Angeregt durch einen Beitrag von DG9WF in der Zeitschrift Funkamateur (Heft April 2010) habe ich eine symmetrische Spannungsquelle mit dem Operationsverstärker L165 aufgebaut.
Eine symmetrische Spannungsquelle, also eine Quelle mit einer positiven und negativen Ausgangsspannung wird zum Beispiel zum Betrieb eines Operationsverstärkers (OPV) (z.B TL071) benötigt.
Die vorgeschlagene Schaltung ist im Datenblatt des L165 zu finden:
Die Schaltung funktioniert wie folgt:
Der Kondensator am Eingang dient zur Glättung von Vi. Mit dem Spannungsteiler bestehend aus den beiden 47 kΩ Widerständen wird die Spannung Vi genau halbiert. (Es ist für eine gute Funktion der Schaltung wichtig, dass die beiden Widerstände wirklich gleich groß sind.)
Der Operationsverstärker versucht die Spannung, die an seinem Bein 1 anliegt, am Ausgang (Bein 4) genau herzustellen. So entsteht eine zur Eingangsspannung Vi symmetrische Masse.
Mit dem Widerstand von 1 Ω und dem Kondensator mit 0,22µF Kapazität am Ausgang wird die Offsetspannung des OPVs verringert.
Die Elkos im Ausgang filtern das Ausgangssignal und haben eine positive Wirkung auf den Ruhestrom der Schaltung.
Beim Aufbau der Schaltung habe ich diese erst ohne die Elkos getestet und staunte nicht schlecht. Die Schaltung brauchte einen Ruhestrom von 400 mA!
Als dann zum Test der Kontakt zwischen dem 1 Ω Widerstand und dem Kondensator getrennt wird war der Spuck vorbei und der Ruhestrom viel auf 100 mA ab. Gleichzeitig stiegt aber der Unterschied der Ausgangsspannungen im Betrag auf über 1 V.
Wird die Schaltung nach dem oben gezeigten Schaltplan mit den Kondensatoren aufgebaut, funktioniert sie super. Mit einem akzeptablen Ruhestrom um 40 mA. Die Spannungen sind bis auf 0.3 V bei 10 V Eingangsspannung symmetrisch. Dass sogar wenn nur ein Zweig der Schaltung belastet wird.
Warum die Kondensatoren einen so starken Effekt auf den Ruhestrom haben ist mir nicht wirklich klar.
Hier meine aufgebaute Schaltung:
Ich habe übrigens 470 µF statt 47 µF verwendet. Schaden kann es nicht.
Um drei Bananensteckerbuchsen anbringen zu können, habe ich eine Platine hochkant an die Schaltung angelötet. Das Ganze ist erstaunlich stabil.
Den Kühlkörper will ich noch anders montieren so, wird der OPV zwar gekühlt – mechanisch stabil ist die Konstruktion so aber nicht.
Was ich demnächst mal versuchen will, ist einen Verstärker mit einem dem OPV TL072 oder TL074 aufzubauen. Bei dieser Schaltung soll einer der OPVs als symmetrische Spannungsquelle dienen und der andere als (der eigentliche) Verstärker arbeiten. Wir werden sehen ..
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