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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie kann ich diese "Funktion" erzeugen


Autor: Leo B. (luigi)
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Servus,

ich scheiter gerade an der im Diagramm sargestellten Funktion.
Eingangsspannung ist auf der x-Achse angetragen,
Ausgangsspnannung auf der y-Achse.
Ziel ist also die Ausgangsspannung auf 0V zu halten, bis die 
Eingangsspannung einen per Poti eingestellten Wert erreicht. Dann soll 
die Ausgangsspannung mit am besten einstellbarer Steigung steigen.

Vielleicht hat ja irgendjemand von euch ne Idee.
Vielen Dank schonmal.

Autor: Jürgen (Gast)
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Y = 0
If X >= Schwellwert then
 Y = (X - Schwellwert) * Steigung + Schwellwert

Gruß Jürgen

Autor: Roland Praml (pram)
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Wir sind hier im Analogforum :-)

Du brauchst einen Verstärker mit einstellbarer Verstärkung für die 
Steigung (OP-Grundschaltung)

Einen Addierer zum Addieren/subtrahieren eines Offsets (damit die Gerade 
nicht durch den Ursprung geht)

Eine Art Halbwellengleichrichter, im simpelsten Fall reicht hier eine 
Diode.

Gruß
Roland

Autor: Jürgen (Gast)
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edit:

Y = 0
If X >= Schwellwert then
 Y = (X - Schwellwert) * Steigung

Gruß Jürgen

Autor: Leo B. (luigi)
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@Jürgen:
Danke für deine Anregungen, aber wie Roland schon schrieb, sind wir hier 
im Analogforum.

@Roland:
nunja. Geht das auch mit ein paar weniger Bauteilen? ich mein, dafür 
brauch ich ja 3 Ops wenn ich das so mache wie du es beschreibst?!
Aber es geht ja immer darum möglichst wenig Bauteile zu verwenden.

PS: ja ein uC wäre da schon nicht schlecht, aber das fällt noch nicht in 
den Bereich meiner begrenzten Möglichkeiten

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Hans,

> Du brauchst einen Verstärker mit einstellbarer Verstärkung für die
> Steigung (OP-Grundschaltung)
Sowas kannst Du auch als fertigen Baustein bekommen:
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-comparator...
Gruß,
  Michael

Autor: Roland Praml (Gast)
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ist die Steigung fest?, dann käme man evtl auch mit einem opamp aus:



        +-[R2]------+
        |           |
ofs-[R1]+-|-\       |
          |  >--|>|-+--o
in--------|+/       R
                    3
----------GND-------+--o

könnte so klappen (habs nicht getestet)

"in" ist dein Eingangssignal
"ofs" dein Offset (um wie viel sich das Signal verschieben soll)
R1/R2 legen den Verstärkungsfaktor fest
die Diode lässt nur positive Spannung durch
R3 ist der Lastwiderstand

Autor: Gast (Gast)
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@Jürgen:

Es sollte wohl Schwellenwert heisen.
Der Schwellwert ist der Wert wenn meine Freundin... ;-)
Konnt ich mir irgendwie nicht verkneifen

Autor: Leo B. (luigi)
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Roland Praml wrote:
> ist die Steigung fest?, dann käme man evtl auch mit einem opamp aus:
>
>
>
>         +-[R2]------+
>         |           |
> ofs-[R1]+-|-\       |
>           |  >--|>|-+--o
> in--------|+/       R
>                     3
> ----------GND-------+--o
>
> könnte so klappen (habs nicht getestet)
>
> "in" ist dein Eingangssignal
> "ofs" dein Offset (um wie viel sich das Signal verschieben soll)
> R1/R2 legen den Verstärkungsfaktor fest
> die Diode lässt nur positive Spannung durch
> R3 ist der Lastwiderstand

So ziemlich exakt das habe ich gesucht. 1000 Dank.
Gewusst wie. So schwer is es ja gar nicht.

Autor: yalu (Gast)
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@Roland Praml:

> könnte so klappen (habs nicht getestet)

Sicher? Was passiert, wenn die Eingangsspannung kleiner als der Offset
ist? Dann sperrt zwar die Diode, aber die Ausgangsspannung ist dann
nicht 0, sondern Offset*R3/(R1+R2+R3).

