====== Diskrete Operationsverstärker ======
Es werden Operationsverstärker mit diskreten Bauelementen realisiert. 

{{:projekte:opv:opv.png?400 |Symbolbild}}

===== Aufbau 1: Bipolare Folded Cascode mit einfacher Ausgangsstufe =====
Eine Folded-Cascode-Stufe wurde aufgebaut. Die Realisierung erfolgt mit einfachen Bipolartransistoren (NPN: BC817, PNP: BC807) Arbeitswiderstände wurden als Stromquellen realisiert. Die Ausgangsstufe ist einfach aufgebaut: Eine Emitterstufe mit hoher Spannungsverstärkung aber hohem Ausgangswiderstand, gefolgt von einem Emitterfolger als Spannungsfolger mit niedrigem Ausgangswiderstand.

==== Simulation ====
Ein Modell wurde in LTspice erstellt. Es trat das Phänomen auf, dass bei zu geringen Arbeitspunktströmen (100uA) der Ausgang eine Schwingneigung entwickelt.

  * {{:projekte:opv:diffamp_817_807.asc|Download SPICE-Modell (*.asc Datei)}}
  * {{:projekte:opv:diffamp_817_807.asy|Download Schaltplansymbol (*.asy Datei)}}
  * {{:projekte:opv:diffamp_usage.asc|Download Messschaltung}}

==== Layout ====
Der Schaltplan wurde in Eagle überführt und eine Leiterplatte geroutet. Es ist geplant, den Verstärker aufzubauen und seine Parameter genauer zu untersuchen.

  * {{:projekte:opv:opv.sch|Download EAGLE-Schaltplan}}
  * {{:projekte:opv:opv.brd|Download EAGLE-Layout}}
  * {{:projekte:opv:opv_full.pdf|Download Layout (PDF)}}
==== Aufbau/Messungen ====

{{:projekte:opv:opv_pcb.jpg?400|Aufgebaute Leiterplatte}}

=== Dimensionierung ===
Der Querstrom wird für eine Versorgungsspannung von ±5V auf 1mA festgelegt. Zusätzliche Basisströme werden bei der Dimensionierung vernachlässigt, da der absolute Stromwert unkritisch ist.

$R = \frac{U}{I} = \frac{5V + 5V - 2 \cdot 0,7V}{1mA} = 8600 \Omega$ 

=== Übertragungskennlinie ===
Der Verstärker wird ohne Rückkopplung betrieben und die Übertragungskennlinie aufgenommen. Daraus können Offseteingangsspannung und Spannungsverstärkung $A_D$ bestimmt werden. 

  * Hysterese ist vorhanden (<1mV) - unterschiedlicher Offset bei pos. und negativem Nulldurchgang
  * Sinus, 1 kHz, 500 mVpp
  * X: 5mV / DIV, 0,5 DIV 10% bis 90%, X = 2,5mV
  * Y: 2V / DIV, 4,5 DIV 10% bis 90%, Y = 9V

$A_D = 20 \cdot log(\frac{9V}{2,5mV}) = 71dB$

=== dynamisches Verhalten ===
Der Verstärker wird als invertierender Verstärker mit Verstärkung 5 betrieben. Der Frequenzgang bis zur Transitfrequenz wird aufgenommen. 

Leider schwingt der OPV aktuell bei jedweder Form von Rückkopplung bei einer hohen Frequenz. Phasenreserve untersuchen!

=== Messwerte ===
^ Parameter ^ Wert ^ Bemerkung ^
| $V_{cc}$ | ±5V | |
| $I_{cc}$ | 10mA | beide Rails |
| $A_D$ | 71dB | |
| CMRR | | |
| $f_T$ | | bisher nicht messbar |
| SR | | bisher nicht gemessen |
| $U_{Amax}$ | 4.23V |  |
| $U_{Amin}$ | -5V |  |
| $U_{off}$ | -2mV | etwa |