250mV auf 5V verstaerken fuer ADC

[Markus (Gast)]

Hallo zusammen,

ich hab mal eine Frage bezueglich Signalverstaerkung. Fuer einen Kunden 
muss ich eine Wetterstation bauen, die u.a. ein Pyranometer enthalten 
soll. Das Pyranometer ist vorgegeben und hat eine 
Analog-Ausgangsspannung von 0-250mV. Die muss ich jetzt auf 
ADC-vertraegliche 0-5V bekommen. Wichtig ist dabei, dass bei null Volt 
am Sensor auch tatsaechlich null Volt am ADC anliegen und die 
Verstaerkung moeglichst linear verlaeuft. Gibts dafuer vielleicht einen 
fertigen Baustein oder eine erprobte OP-Schaltung?

Ich sag gleich, dass ich von Analogtechnik null Ahnung habe, mein 
Fachgebiet sind Busleitungen und digitale Signalverarbeitung.

[Udo S. (urschmitt)]

Markus schrieb:
> ADC-vertraegliche 0-5V bekommen.

Du hast doch ein 5V µC. Warumist dann deine Referenzspannung für den ADC 
auch 5V? Ich kenne das eher daß man da 2,5V oder 2,56V Referenzspannung 
hat.

Du brauchst einen Rail to Rail OP mit geringem Offset, der zumindest 
fast bis an 0V und 5V herankommt.
Dann einfach einen nichtinvertierenden Verstärker Faktor 20 (5V) bzw 10 
(2,5V).
Siehe: Operationsverstärker-Grundschaltungen
und 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker

[Andrew T. (marsufant)]

Markus schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich hab mal eine Frage bezueglich Signalverstaerkung. Fuer einen Kunden
> muss ich eine Wetterstation bauen, die u.a. ein Pyranometer enthalten
> soll. Das Pyranometer ist vorgegeben und hat eine
> Analog-Ausgangsspannung von 0-250mV. Die muss ich jetzt auf
> ADC-vertraegliche 0-5V bekommen. Wichtig ist dabei, dass bei null Volt
> am Sensor auch tatsaechlich null Volt am ADC anliegen und die
> Verstaerkung moeglichst linear verlaeuft. Gibts dafuer vielleicht einen
> fertigen Baustein oder eine erprobte OP-Schaltung?
>

Ich sag mal als Baustein: OP-07, nutze nichtinvertierende 
Grundschaltung,   mit V= +20

Klick mal auf den Link hier im Forum zu OPV-grundlagne (Schaltungen), 
dann siehst Du exakt das Gewünschte.

[Udo S. (urschmitt)]

Andrew Taylor schrieb:
> OP-07,

Dann braucht er aber minimum -2,5 und +7,5V an Versorgungsspannungen
Ansonsten natürlich der Klassiker für Messverstärker :-)

[MarcusM (Gast)]

Denke der OPA376 von TI würde hier auch funktionieren. (Auch gut umsonst 
sample-bar)
Der hat ne Offset-Spannung von  nur 5µV und ist R2R.
Versorgung bis 5,5V, passt zu deinem Controller denk ich mal.
(und hat nen Eingangs Bias-Current von nur 0.2pA, weshalb ich ihn in 
meiner Schaltung benutzt habe ;)
Hoffe das hilft dir weiter.

[Erich (Gast)]

> hat eine Analog-Ausgangsspannung von 0-250mV.
> Die muss ich jetzt auf ADC-vertraegliche 0-5V bekommen.

Analoger Verstärker, wie schon gesagt.
Muss aber nicht Faktor 20 haben.
Sondern: Das Analogsignal muss soviel verstärkt werden daß sein 
Maximalwert in den Referenzbereich des ADC passt.
Wenn der uC mit 5 Volt versorgt wird, ist es i.d.R. eher ungünstig bzw. 
schlecht, die Referenzspannung mit der Betriebsspannung gleichzusetzen. 
Denn auf dieser 5V Spannung sind die Störungen durch andere Verbraucher, 
dem uC selbst oder vom (Schalt-) Netzteil. Auch bei jeder Änderung der 
Stromaufnahme des uC entstehen kleine Spannungssprünge auf seiner 
Betriebsspannung, die jedenfalls bei einem 12-Bit-Adc schon miterfasst 
werden.
Besser ist es, eine Referenzspannung von z.B. 4,096 Volt oder 2,500 Volt 
oder 2,048 Volt zu wählen.
Manche uC haben mehrere Referenzspannung intern wählbar.
Oder eben extern eine solche anschliessen.

Setzt man die Referenzspannung auf 2,500 Volt, so braucht das max. 250mV 
Sensorsignal nur noch um den Faktor 10 verstärkt werden, und man hat 
trotzdem die volle Auflösung des Sensors.
Der Rest ist Rechnung innerhalb der Software.

Gruss