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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messverstärker... Fragen


Autor: Martin Seehafer (Gast)
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Hallo zusammen.
Ich habe mir eine Messverstärkerschaltung ausgeknobelt.
Sie soll eingangsseitig potentialgetrennt mit +/-10V beschickt werden
und ebensolche dann aber groundgekoppelt ausgeben.
Soweit ich weiss, ist dafür eine Spannungsversorgung mit positivem und
negativem Spannungsregler erforderlich.
Die Schaltung habe ich angehängt.
Meine Frage: Funktioniert die Schaltung so wie dargestellt?
(Ua würde gegen Masse gemessen)
Zusätzlich sollen die Widerstände so ausgelegt werden, dass, falls
einer ausfällt, am Ausgang keine gefährliche Spannung entstehen kann.
Dazu müsste ich wissen, wie sich Metallfilm- und
Kohleschichtwiderstände im Fehlerfall verhalten. Wer wird hoch- wer
niederohmig? Mir fehlt da etwas die Praxis...

Schon mal Danke im Voraus
Gruss Martin

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Hi...

Die untere Diode ist falsch gepolt.

Widerstände werden beim Abbrennen gewöhnlich hochohmig (Dioden werden
meist niederohmig).

Aus der eigentlichen Messschaltung halte ich mich raus, die kann ich
auf die Schnelle nicht nachvollziehen.
Vergiss aber nicht die (nicht eingezeichneten)
100nF-Keramik-Kondensatoren in der Stromversorgung direkt an den
OPV-Pins...

...HanneS...

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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Hallo,
Bzgl. 100nF Kondensatoren - wo müssen die denn genau hin ?

Die Messchaltung ist ein Differenzverstärker und sollte so stimmen, es
fehlt nur noch die Widerstandsauslegung, aber das bekomme ich hin.

Für den Fall, dass ein Widerstand ausfällt, war nicht Überlast gemeint.
Es soll Unterschiede von Kohle zu Metallfilm geben, zumindest sieht das
meine Aufgabenstellung so. Ich hatte ja schon das unterschiedliche
Temperaturverhalten in Verdacht, aber das bezieht sich ja auf
Widerstände, die OK sind. Ich bin auch etwas ratlos...

Danke schon mal

Martin

Autor: Jens123 (Gast)
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direkt an PO1 / op2

Autor: AxelR. (Gast)
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Rp2 muss an Masse, nicht an die Positive Betriebsspannung

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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Oha,
jetzt hab' ichs auch gesehen.
Der eine Op war ja verpolt...
Ok, ist geändert.
Die Diode ist gedreht und die Kondensatoren sind auch drin.

Ist's so jetzt OK ?

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Ich meinte eigentlich Kondensatoren gegen GND, sonst sind sie sinnlos.
Also je einer von +Stromversorgung und -Stromversorgung nach GND, und
das so dicht wie möglich an jedem OPV. Soll Schwingneigung
unterdrücken.
(Das ist die Beschaltung, die in sämtlichen für Lehrzwecke bestimmten
Beispielschaltungen weggelassen wird, da sie als "selbstverständlich"
vorausgesetzt wird...)

Autor: crazy horse (Gast)
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wie schon gesagt - Rp2 muss gegen Masse geschaltet werden. Ich würde die
Schaltung trotzdem komplett verwerfen, als "Messverstärker" taugt sie
nicht besonders.
Nachteile:
-hohe Gleichtaktaussteuerung (das mögen nicht alle OPs)
-Abgleich ist schwierig, die Widerstände müssen paarweise gleich sein
-geringer und unterschiedlicher Eingangswiderstand, damit je nach
OP-Typ Bias-Fehler.

Und das alles nur, um mit einem OP auszukommen?
Besser ist die Schaltung mit 2 OPs, noch besser die mit 3
(Elektrometersubtrahierer, Instrumentationsverstärker). Gibt auch
fertige Instrumentationsverstärker. Vor allem kann man dann die
Verstärkung mit nur einem Widerstand einstellen, ohne die Symmetrie der
Schaltung zu gefährden.

