Hallo, ich habe letzte Woche hier schonmal in einem Beitrag nach Spannungsteiler gefragt. Das Problem ist, dass der jetzt leider nciht gut genug war. Hier mein Problem: Ich habe eine AD-Karte, diese hat bis zu 24bit (wirkliche Auflösung eher 19-20bit) und bis zu 15 MS/s und verträgt Spannungen von -7 bis 7 Volt, kann -5 bis 5 auflösen. Außerdem habe ich einen Operationsverstärker der -12.5 bis 12.5 Volt ausgibt. Ich brauche also irgendetwas, dass mir die Spannung runterregelt, oder zumindest jede Spannung über 7 Volt abschneidet. Der Eingangswiderstand der AD-Karte ist 1MOhm, der Ausgangswiderstand des Operationsverstärkers ist mir leider nicht bekannt (dazu gibt es auch kein Datenblatt). Ich habe versucht die Spannung mit einem simplen Spannungsteiler aus zwei Widerständer runter zu teilen, der hat aber leider wie ein Tiefpass gewirkt und bei Frequenzen von etwa 1 MHz die Spannung etwa halbiert. Meine Frage ist jetzt, was die beste Möglichkeit hier ist meine Spannung zu regulieren. Meine nächste Idee wäre Zenerdioden gewesen, ich weiss allerdings nicht ob diese zu ungenau sind. Vielen Dank für euren Rat! Frank
Lege doch in die Spannungsversorgung des OP-Amp Z-Dioden, die sie auf 7 V reduzieren. Zum Beispiel 5,6-V-Z-Dioden in die Zuleitungen für Vcc und VEE des OpAmp. Dann begrenzt der OpAmp die Ausgangsspannung ohne im normalen Arbeitsbereich Fehler zu machen.
Du musst dir überlegen, ob du die Spannung teilen willst, oder begrenzen willst, das macht nämlich einen Unterschied. Bei 12.5V (oder 10V oder 8V) aus dem OpAmp, möchtest du 5V (oder 5V und 5V) messen, oder möchtest du 5V, 4V, 3.2V messen ? Bei 1V, 2V und 5V, möchtest du 1V (ode 2V oder 5V) messen, oder 0.4 (bzw. 0.8 bzw. 2V) messen ? Dann solltest du herausfinden, welche die maximale Quellimpedanz ist, bei der dein A/D-Wandler noch richtig misst, das steht im Datenblatt. Dem OpAmp trauen wir mal zu, dass er 20mA liefert. Aber du musst nachschauen, ob er auch 1MHz mit 5V noch liefern kann, das geht nämlich nur mit einer Slewrate von mehr als 5V/us (vorausgesetzt der OpAmp verstärkt nicht wesentlich, aomsten noch mal ii idie GBW gain bandwith gucken und diese durch die Verstärkung teilen, kommt dabei wesentlich weniger als 5MHz raus, lag's nicht an deinem Spannungsteiler :-)
Das ist eine ziemlich gute Idee. Ich werde das auf alle Fälle mal meinem Professor vorschlagen. Das Problem ist, dass diese Verstärker speziell für uns gebaut wurden und ich deshalb nicht weiss ob ich darin rumpfuschen darf.
Hallo, Zener-Dioden haben parasitäre Kapazitäten (dürfte bei 7V je nach Leistung der Z-Diode so im Bereich um >=100 pF liegen). -> Bringt eher eine Verschlechterung. Du kannst versuchen den Spannungsteiler niederohmiger zu gestalten. -> parasitäre Kapazitäten wirken sich nicht so stark aus. Falls das nicht geht, dann wie beim OSZI-Tastkopf parallel zu den Widerständen Kondensatoren schalten (Kompensation der Parasitären Kapazitäten). Die Kondensator-Werte dann im umgekehrten Verhältnis wie die Widerstandswerte dimensionieren und ggf. mit einem Trimmer abgleichen.
@MaWin also, der Operationsverstärker wurde extra gebaut, damit er auch sehr hohe Frequenzen noch gut verstärkt. Auf dem Oszi sieht das auch alles gut aus, es lag also am Spannungsteiler. Da ich den Gain am Operationsverstärker verstellen kann, ist es im Prinzip egal ob ich alle Spannungen über 7V abschneide oder die Spannung durch 2 teile, da ich am Ende beides mal die komplette Auflösung an der A/D-Karte zur Verfügung haben sollte. Danke für die Antworten soweit!
danke auch an anja, dan nscheidet die zener diode ja leider aus. Ich werde mir das mit den Kondensatoren mal genauer überlegen.
Das wesentliche am Vorschlag ist ja, dass die Z-Dioden nicht im Signalweg liegen sondern in der Spannungsversorgung des OP-Amp, da muss womöglich die Spannungsversorgung noch zusätzlich mit keramischen C's gepuffert werden. Es kommt natürlich darauf an, ob der Op-Amp die reduzierte Spannungsversorgung verträgt. Wenns um Spannungsbegrenzung geht, Schottky-Dioden an ca. 7V bzw. -7V hängen sind dann eine Lösung.
Hallo, Wenn schon Spannungsbegrenzung notwendig sein sollte dann bitte richtig: Profis verwenden bei Analog-Schaltungen weder Schottky noch normale Dioden (wegen zu hoher Leckströme). Üblicherweise werden als Diode geschaltete Kleinsignaltransistoren oder sogar Sperrschicht-FETs verwendet. Siehe z.B. hier: [[http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ampatt.htm]] oder Eingangsschaltungen von hochwertigen Multimetern ...
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