Hallo allerseits, habe mal wieder ein kleines Problem und steh dabei voellig auf dem Schlauch :). Dazu im Anhang ein kleines Bild: Ich habe als Eingangssignal der gesuchten Schaltung eine Spannung, deren Bereich von 0 bis inmax reicht. Ich muss nun bei der Spannung inmax eine maximale Ausgangsspannung Max ausgeben. Gleichzeitig soll die Ausgangsspannung aber einen (ueber Spannungsteiler, Poti) justierbaren Offset besitzen, der Max beim Verstellen NICHT beeinflusst. D.h., wenn Vin = inmax ist und ich am Offset herumfummel, muss Uout = Max bleiben und darf sich nicht abhaengig vom Offset veraendern. Das hat zur Folge, dass der Anstieg der beiden Strecken im Diagramm nicht mehr gleich ist und sich beim verstellen des Offsets sogar aendert. Nach laengerem Hin und Her bin ich dann zu folgender Gleichung gekommen: Vout = Uin/inmax * (Max - Offs) + Offs Das Problem ist nun, dass ich zu dieser Gleichung einfach keine passende Schaltung hinbekomme: Uin/inmax zu teilen ist kein groesseres Problem, da inmax konstant ist > Spannungsteiler. (Max - Offs) zu bilden, ist ebenfalls einfach, ebenso wie das Addieren von Offs am Ende. Probleme macht die Multiplikation, denn ein Analogmultiplizierer wuerde das ganze schaltungstechnisch schon recht arg aufblaehen. Daher meine Frage: Kennt jemand eine brauchbare Alternative zu meiner Idee? Oder gibt es fuer dieses Problem evtl. sogar fertige ICs, deren Bezeichnung ich nicht kenne? Danke schonmal :). Beste Gruesse, André
Habs jetzt noch nicht genau durchgedacht, weiss also nicht sicher obs funktioniert. Aber vielleicht hilfts ja: Eingangssignal invertieren | v mit Spannungsteiler "kleiner machen" (offset) | v INmax dazuaddieren | v Eingangssignal dazuaddieren Müsste funktionieren, und vielleicht wirds etwas kompakter (und genauer) als Multiplikation. Musst halt mal drüber nachdenken. Sebastian
Danke euch beiden erstmal fuer die Antworten J @Sebastian: Ich bin mir nicht ganz sicher, ob dann das Erwartete rauskommt: Wenn man das zu einer Gleichung zusammenfasst, erhaelt man (k=Faktor, um den Offset einzustellen): Vout = -Vin*k + Vin + Inmax = Vin * (1 – k) + Inmax Da ist nun zwar der Offset festgelegt, Max fehlt aber. Habs mal mit LTspice simuliert: Das Maximum laesst sich unabhaengig vom Offset verschieben, umgekehrt aber nicht. Max verschiebt sich brav nach unten, wenn ich den Offset verringere L. Warum das so ist, weiss ich bisher noch nicht. Muss ich noch mal in Ruhe drueber nachdenken. @Matthias: Bei deiner Schaltung seh ich ehrlich gesagt noch viel weniger durch, da Uout offenbar nur noch von inmax und Uin abhaengt. Diese hab ich ebenfalls simuliert, weiss mit dem Ergebnis aber nichts anzufangen, denn es verschiebt sich logischerweise mit dem einzigen verstellbaren Parameter. Beste Gruesse, André
Hallo Andre, was musst du einstellen können und was darf durch die Schaltung fest vorgegeben werden? Ich bin jetzt davon ausgegangen, dass du Max und inmax kennst und die Schaltun passend gestalten kannst. in diesem Beispiel: Max = inmax = maximaler Offset= 10V (das ließe sich mit etwas Verstärkung im 2. OP (V = Max/inmax) und einem Widerstand zwischen Vs1 und R1 ändern.) Poti oben (= 0 im Graph): kein Offset, Uout=Uin. Poti unten ( = 1): nur noch Offset unabhängig von Uin , die rote Linie in deinem Graph ist bis nach oben zu Max angehoben, also waagerecht.
