hoge spanning aanbieden aan opamp

Hallo,

Ik wil een spanning aanbieden aan een op-amp geschakeld als inverterende versterker. De spanning die ik aanbied kan varieren tussen 0 volt en ± 100 volt. Dit is een hele hoge spanning voor een op-amp natuurlijk. De opamp wordt gevoed met -5 en +5 volt. Stel dat de versterking op 2 staat d.m.v. 100k en 200k weerstanden. Zou het dan goed gaan? Dus dat de spanningen tot 2,5 volt 2 x versterkt worden tot dat ze bij 5 volt gaan clippen en dat spanningen hoger dan 2,5 volt tot die 100 volt geen probleem oplevenen en de uitgang gewoon op 5 geclipt blijft? Of blaas ik de opamp dan direct op?

Of weet iemand eventueel een andere schakeling die wel die hoge spanning aan kan. Het idee is dus dat ik door het in en uit schakelen van verschillende weerstanden de versterking kan instellen.

w8 op reactie,

Nefer.

KT88

Overleden

Plus en min 100 volt of plusminus 100volt?
Anyway, als je 100 k neemt als Ri, twee dioden 1n4148 antiparallel aan de min ingang zet met de andere kant aan ground, en de versterkingsfactor aanpast aan het feit dat de spanning nu nog maar 0...0.7 volt varieert op de min ingang, dan zal het wel gaan denk ik.
Desnoods neem je zeners van 4.7 volt, dan heb je wat meer headroom en kan de versterking ongewijzigd blijven.
Denk er aan dat de - ingang een virtueel aardpunt is, dwz. de potentiaal op die ingang is gelijk aan de plus ingang die bij een inverterende versterker aan gnd. zal liggen, ongeacht de aangeboden ingangsspanning.
Tevens dat de ingangsspanning onder normale omstandigheden de voedingsspanning NIET mag overstijgen (tenzij dus maatregelen genomen zijn zoals bovenstaand beschreven)!

Niettemin voorzichtig zijn!

EDIT: dit zal niet lineair zijn.
Tot 2.5 V in zal het gaan, daarboven zal het geheel als comparator werken, dwz. de uitgang klapt om naar max. voedingsspanning (negatief bij positieve ingangsspanning).

[Bericht gewijzigd door KT88 op donderdag 20 januari 2005 22:15:52

" Ratings are for transistors.....tubes have guidelines" - www.audioconsultancy.nl -

de spanning die ik aanbiedt is ±100 v in het max geval, maar die spanning kan dus ook wel een 0.1 volt zijn. Dan ga ik dus een andere weerstand in schakelen. zodat ik een versterking krijg van 50 x en weer op die 5 volt uit kom. als de spanning 100 volt is, dan zorg ik ervoor dat de versterking 1/20 x is en ik weer op die 5 volt uitkom. Ik begrijp je verhaal over die dioden of eventueel zeners. Maar gaat dit niet mis omdat de diode die in geleiding staat als de spannng boven 0.6 volt uitkomt, een stroom gaat geleiden, wat dus niet meer door de weerstand loopt die voor de uitgangs spanning zorgt. M.a.w. de versterking klopt dan niet meer omdat de stroom weglekt. Of zorgen de + ingang die aan ground zit er zeker voor dat de - input ook op 0 volt zit. Als dat zo is, dan heb je die hele zeners en/of diode niet nodig toch?

De schakeling ga ik gebruiken als een soort scoop ingang. waarbij ik dus de verschillende v/div kan kiezen. Maar het moet dus niet zo zijn wanneer ik bijvoorbeeld 0.1v/div kies, en ik dus de input eigenlijks zeg 50 keer wil versterken en ik dan in die stand een hoge spanning van 100 volt ga meten de boel meteen stuk gaat.

Ik raad je aan niet de versterking van de ingangsbuffer te regelen, maar een verzwakker op de ingang te gebruiken. Om de opamp te beschermen kun je dan met 2 "clamping"diodes (schottky's!) werken die de ingangsspanning beperken tot de voedingsspanningen.

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com

Eens met bovenstaande.

