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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik anloger Spannungswandler


Autor: Alex Lunin (talli)
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Hallo zusammen.
ich suche eine Schaltung, die mir eine analoge Signalspannung 0-5V in 
eine wiederum analoge Spannung zwischen -15 und +15 umwandelt.
der Ausgansstrom dürfte dann unter 1mA liegen, und an die Linearität 
werden auch keine all zu grosse Anforderungen gestellt, dh eine 
Sägezahnspannung muss noch als solche zu erkennen sein.
wisst ihr vielleicht, ob es ein fertiges IC dazu gibt, so was wie 
MAX232, nur halt analog?
oder könnt ihr mir zumindest mal ein paar Stichworte geben, damit ich 
meine Google-suche etwas konkretisieren kann?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Alex Lunin (talli)

>ich suche eine Schaltung, die mir eine analoge Signalspannung 0-5V in
>eine wiederum analoge Spannung zwischen -15 und +15 umwandelt.
>der Ausgansstrom dürfte dann unter 1mA liegen, und an die Linearität

Das macht ein OPV in Subtrahierschaltung.

>Sägezahnspannung muss noch als solche zu erkennen sein.

Frequenz?

MFG
Falk

Autor: Alex Lunin (talli)
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>>Das macht ein OPV in Subtrahierschaltung.

die Schaltung ist mir zwar bekannt vom aussehen her, kann jetzt aber 
nicht wirklich was damit anfangen.

>>Frequenz?

ach ja, bis max 10 kHz

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Alex,

>>>Das macht ein OPV in Subtrahierschaltung.
> die Schaltung ist mir zwar bekannt vom aussehen her, kann jetzt aber
> nicht wirklich was damit anfangen.
>
>>>Frequenz?
> ach ja, bis max 10 kHz

Das Prinzipbild zeigt eine Schaltung, die das erledigt:

R1 und R2 erzeugen am (+) Eingang die Referenzspannung 2,5V. Über R2 
kannst Du noch einen Kondensator zur Rauschunterdrückung anbringen oder 
eine Referenzspannungsquelle nehmen.
Der Strom durch R3 beträgt (UX1-2,5V)/R3 und wird mithilfe von R4 
verstärkt. Der zweite OPV invertiert die Spannung.

Der TL072 ist relativ grenzwertig, da +/-18V die absolute Höchstgrenze 
für die Spannungsversorgung ist, evtl. brauchst Du auch einen anderen 
OPV.


Gruß,
  Michael

Autor: Alex Lunin (talli)
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Hallo, Michael

vielen Dank für deine ausführliche Antwort, du hast mir sehr 
weitergeholfen. die Schaltung probiere ich gleich mal aus.Schönen 
Sonntag noch!

Gruss, Alex

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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Hallo Michael,
geht das wirklich damit? Mir ist der Subtrahierer von Falk sympatischer.
Wie groß sollen denn die Widerstände z.B sein, damit das so 
funktioniert? Ich kriege das so nicht hin.
Gruß

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Rolf,

> geht das wirklich damit? Mir ist der Subtrahierer von Falk sympatischer.
Was ich gepostet habe, ist eine Subtrahierschaltung; vergleich das 
beispielsweise mal hiermit:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Damit U vom Aussteuerbereich [0,5V] auf [-15,15V] umgerechnet wird, mußt 
Du rechnen:
(U-2.5V)* 15V/2.5V

Den ersten Term erreichst Du dadurch, daß Du an den nichtinvertierenden 
Eingang die 2,5V Konstantspannung anlegst, denn dann ist der Strom durch 
R3 proportional zu (UX1-2,5V); den zweiten Term erhältst Du durch die 
Rückkopplung.

> Wie groß sollen denn die Widerstände z.B sein, damit das so
> funktioniert? Ich kriege das so nicht hin.

Nichtinvertierender Eingang
R2/(R1+R2) = 2.5/18
18 R2      = 2,5*(R1+R2)
15,5 R2    = 2,5 R1
R1         = 6,2 R2

Dann hast Du am nichtinvertierenden Eingang die gewünschten 2,5V.
Genauer ist es, wenn Du statt der Widerstände an den nichtinvertierenden 
Eingang eine 2,5V Referenzspannungsquelle hängst. Das würde ich hier 
auch empfehlen.

Verstärkung
R4/R3=15/2.5

==> R4/R3 = 6, beispielsweise R3=2k; R4=12k oder R3=4k7; R4=27k, wenns 
nicht so genau sein muß.


Invertierung
R5=R6, also z. B. R5=R6=10k

Bei der Größe der Widerstände mußt Du neben dem Widerstandsverhältnis 
auf die Ströme achten, d. h. die OPV und die Spannungsquelle müssen die 
entsprechenden Ströme auch treiben können.



Gruß,
  Michael

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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Hallo Michael,
danke für die ausführliche Berechnung des Spannungsteilers ;)
Mag sein, daß das auch ein Subtrahierer ist, jedenfalls sind meine 
Berechnungen anders:
R4/R3=6 heißt für mich, daß über R4 15V abfallen, wenn über R3 2,5V 
stehen.
Das bedeutet 0,+5 ergibt +17,5 , -12,5 am Ausgang.
Korrigiere mich bitte, wenn ich einen Denkfehler habe.
Gruß

Autor: yalu (Gast)
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> Was ich gepostet habe, ist eine Subtrahierschaltung; vergleich das
> beispielsweise mal hiermit:
> http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

Ganz das Gleiche ist das nicht: In dem Link sehe ich nur einen OPV, bei
dir sind es zwei ;-)

Aber was soll's.

@Alex Lunin

Warum nicht einfach so wie im Anhang?

U+ ist die positive Versorgungsspannung des OPV und muss so groß sein,
das der OPV die 15V maximale Ausgangsspannug erreichen kann.

  R1 = nicht zu groß und nicht zu klein
  R2 = U+ * R1 / 15V
  R3 = U+ * R1 / (5 * U+ - 15V)

Also bspw.

  U+ = 18V     R1 = 10k     R2 = 12k     R3 = 2,4k

Die Schaltung hat gegenüber dem Subtrahierer noch den Vortail des
hochohmigen Eingangs.

Autor: yalu (Gast)
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Autsch: s/ail/eil/

Autor: Rolf Heindorf (Firma: AERAS GmbH) (rolf-heindorf)
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@yalu
gefällt mir sehr gut, und schön hochohmig.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Rolf,

da hast Du recht, die 2.5V habe ich übersehen, da ich meist mit 
Schaltungen arbeite, die dort eine virtuelle Masse haben. Ich schau's 
mir später nochmal an.


Gruß,
  Michael


> R4/R3=6 heißt für mich, daß über R4 15V abfallen, wenn über R3 2,5V
> stehen.
> Das bedeutet 0,+5 ergibt +17,5 , -12,5 am Ausgang.

Autor: yalu (Gast)
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@Michael:

Wenn du die Spannung am nichtinvertierenden Eingang von 15V/6 = 2,5V auf
15V/7 = 2.143V reduzierst, passt's wieder.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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> Wenn du die Spannung am nichtinvertierenden Eingang von 15V/6 = 2,5V auf
> 15V/7 = 2.143V reduzierst, passt's wieder.

Hallo Yalu,

ok, dann schaue ich nicht mehr. Die nichtinvertierende Variante gefällt 
mir eh besser.

Gruß,
  Michael

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