ihrer Schmähveröffentlichen zu plazieren. Es gibt einige Ausnahmen, aber die sind sehr rar. Der Open-Source-Gedanke ist ihnen fremd. Wer also wirklich Antworten sucht und nicht belehrt werden möchte, der muss sich den amerikanischen Seiten zuwenden. Die Amerikaner sind wesentlich freundlicher und auskunftsfreudiger. Es gibt viele Seiten, in denen Aufbau und Funktionsweise deutlich erklärt wird. Hier ein Beispiel schöne, freundliche und nützliche Seiten:

• http://adafruit.com
• http://www.sparkfun.com
• http://www.instructables.com

Vergesst also die tollen deutschen Elektroniker.

Rail splitting

Einen recht guten Artikel dazu findet man hier: http://tangentsoft.net/elec/vgrounds.html. Im Grunde kann man einen solchen Bezugspunkt mit zwei Batterien schaffen. Aber in der Regel hat man nur eine Spannungsquelle. Die nächste Idee, die sich dazu ergibt, ist einen Spannungsteiler im Verhältnis 0,5.

Doch hier muss man die nachfolgende Schaltung beachten. Einige Schaltungen verwenden einen Spannungsteiler gefolgt von einer Gegentaktendstufe (bzw. push-pull current applifier) in diversen Variationen. Letztendlich hängt es davon ab, wie viel Strom die Schaltung benötigt. Anstelle einer Gegentaktendstufe kann man auch einen Impedanzwandler verwendet. Es gibt auch Präzisionsspannungsteiler (0,0035%), die anstelle der beiden Widerstände verwendet werden kann. Ich werde demnächst zwei oder drei Varianten vorstellen.