Als je dat doet, let er dan op dat je powersupply ook enige stroom kan sinken, of dat de ingangsweerstanden groot genoeg zijn.. anders ga je de voeding optrekken bij hoge ingangsspanningen!

http://www.webchemistry.nl - Internet Ontwikkeling en Web Design | http://www.scienceflicks.com Science Videos | http://www.merghart.com/p/26/Electronics My electronics projects

Een verzwakker dus? Hoe moet die er uit zien dan??? gewooon een weerstanddeling? Als dat zo is, dan werkt dat wel goed voor de hoge spanningen, maar stel dat de ingang nu 0.1 volt is, dan hou je na die deling niets meer over.

Of bedoel je een verzwakker in de zin van een 10:1 probe of zo?

free_electron

Silicon Member

Op 20 januari 2005 22:10:56 schreef KT88:
Denk er aan dat de - ingang een virtueel aardpunt is, dwz. de potentiaal op die ingang is gelijk aan de plus ingang die bij een inverterende versterker aan gnd. zal liggen, ongeacht de aangeboden ingangsspanning.

aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaarrrrgggggghhhhh
godslasteraar ! virteel nulpunt. shame on you !
Da's alleen correct zolang de uitgang de ingang kan compenseren. Als de uitgang vastloopt tegen de rail dan gaat dat punt ook gaan zweven hoor ! en dan nog alleen maar als er tegenkoppeling is !

ik heb paar dagen geleden in een andere thread daar 2 bladzijden proza over neergepoot.

100 volt via 100K weerstand. mag geen probleem zijn voor die opamp. 100 volt / 100K is 1 milliampere.
dissipatie is 100 milliwat in de weerstand
no problemeo. gebruik liefst wel geen domme koolweerstand. die durven overslaan ( zijn spiralvormig 'gewonden' intern .) zet twee weerstanden van 49k9 in serie met 2 weerstanden van 100 ohm . dan kan je rustig nog hogere spanningen aan. De dissipatie in idere weerstand neemt dan ook af ( in de 49k9 wordt dan maar 49 milliwat gedissipeerd )

Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM

Op 21 januari 2005 09:39:37 schreef nefer:
Een verzwakker dus? Hoe moet die er uit zien dan??? gewooon een weerstanddeling? Als dat zo is, dan werkt dat wel goed voor de hoge spanningen, maar stel dat de ingang nu 0.1 volt is, dan hou je na die deling niets meer over.

Of bedoel je een verzwakker in de zin van een 10:1 probe of zo?

Je zult natuurlijk (al dan niet automatisch) moeten overschakelen als je zo'n groot meetbereik wil hebben. Maar het belangrijkste is dan je ingang zeer hoogohmig is (>1 Mohm), en de ingang van de opamp beveiligd is met snelle schottky's. Voor de hoge bereiken gebruik je een spanningsdeler en voor de lage bereiken regel je, nadat je op een verzwakking van 1:1 bent uigekomen, de versterking van de opamp omhoog.

Mijn echte naam: Joris | Mijn elektronica website: Fuzzcraft.com
KT88

Overleden

Op 21 januari 2005 17:25:14 schreef free_electron:
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaarrrrgggggghhhhh
godslasteraar ! virteel nulpunt. shame on you !
Da's alleen correct zolang de uitgang de ingang kan compenseren. Als de uitgang vastloopt tegen de rail dan gaat dat punt ook gaan zweven hoor ! en dan nog alleen maar als er tegenkoppeling is !

????
Totdat de max. uitgangsspanning is bereikt, blijft de virtuele gnd. bestaan........
Er is toch tegenkoppeling via de 200 k weerstand (in het originele idee)?

Maar inmiddels heeft de OP wat meer uitgelegd en is het duidelijk wat hij wil.
In eerste instantie dacht ik dat hij de uitgang wilde laten omklappen op een ingangssignaal (comparator), in welk geval het MI niet uitmaakt.

