|
|
|
Robert Heinemanns PSPICE-Seiten |
|
Beispiel O2: PSpice-Simulationen der Open-Loop-Kenndaten von Operationsverstärkern |
Verstärkung, Bandbreite, Eingangswiderstand des unbeschalteten (Open Loop) Operationsverstärkers
Bild 1 zeigt eine Schaltung, zur Bestimmung der Verstärkung V_ol, der Bandbreite B_ol und des Eingangswiderstandes Ri_ol eines
unbeschalteten Operationsverstärkers. Innerhalb der unten auf dieser Seite zum Download angebotenen
selbstextrahierenden Zip-Dateien kenndaten_opv_cap.exe bzw kenndaten_ opv_sch.exe finden Sie diese
Schaltung unter dem Namen kenndaten_opv1.sch, bzw kenndaten_opv1.opj.
Bild 1: Schaltung zur Ermittlung von Verstärkung, Bandbreite und Eingangswiderstand
Bild 2 zeigt als Ergebnis eines AC-Sweep von 1 mHz bis 10 MHz von oben nach unten: Den Frequensgang der
Verstärkung im linearen Maßstab (grün). Die gelbe Linie liegt bei bei 0.707 Vmax und dient zur
Identifizierung der Grenzfrequenz. Im mittleren Diagramm ist die Verstärkung in dB dargestellt. Das untere
Diagramm (rot) zeigt den Eingangswiderstand:
Bild 2: Verstärkung, linearer Maßstab (oben) Verstärkung in dB (mitte) und Eingangswiderstand
Aus Bild 2 kann man folgende Open-Loop-Kenndaten entnehmen:
Open-Loop-Verstärkung: V_ol = 200k
Open-Loop-Grenzfrequenz: B_ol = 5 Hz
Open-Loop-Eingangswiderstand: Ri_ol = 1 MΩ
Open-Loop-Transitfrequenz: fT = 890 kHz
Verstärkung-Bandbreite-Produkt: V_ol * B_ol = 1 MHz
Ausgangswiderstand des unbeschalteten (Open Loop) Operationsverstärkers
Bild 3 zeigt eine Schaltung zur Ermittlung des Open-Loop-Ausgangswiderstandes. Die Schaltung entspricht
der in Beispiel D4 erläuterten Schaltung zur Ermittlung von Ausgangswiderständen elektronischer Schaltungen.
Innerhalb der unten auf dieser Seite zum Download angebotenen selbstextrahierenden
Zip-Dateien kenndaten_opv_cap.exe bzw kenndaten_opv_sch.exe finden Sie diese Schaltung unter
dem Namen kenndaten_opv2.sch, bzw kenndaten_opv2.opj.
Bild 3: Schaltung zur Ermittlung des Open-Loop-Ausgangswiderstandes eines Operationsverstärkers
Bild 4 zeigt das Ergebnis eines AC-Sweeps von 0,1 Hz bis 10 MHz. Der Ausgangswiderstand beträgt unterhalb der
Grenzfrequenz Ro_ol = 150 Ω,
darüber Ro_ol = 50 Ω:
Bild 4: Frequenzgang des Open-Loop-Ausgangswiderstandes eines Operationsverstärkers
Gleichtaktverstärkung und Gleichtaktunterdrückung des Open-Loop-Operationsverstärkers
Bild 5 zeigt eine Schaltung zur Ermittlung der Open-Loop-Gleichtaktverstärkung. Innerhalb der unten auf dieser Seite
zum Download angebotenen selbstextrahierenden Zip-Dateien kenndaten_opv_cap.exe bzw kenndaten_opv_sch.exe
finden Sie diese Schaltung unter dem Namen kenndaten_opv3.sch, bzw kenndaten_opv3.opj.
Bild 5: Schaltung zur Ermittlung der Open-Loop-Gleichtaktverstärkung eines Operationsverstärkers
Bild 6 zeigt das Ergebnis eines AC-Sweeps von 0,1 Hz bis 10 MHz: Die Gleichtaktverstärkung hat unterhalb
der Grenzfrequenz den Wert 6,3. Daraus kann man die Gleichtaktunterdrückung berechnen. Sie ergibt sich als Quotient
von Open-Loop-Verstärkung und Gleichtaktverstärkung zu: 200k / 6,3 = ca. 32k bzw. 90 dB.
Bild 6: Frequenzgang der Open-Loop-Gleichtaktverstärkung eines Operationsverstärkers
Anstiegszeit (slew rate) des unbeschalteten (Open Loop) Operationsverstärkers
Bild 7 zeigt eine Schaltung zur Ermittlung der Anstiegszeit eines Operationsverstärkers als Folge eines
steil von -1V bis +1V ansteigenden Eingangssignals. Innerhalb der unten auf dieser Seite
zum Download angebotenen selbstextrahierenden
Zip-Dateien kenndaten_opv_cap.exe bzw kenndaten_opv_sch.exe finden Sie diese Schaltung unter
dem Namen kenndaten_opv4.sch, bzw kenndaten_opv4.opj.
Bild 7: Schaltung zur Ermittlung der Anstiegszeit eines Operationsverstärkers
Bild 8 zeigt das Ergebnis einer Transientenanalyse. Die Anstiegszeit (slew rate) des uA741 beträgt 0,5 V/ μ s:
Bild 8: Anstieg der Ausgangsspannung in der Folge eines Sprungs der Eingangsspannung von -1 V bis +1 V
Download der Dateien zur Simulation der Kenndaten von Operationsverstärkern:
Falls Sie die Schaltung simulieren möchten, sich aber vor der Zeichenarbeit
scheuen, oder falls Sie mit dem Simulationssetup nicht
zurecht kommen, können Sie hier die Schaltungen der Bilder 1, 3, 5 und 7
mit fertigem Simulationssetup im SCHEMATICS- oder im CAPTURE-Format herunterladen.
Zur Simulation benötigen Sie die Euromodifikationen zu PSpice,
die Bestandteil meines Buches sind.
Damit Sie nach der Simulation automatisch die vorgefertigten Probe-Diagramme erhalten,
müssen Sie vor dem Start der Simulation in SCHEMATICS die Option
ANALYSIS/PROBE SETUP/RESTORE LAST PROBE SESSION wählen, bzw in CAPTURE im Fenster
SIMULATION SETTINGS die Option PROBE WINDOW/SHOW/LAST PLOT.
|
Für CAPTURE ab V10:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei kenndaten_opv_ cap.exe
herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen.
Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner
PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie anschließend aus CAPTURE
heraus kenndaten_opv1.opj bis kenndaten_opv4. opj:
Laden Sie hier kenndaten_opv_cap.exe (57 kB)
|
|
Für SCHEMATICS:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei kenndaten_opv_ sch.exe herunter
und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren
der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie dann aus SCHEMATICS
heraus kenndaten_opv1.sch bis kenndaten_opv4.sch:
Laden Sie hier kenndaten_opv_sch.exe (33 kB)
|
Zurück nach: oben
|
|
|