Hilfe für Prüfung

  • In einer Anwendung als NF-Verstärker nicht-invertierend "braucht" er die etwa 24dB Verstärkung, weil der Phasengang oberhalb 10 kHz sonst die Schwingbedingung erfüllt. Sonst, z. B. als Treiber ist der L165/TCA365/TDA2006 durchaus unitiy-gain-stable. Sobald ich die Bildbearbeitungssoftware habe, gibts die Originalunterlagen vom "Erst-lieferanten" SGS-ATES.

  • Hier die Beschaltung für den "unity gain inverter" von SGS-ATES für den L165, den "Urvater" der Power-OP-Amps. Veröffentlicht in "Power Linear Actuators", mir liegt die zweite Ausgabe von 1984 vor. Alle Kenndaten beziehen sich auf die angegebene Schaltung. Sieht man sich die Beschaltung an, ist es hilfreich sich das Innenleben des Power-OP-Amps in Schaltungsstufen getrennt vorzustellen. Für die damalige Problemstellung hat sich die Dreiteilung als vorteilhaft erwiesen - eine gedankliche Hilfskonstruktion: Schneller Eingangsdifferenzverstärker, gern über das Ziel hinausschießend (=Overshoot), eine Verzögerungsstufe, in der man sich alle den Stufen eigene "Verzögerungen" (schlampig) wie Phasendrehungen, Slew-Rate, Speicherzeiten aufaddiert (vereint) denkt, und eine wiederum etwas träge Gegentaktendstufe, die zu allem Übel nur aus Leistungs-NPN-Transistoren besteht (eine quasikomplementäre Seriengegentaktendstufe also, deren ungleiche Ausgangsteilschaltungen auch noch für Gleichrichtereffekte an schnellen Flanken verantwortlich sind). Legt man nun "instantan", also geradezu schlagartig, ein Eingangssignal in Form eines positiven Sprungs von 0 auf +1 Volt an, so kann man sich näherungsweise das Eingangssignal auf weniger als "ein Zehntel" geteilt vorstellen, was etwa dem Spannungsteilerverhältnis des treibenden 10k-Widerstandes am Input der Schaltung zum 1k-Teilerwiderstand entspricht. Genauer wäre schon "ein Elftel" in nächster Näherung. Der Ausgang verharre noch einen Moment lang auf "Masse" (die oben erwähnte Hilfskonstruktion mit der "Verzögerung"), so daß das Teilerverhälnis sogar noch größer wird. Im Endergebnis wird der im OP an den Eingängen befindliche Differenzverstärker also mit deutlich weniger als einem Zehntel der Eingangsspannung ausgesteuert. Da der invertierende Eingang ausgesteuert wird, beginnt der Ausgang in Richtung negativer Versorgungsspannung zu "wandern", wodurch gleich noch die am OP-Eingang wirksam werdende Aussteuerung abnimmt, bis letzlich der Gleichgewichstzustand hergestellt ist. Wichtig ist bei der Überlegung, daß 1. der OP eine deutlich heruntergeteilte Eingangsspannung sieht, obwohl 2. die "Außenrum"-Verstärkung der Gesamtschaltung "Eins" beträgt, bei einer invertierten Phase. Die ELV-Schaltung unterscheidet sich davon lediglich, daß nur eine einzige, positive Betriebsspannung verwendet wird, weshalb dann der zusätzliche Elko notwendig wird, wie auch das Vorspannen des anderen Eingangs auf die halbe Betriebsspannung. Außerdem ist der "belastende" Teilerwiderstand am Eingang nicht so groß gewählt, wie in diesem Beispiel hier. Der Grund für den ganzen Aufwand liegt in einer "anders" eingestellten internen Kompemsation des Gesamt-OPs für hohe Frequenzen. Wer schon mal die "paar Windungen" Kupferlackdraht am Ausgang vieler Audioverstärker gesehen hat, wird sich über die doch eigentlich nur für "Kurzwelle-oder-noch-höher-wirksame-Induktivität" gewundert haben. Weitere Stichpunkte für die Suche nach weiterführender Literatur wären: "Lead-and-Lag-compensation", isolating op-amp-output from heavily-capacitive-loads, die Funktion von den "wenigen-Drahtwindungen" am Ausgang fast jeden Audio-Leistungsverstärkers. Für noch weiterführende theoretische Ausführungen die Daten des L165, des TCA1365 oder auch 2365, allerdings sind die im Netz (aus Altersgründen?) rar. Hochinteressant: "Nested-Differentiating-Feedback-Loops" eines australischen Professors, der sich sehr viele Gedanken zu dem Entstehen von Phasenverschiebung und Verzerrungen (linearen und nichtlinearen) in den einzelnen STufen der Verstärker gemacht hat, die dann zu dem NDFL-Amp geführt haben. Nachbau: In der Zeitschrift elrad (etwa 1986), ein reinrassiger, energiesparender Klasse-B-Verstärker mit "praktisch" nicht nachweisbaren TIM/THD-Werten.