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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp: Aus 4,8V-5,3V macht 5,0V-7,5V, wie gehts?


Autor: Paul H. (powl)
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Hi,

ich habe eine Versorgungsspannung von 0V und 12V für meinen LM358 Opamp. 
Außerdem steht noch eine Referenzspannug von 11,12V zur Verfügung.

Nun möchte ich ein Messignal das einen Bereich von 4,8V bis 5,3V hat auf 
einen Bereich von 5V bis 7,5V anheben.

Geht das mit folgender Schaltung: 
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/b/b3/Op-addsub.png ? Ich habs 
probiert aber bei meiner Berechung kam leider Käse raus.

Muss ich an der Schaltung geringfügig was ändern oder brauche ich dafür 
doch einen Nichtinvertierenden Verstärker und noch einen Addierer?

lg PoWl

Autor: Nachtaktiver (Gast)
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Wenn ich das richtig sehe dann brauchst du 2 Dinge:
Als erstes musst du deine Differenzspannung von 0.5V (5.3V - 4.8V) auf 
2.5V (7.5V - 5V) verfünffachen und noch ein Offset von 5V aufaddieren.

Ich glaube dazu brauch man ein wenig mehr als eine solche Schaltung.
Vielleicht findet sich ein Spezialist welcher mehr dazu sagen kann.

Autor: Nachtaktiver (Gast)
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Entschuldigung!
Das muss natürlich 3 Dinge heißen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Man könnte es so wie im Anhang machen, mit einem TS912, oder einem 
besseren OPamp mit noch weniger Offsetspannung.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Nachtrag:

Die Schaltung macht

Ua = (Ue - 4,8V) x 5 + 5,0V = 5 x Ue - 5 x 4,8V + 5,0V = 5 x Ue - 19V = 
(Ue - 3,8V) x 5

Also mußt du mit dem Trimmer 3,8V am Ausgang des unteren OPamp 
einstellen.

Kai Klaas

Autor: Max (Gast)
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oder du nimmst nen µC nen ADC und nen (improvisierten) DAC und nen Opamp 
mit 1,5 facher Verstärkung...
Ob das geht hängt von den Anforderungen ab...
sag vlt. mal: Grenzfrequenz, Genauigkeit, linaerität...

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Aus der Referenzspannung generierst du dir mit einem Spannungsteiler und 
einem der beiden Operationsverstärker als Trennverstärker 4,75V. Die 
verbindest du über 1k mit dem -Eingang vom 2.OpAmp und den -Eingang über 
5k mit dem Ausgang vom Opamp. An den +Eingang kommen deine 4,8-5,3V.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Aus der Referenzspannung generierst du dir mit einem Spannungsteiler und
>einem der beiden Operationsverstärker als Trennverstärker 4,75V. Die
>verbindest du über 1k mit dem -Eingang vom 2.OpAmp und den -Eingang über
>5k mit dem Ausgang vom Opamp. An den +Eingang kommen deine 4,8-5,3V.

Mit einem 4k Widerstand statt 5k stimmt es.

Kai Klaas

Autor: Paul H. (powl)
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Danke für die Tipps.
Quasi so?

Wie funktioniert das denn?

lg PoWl

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Paul Hamacher schrieb:
> Wie funktioniert das denn?

Das ist ein ganz gewöhnlicher nichtinvertierender Verstärker, der als
Bezugspotential aber nicht 0V, sondern 4,75V hat. Bezogen auf das
Bezugspotential ist die Eingangsspannung nun Ue - 4,75V und die Aus-
gangsspannung Ua - 4,75V, also lautet die Verstärkergleichung

  Ua - 4,75V = 5 · (Ue - 4,75V)

oder (nach Ua aufgelöst)

  Ua = 5 · Ue - 19V

Die 4,75V sind der Fixpunkt der Verstärkerfunktion, also die Eingangs-
spannung, bei der Eingangs- und Ausgangsspannung gleich sind.

Erzeugst du die 4,75V mit einem Spannungsteiler aus der Referenzspannung
und dimensionierst den Spannungsteiler so, dass sein Innenwiderstand
gleich 1kΩ ist, kannst du R2 weglassen. Heraus kommt eine Schaltung mit
nur drei Widerständen ähnlich dieser hier:

  Beitrag "Re: niedrige Spannungen hochskalieren"

Hier bilden R1 und R3 den Spannungsteiler.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Hier ist eine mögliche Dimensionierug der Widerstände. Leider kann man
die theoretisch richtigen Widerstandsverhältnisse mit E24-Widerständen
nur relativ unganau nachbilden, deswegen habe ich R2 durch eine Serien-
schaltung aus zwei Einzelwiderständen ersetzt. Der im Diagramm noch
sichtbare Fehler ist hautpsächlich durch die Offsetspannung des LM324
bedingt.

Autor: tt2t (Gast)
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> Der im Diagramm noch sichtbare Fehler ist hautpsächlich durch
> die Offsetspannung des LM324 bedingt.

Dann nimm halt einen OPA333 oder OPA335 oder einen MAX4238
http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardba...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Ein TL072 sollte dafür auch dicke reichen und kostet ein Zehntel.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Quasi so?

Nein. "+" und "-" des OPamp sind bei dir vertauscht!

>Heraus kommt eine Schaltung mit nur drei Widerständen ähnlich dieser >hier:

Kein Vorteil ohne Nachteil. Bei dieser Schaltung sind Offset und 
Verstärkung nicht mehr getrennt einstellbar.

Kai Klaas

Autor: Paul H. (powl)
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Gut gut, wieder was gelernt.
Danke für die Hilfe! :)

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