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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OK, gut.
@Hannes: Das Selbstverständliche ist mein Problem. Ich habe mal
Anlagenelektroniker gelernt und seitdem nie wieder gross was mit
Elektronik zu tun gehabt, geschweige denn was entwickelt.
Ich habe mich beruflich ganz auf Programmiersprachen spezialisiert und
mache derzeit meinen Techniker DV. 1/3 meiner Techniker-Projektarbeit
besteht aber aus Elektronik und ich hab daran ganz schön zu knabbern...
mittlerweile wird auch die Zeit knapp.

Und damit Ihr nicht denkt, ich würde Eure Tips nicht annehmen wollen:
Ich hatte mir selbst schon einen INA116 ausgeguckt, weil der als
Instrumentenverstärker wohl dem am nächsten kommt, was ich brauche.
Als ichs meinem Lehrer zeigte, sagte der: Übers Ziel hinausgeschossen,
zwar gut, aber nicht gefordert. Konzentrier Dich auf die Auslegung der
Widerstände und der Schaltung und gut is.
Schätze mal, der nächste Technikerstudent darf das dann auf einen INA
umbauen...

Gehe ich also recht in der Annahme, dass die Schaltung so grundsätzlich
funktionieren würde ?
Mit den angesprochenen Unzulänglichkeiten muss ich wohl leben, man
erwartet von mir ja auch, dass ich im Rahmen der Projektarbeit negative
Eigenschaften meines 'Produktes' erkenne, dokumentiere und Vorschläge
für zukünftige Verbesserungen mache.

Autor: crazy horse (Gast)
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ja, wenn das so ist, wäre doch prima, wenn du anhand deines
Versuchsaufbaus Unzulänglichkeiten entdeckst :-)
Rp2 muss aber immer noch vom +Eingang nach Masse und nicht zur
Betriebsspannung.

Autor: crazy horse (Gast)
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und so ist es richtig (und sieht auch übersichtlicher aus :-)

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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Habe mir das mal angesehen - so hab ich es doch auch, wenn auch
andersrum gezeichnet.
Bei der ersten geposteten Schaltung hatte ich alledings nen groben
Dreher drin, den hab ich jetzt rausgenommen.

Trotzdem schon mal vielen Dank, Ihr habt mir echt weitergeholfen.

Gruss Martin

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Hi...

@Martin: Das "Selbstverständliche" ist auch oft mein Problem, daher
nehme ich OPVs auch nur, wenn es sich nicht vermeiden lässt.
Übrigens betreibe ich das nur als Hobby, habe zwar vor knapp 40 Jahren
mal Elektri(n)ker gelernt, aber wegen gesundheitlicher Probleme nicht
lange im Beruf gearbeitet. Mein "Elektronik-Wissen" stammt
größtenteils aus der Amateur-Literatur des Deutschen Militärverlags.
Das nur mal so am Rande, damit du mich nicht für einen Profi hältst...

...HanneS...

Autor: SAM (Gast)
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@HanneS
die 100nF Frage: Ist Dir eigentlich der Grund bekannt, warum man unter
gegebenen Umständen einen keramischen Kondensator an ein VCC Pin
anschaltet. Es spielen hier viele Faktoren einen Rolle.
Noch eine Frage:
Wo ist eigentlich die schädliche Energie (Störung) nach dem Kondensator
hin ? Etwa beim Nachbar ?
Hausaufgabe:
Was kann wirklich schädliche Energie ( Störung ) vernichten ?

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Hi...

@SAM:
OPVs neigen aufgrund ihrer hohen Verstärkung zum Schwingen. Auch bei
genügend Gegenkopplung kann das bei nicht optimalem Layout passieren,
jeder Leiterzug ist auch eine Induktivität. Der Einsatz von Keramik-Cs
an den Betriebsspannungsanschlüssen puffert die Betriebsspannung und
unterdrückt damit Störungen. Die Cs schaden nicht und man ist damit auf
der sicheren Seite.