Sorry hoor, ik wilde je niet van streek brengen....neem een kopje koffie :-)

" Ratings are for transistors.....tubes have guidelines" - www.audioconsultancy.nl -
free_electron

Silicon Member

:-) koffie op ,. t'is nu nog erger :-) :-)

effe terug serieus: dat virtuele nulpunt bestaat alleen zolang de uitgang van opamp de ingang kan compenseren. Immers ene opamp is alleen gelukkig als het verschil tussen zijn beide ingangen nul is. dus doet ie met zijn uitgang er alles aan om dat verschil nul te maken via zijn terugkoppelweerstand ( als ie als versterker gebruikt wordt )

probleem is dat, als de uitgang tegen de rails staat ( de rails zijn de voedingspanningen. De opamp is dus volledig uitgestuurd in de ene of de andere richting ) die balans verbroken wordt. je kan dan de ingang oversturen.

in het geval van de thread starter

100 volt op 100 kiloohm is 1 milliampere in de - knoop
(niet in de pin van deopamp : die is hoogohmig, maar wel in het knooppunt ).
Northon theorema zegt dat de som van alle stromen in een knoop nul moet zijn. dus moet er 1 milliampere van de uitgang komen ook. opamp stuurt 1 volt door 1 kilohm (feedback weerstand) dus issie happy.
stel dat je dit doet door de 200 kiloohm weerstand dan zou die opamp zijn uitgang op 200 volt moeten gaan staan. dat kan die niet ... ds gaat ie tegen de rail gaan plakken. stel op map gevoed op 12 volt. de uitgang is 12 volt

wat gebeurt er nu : je krijgt een spanningsdeler
va 100 volt naar 100 k , naar 200 k naar 12 volt dus op de knoop staat ((100-12)/(100k+200k)*200k)+12 volt
= 70 volt. weg virtuele nul: die ingang staat op 70 volt

Nu is er nog iets. ingangen van opamps zijn geprotegeerd via clamping diodes in het substraat van de chip (ben ic-bakker van beroep)

moesten die daar niet staan den vliegt de ingang gegarndeerd stuk want de interne strukturen van de opamp zijn daar niet voor gemaakt.

dus wat zal er gebeuren in bovenstaand geval. die pin zal nooit hoger worden dan de voeding + de vclamp ( 0.4 tot 0.5 volt)

dus die ingangspin gaat op 12.5 volt staan. er loopt een stroom van (100-12.5)/100k = 875 micro ampere de voeding van het circuit binnen. De clamp diodes kunnen enkele 100'en milliampere 'vreten' dus geen probleem.
de stroom door de 200k weerstand wordt nu : (12.5 volt -12 volt)/200k = 2.5 micro ampere.

conclusie : opamp overleeft

Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM

free_electron, met jouw kan ik praten!!!

Dus volgens jou theorema kan ik de op-amp zonder gevaar gebruiken. Ik ga de op-amp voeden met + en -5 volt.

Ik wil bijvoorbeeld een sinus aanbieden aan de ingang van de niet inverterende versterker met een amplitude van 100 volt. Ik kies de ingansweerstrand wat ik R1 noem, 1 MOhm. R2 de feedback weerstand die wil ik varieren door verschillende weerstanden te kiezen zodat ik de gain kan instellen. Ik wil bijvoorbeeld door 20 delen, door 10 delen, door 5 delen, met 1 vermenigvuldigen, met 5 vermenigvuldigen en met 10 vermenig vuldigen. (Ik wil namelijk een oscilloscoop input maken). R2 wil ik dus varieren van 50K tot 10 M. Ik weet dat dit goed zal gaan, als ik bij de juiste ingangspanning de juiste weerstand kies, zodat de uitgang niet boven de ±5 volt uitkomt. Maar wat als ik een verkeerde waarde kies, bijvoorbeeld 5x versterken als er 100 volt op de ingang staat. Ik hoop dan dat de uitgang gewoon op 5 volt blijft clippen zonder dat er iets stuk gaat. Ik kan dan zien dat de bereik verkeerd is gekozen en als nog de juiste gain kiezen, dus delen door 20. Is het verhaal duidelijk??? Dus, de vraag is eigenlijks of dit zo zal werken?????