Müßte mit 3 Opamps zu machen sein. Der erste kompensiert Inmax zu 0V, der 2. macht dann ein variables Gain und der 3. addiert wieder Outmax drauf. Da dann Max = 0V ist, kann die Gainänderung nichts verschieben. Es wird also nur der Min-Wert verschoben (ist zwichendrin ne negative Spannung). Peter
Ok, das kam offenbar wirklich nicht besonders gut rueber :). Uin is eine Spannung mit einem Wert zwischen 0 und inmax (liegt bei ca. 5V). Am Ende muessen sich der Offset und der Maximalwert Max unabhaengig voneinander einstellen lassen, wie es in meinem Bild im ersten Ausgangspost eingezeichnet ist. Eine voneinander abhaengige Einstellung hinzubekommen, ist kein Problem. Im Prinzip muessen die Groessen Max und Offset zu verstellen sein: Inmax ist mit ca. 5V recht genau vorgegeben. @Matthias: Dein Diagramm trifft jedenfalls sehr genau das, was ich brauche. Allerdings passt das nicht ganz mit der Schaltung aus deinem vorherigen Posting zusammen. Stammt dein Diagramm aus einer direkten Simulation oder wolltest du damit nur herausfinden, was ich eigentlich will ? @Peter: Das duerfte Sebastians Loesung sehr nahe kommen. Ich werds nochmal so versuchen, denn mit deiner Erklaerung kam ich etwas besser klar. Beste Gruesse, André
Hi, guck' mal bei people.fh-aargau.ch/staff/richard_schorpp/Dateien/Operationsverstaerker_ V5.pdf unter 'Begrenzer', der Offset dürfte ja kein Problem sein. Ist ein ganz interessantes Teil.
Ups, muss natürlich http://people.fh-aargau.ch/staff/richard_schorpp/Dateien/Operationsverstaerker_V5.pdf heißen.
> Am Ende muessen sich der Offset und der Maximalwert Max unabhaengig
voneinander einstellen lassen, wie es in meinem Bild im ersten
Ausgangspost eingezeichnet ist.
Also habe ich das Bild falsch verstanden, nämlich so, dass Max gegeben
ist und später nicht mehr verstellt wird. Sorry, dann habe ich Murx
geschrieben :(
Guten Morgen, hab das auch so verstanden, dass Peter und ich das gleiche meinen. Wichtig ist halt, dass du deine OPamps symmetrisch versorgst, weil das Signal zwischendurch negativ ist. Den Uout_max kannst du ja durch die Verstärkung im letzten OPamp einstellen, das sollte kein Problem sein. Hab das mal noch "graphisch" dargestellt, was ich meinte. Eingangssignal (einmal alle Positionen durchgefahren): ^ | * | * | * |*_______> Invertiert und Offset eingestellt (mit variabler Vertärkung; Spannungsteiler braucht man nichtmal): ^ | | | |________> |* | * | * Uin_max (muss als festerpegel bekannt sein) dazuaddert: ^ | |* | * |_______*> Aufs Eingangssignal draufaddiert: ^ | * | * | * |_________> Ich hoffe es wird klar was ich meine. Sebastian
Hallo allerseits, @Peter: So ists fast perfekt :D. Max ist so vom Offset abhaengig, der Offset aber nicht von Max. Will heissen: Verstell ich Max, dann wandert der Offset mit (weniger gut). Verstell ich den Offset, bleibt Max stehen (gut). @Sebastiam: Die Schaltung dazu interessiert mich vorerst wenig. Das hinterher aufzubauen, sollte kein grosses Problem sein. Bei mir haengts an der Theorie :D. Deine Idee ist nicht ganz die gleiche, wie Peters, denn du invertierst das Eingangssignal zu Beginn, waehrend Peter inmax abzieht. Ich habs nochmal simuliert und festgestellte, dass da ein kleiner Fehler drin sein muss. (k = Faktor fuer Offset, nach deiner Erklaerung) Uout = -Uin * k + Max + Uin = Uin*(1-k) + Max Da duerfte recht schnell klar werden, dass Max und Offset vertauscht sind. Es heisst also: Uout = Uin*(1-k) + Offs , wobei k nun Max verschiebt Erhoehe ich die addierte Spannung, aendere ich damit also den Offset, waehrend ich beim aendern der Verstaerkung das Maximum beeinflusse. Bei dir: Verstellt man den Offset, verschiebt sich Max mit. Verstellt man Max, bleibt der Offset erhalten. Alles in allem wohl kein besonders einfaches Problem :D. Ich ging beim Stellen meiner Frage leider faelschlicherweise davon aus, dass bei Unabhaengigkeit in eine Richtung gleichzeitig alles voneinander unabhaengig sei. War wohl nix. Danke nochmals fuer die Muehe. Beste Gruesse, André
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