Ich kann mich nicht erinnern, den Begriff "schädliche Energie"
benutzt zu haben. Wenn die bei deinem Nachbarn ist, dann kann ich es
auch nicht ändern.
Das ändert aber nix an der Tatsache, dass eine saubere, abgeblockte
Betriebsspannung eine gute Voraussetzung zum störungsfreien Betrieb von
analogen und digitalen ICs ist.

Zur "Hausaufgabe":
Nochmals: "Schädliche Energie" gehört nicht zu meinem Wortschatz,
daher wirst du diese Aufgabe wohl selbst lösen müssen. Abgesehen davon,
bist du mein Oberlehrer, dass du mir Hausaufgaben aufgeben darfst? Da
kämst du auch einige Jahre zu spät...

Beste Grüße...
...HanneS...

Autor: crazy horse (Gast)
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@martin: nein, so hast du es nicht. Dein Rp2 geht immer noch gegen -Ub,
das ist falsch.

Autor: SAM (Gast)
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ich habe eine höfliche Frage gestellt und nicht ein auf Oberlehrer
gemacht. Eine Störung ist eine Energieform oder etwa nicht. Ich wollte
nur wissen was mit der Störung denn passiert. Die Störung kann auf
keinen Fall durch einen Kondensator aufgehalten werden, sondern sie
wird nur minimiert. Die Störung ist also noch da, wenn auch minimaler.

Ich bezeichne eine Störung als schädliche Energie und das habe ich Dir
nicht unterstellt.

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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@crazy Horse
Ach so, Du meinst die Bezeichnungen.
Das kann ich ja ändern - wird gemacht.
Danke

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Wie wärs denn mit dem AD622 ?

http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CAD622%2C00.html

Diskrete Differenzverstärker baut kaum noch einer.
Heutzutage ist nämlich die Arbeitszeit teuer und damit auch die Zeit
zum Abgleichen von Widerständen.


Peter

Autor: crazy horse (Gast)
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@Peter: hatten wir schon, Erklärung steht weiter oben

@Martin: zum letzten Mal: in deiner Schaltung geht der Widerstand Rp2
vom +Eingang nach -Ub, das ist falsch. Richtig muss er vom +Eingang
nach Masse. Und Masse ist NICHT die negative Betriebsspannung, sondern
dort, wo die beiden Netzteildioden zusammengeschlossen sind (und auch
die Masseanschlüsse der Regler und der Kondensatoren. Nein, die OPs
selbst haben KEINEN Masseanschluss.

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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@crazy Horse
Aheem, gut. Verstanden. (räusper)
War wohl etwas begriffstutzig, jetzt hab' ichs dann.
Danke für die Geduld mit mir.
Ich freue mch schon aufs Abgleichen :D
Aber leider sind meine Rahmenbedingungen ja so.

Autor: AxelR. (Gast)
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Du Hannes,
...
OPVs neigen aufgrund ihrer hohen Verstärkung zum Schwingen. Auch bei
genügend Gegenkopplung kann das bei nicht optimalem
...
gerade bei starker Gegenkopplung neigen die Teile zum Schwingen.

Sorry, fiel mir nur so auf und hat eigentlich nichts mit dem Thema zu
tun.


Achso, nochwas: die "schädliche Energie" bleibt im Kondensator und
wird hier in Wärmeenergie gewandelt.
Aber keine Angst, wenn man einen Keramikkondensator erwärmt, kommt
keine "schädliche Energie" heraus, der Prozeß ist also nicht
umkehrbar. ;-))

Gruß
Axel

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Kleiner Hinweis.:Das Verhältnis der R's muss exakt gleich sein, sonnst
läuft das Ding bei unterschiedlichen Gleichtakteingangssp. davon. Ich
verwende sowas als Messverst.mit 4x47K(0,1%) und einem Trimmer von 47R.
In welchem Zweig ist egal nur in Reihe zwischen 2 R's und der Schleifer
an den OV. Geht astrein.

MFG Uwe

Autor: Martin Seehafer (Gast)
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OK, das kann ich mit einbauen.
Soviel ist erlaubt und dann ist's natürlich auch sinnvoll.

Gruss Martin

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