Hier ist noch eine andere (ebenfalls nicht getestete ;-)) Alternative:

Wenn der Ausgang nicht exakt auf 0V herabreichen muss, sondern auch
minimal darüber liegen darf, kann man auch versuchen, das untere Ende
des Ausgangsspannungsbereichs eines Single-Supply- oder Rail-to-Rail-
OPVs als 0V-Begrenzung zu nutzen.

Die obige Schaltung hat die Verstärkung

und die Offsetspannung (also diejenige Eingangsspannung, bis zu der die
Ausgangsspannung 0 ist)

Dabei sind

UB die Versorgungs- oder eine andere konstante positive Spannung und s1
und s2 die Potistellungen von R1 bzw. R2 im Bereich 0..1 (0: Anschlag A,
1: Anschlag E).

Die 0V am Ausgang für UE<Uoff werden umso genauer erreicht, je geringer
die Belastung durch nachfolgende Schaltungsteile (möglichst hochohmig)
und das Gegenkopplungsnetzwerk (R2 möglichst groß) ist.

Mit R1 und R2 lassen sich A und Uoff variieren, wobei sich beim Drehen
nur eines Potis leider immer beide Größen ändern. Man muss also (am
besten mit einem Sägezahngenerator am Eingang und einem Oszi am Ausgang)
mehrmals abwechselnd an beiden Potis drehen, bis man die gewünschte
Einstellung erreicht hat.

Es lassen sich auch nicht alle Kombinationen von A und Uoff einstellen.
Im nächsten Beitrag ist der mögliche Einstellbereich in Abhängigkeit von
R2/R1 gezeigt.

Autor: yalu (Gast)
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Das Bild zeigt den Einstellbereich für A und Uoff (Letzteres normiert
auf UB). Die Untergrenze von A hängt nur von Uoff/UB ab, die Obergrenze
zusätzlich von R2/R1. Je größer man also R2/R1 wählt, desto größer ist
der nutzbare Bereich der Schaltung. Da aber R2 nicht beliebig groß
(wegen des Eingangsstroms des OPV) und R1 nicht beliebig klein (wegen
der Verlustleistung) gemacht werden kann, sind auch R2/R1 Grenzen
gesetzt. Deine eingangs gezeigten Beispiele (A=100, Uoff=0V, 0,05V,
0,14V sollten aber - bspw. bei einem UB von 5V - überhaupt kein Problem
darstellen.

Autor: Leo B. (luigi)
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Hui, da hat sich aber jemand reingehängt. DANKE

Autor: Roland Praml (pram)
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yalu wrote:
> @Roland Praml:
>
>> könnte so klappen (habs nicht getestet)
>
> Sicher? Was passiert, wenn die Eingangsspannung kleiner als der Offset
> ist? Dann sperrt zwar die Diode, aber die Ausgangsspannung ist dann
> nicht 0, sondern Offset*R3/(R1+R2+R3).

Das ist natürlich der Preis den man bei der Verwendung von nur einem OP 
zahlt.

Man kann aber R3 klein wählen (z.B 1K) und R1 + R2 im 100KOhm Bereich,
dann hat man 1% der Offsetspannung am Ausgang

>
> Hier ist noch eine andere (ebenfalls nicht getestete ;-)) Alternative:
>
> Wenn der Ausgang nicht exakt auf 0V herabreichen muss, sondern auch
> minimal darüber liegen darf, kann man auch versuchen, das untere Ende
> des Ausgangsspannungsbereichs eines Single-Supply- oder Rail-to-Rail-
> OPVs als 0V-Begrenzung zu nutzen.

Sieht auf den Ersten Blick funktionsfähig aus. Je nach OP-Typ darf aber 
Ue auch nur zwischen den Rails liegen. Und die Rails werden oft nicht 
erreicht. Im Prinzip meine Schaltung, nur ersetzt du meine Diode durch 
den R2R-Op.

>
> Es lassen sich auch nicht alle Kombinationen von A und Uoff einstellen.
> Im nächsten Beitrag ist der mögliche Einstellbereich in Abhängigkeit von
> R2/R1 gezeigt.

Bei mir auch nicht, aber wir wissen ja den konkreten Anwendungsfall 
nicht

Gruß
Roland

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