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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik symmetrische spannung messen


Autor: newbie (Gast)
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Hallo,

wie kann man eine symmetrische Spannung mit einem ADC messen? Auch ganz 
normal über eien Spannungsteiler + Z-Diode (gegen negative Spannungen)? 
Bekommt man so die ganze Spannung, oder nur die halbe (da die andere 
halbe Spannung auf dem zweiten Kabel übertragen wird?)

Autor: Jörg B. (manos)
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Wenn µC und symmetrische Spannung keinen gemeinsamen Bezugspunkt (Masse) 
haben kannst Du einfach von Plus nach Minus messen (evtl. mit 
Spannungsteiler).

Ansonsten benötigst Du wahrscheinlich eine Vorschaltung z.B. aus einem 
OP der Dir die ± Spannung durch einen Offset und Verstärkungsfaktor auf 
0-5V angleicht.

Autor: newbie (Gast)
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einen gemeinsamen bezugspunkt Masse haben die beiden (µC-Schaltung und 
symmetrische Spannung) nicht.



Spannung(+)----------------              ADW
                          |----------|R|--|-------|R|-----GND
Spannung(-)----------------

so?

Autor: allesklar (Gast)
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ja so funktioniert dass, nur noch eine Z-Diode spendieren, damit keine 
negativen Spannungen am AD anliegen...

um jedoch die "richtige" spannung zu messen (bei symmetrischer 
übertragung kürzen sich ja störungen raus) müsstest du die negative und 
positive eingangsspannung (+) und (-) zuerst zusammenbringen (keine 
ahnung wie - weiß bestimmt jmd anders hier im forum) und dann diese 
spannung an den ADC schicken...

Autor: newbie (Gast)
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ist miene schaltung so richtig mit Z-diode noch? damit mess ich dann die 
halbe spannung oder die ganze?

wie misst man dann die ganze spannung? also wenn auf Spannung(+) +5V und 
auf der Spannung(-) -5V sind, wie misst man dann die 10V? Bei so einer 
Messung würden sich ja die störungen schon mal gut unterdrückt, da sie 
sich aufheben.

Autor: Nullpointer (Gast)
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Du moechtest eine Differenzspannung messen ? Innerhalb eines bipolaren 
Bereiches ? zB zwischen +-15V? Dann benoetigt man einen Satz OpAmps um 
diese Spannungen in den Bereich 0-5V zu fuehren. Siehe Subtrahierer.

Autor: newbie (Gast)
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genau es handelt sich um eine differenzspannung... wird eine logische 1 
übertragen so wird auf Leitung(+) +5V und auf Leitung(-) -5V übertragen.
Wenn eine logische 0 übertragen wird, sind beide auf 0V.

d.h. bei meiner schaltung (oben angegeben) würde ich nur 5V messen bei 
einer logischen 1 (wenn ich eine Leitung von der Spannung(+) weglege zum 
ADC?

und für den gesamten Spannungswert - also 10V - bräuchte ich einige 
Operationsverstärker, die mir die negativen 5V in positive 5V umwandeln?

Autor: Nullpointer (Gast)
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Nein, ein Subtrahierer mit einer Verstaerkung von 1/2 leistet das. Er 
sollte Rail-Rail sein, dann geht's ohne zusaetzliche Speisung, (zur 
+5V). Schau unter "Elektronik Algemein" - "OpAmps"

Autor: newbie (Gast)
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hab ich... wie dimensioniert man die Widerstände? Wenn ich keine 
Verstärkung brauch - also alle Widerstände gleich groß sein müssen, aber 
wie groß?

Autor: Nullpointer (Gast)
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Die Verstaerkung ist 1/2 (einhalb) ! zB 10k & 22k fuer die, die's nicht 
so genau nehmen.

Autor: newbie (Gast)
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http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

hier steht aber auch, dass man das ohne verstärkung machen kann... oder 
überlese ich ständig was?

Ich mein dass die Spannung sich addiert, ist ja gerade der sinn der 
sache... "also doppelte spannung rauskommt" Ue1 - (-Ue2) = 2x Ue1

Autor: Nullpointer (Gast)
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Du moechtest 10V haben ? Ja, dann mit gleichen Widerstaenden arbeiten. 
zB 22k. Ich dacht es muss an einen ADC. Bei Subtrahierern muss man immer 
aufpassen, dass beide Eingaenge innerhalb der Speisung liegen.

Autor: newbie (Gast)
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im prinzip hab ich eine symmetrische spannung die ich dann über den 
subtrahierer dann sozusagen nicht mehr differenziell vorliegen habe, 
sondern gegen GND (in diesem Fall dann 10V) --> dadurch heben sich dann 
auch die meisten störungen auf der leitung auf... und mit dieser 
Spannung gehe ich dann über einen Spannungsteiler an den Eingang eines 
ADC von meinem µC, um die Spannung zu messen...


wobei, die idee gleich die spannung mit dem Op auf die hälfte oder so 
minimieren und dann auf den spannungsteiler vor dem AD verzichten zu 
können ist auch eine idee...

Autor: Nullpointer (Gast)
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Nicht nur eine Idee. Diesen Subtrahierer OpAmp speist du mit dem 
Prozessor, dann wirkt er als Schutz. Er kann keine Spannungen ausserhalb 
von 0-5V erzeugen und wenn eine Stoerung kommt, faengt er die ab.

Autor: newbie (Gast)
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gibt eigentlich die VCC des OPs den auswertbaren Spannungsbereich an? 
Also wenn ich den OP mit 3.3V bespeise; dann kann ich keine ankommende 
5V-Signale auswerten, oder?

Autor: newbie (Gast)
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also wenn ich 1/2 Verstärkung habe: dann kommen Spannungen bis zu meiner 
Versorgungsspannung vom µC auch an diesen an... d.h. bei 5V oder mehr 
(abhängig von der Störung auf der Leitung) die an den Op ankommen, 
werden geteilt auf 2.5V + Störung (ebenfalls geteilt) und an den ADC vom 
µC geleitet (durch Op begrenzt wenn es mehr als 5V sein sollten)...


d.h. das ist eine ganz einfache leitung zum µC sonst nichts mehr? kein 
Spannungsteiler oder ähnliches... auch keinen Kondensator gegen GND um 
die Spannung etwas zu stabilisieren (verfälscht wahrscheinlich schon 
zuviel das messergebnis?)

Autor: Nullpointer (Gast)
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Bei einem 5V ADC waehlt man deswegen die Widerstaende 22k und 10k, 
sodass die Eingaenge zwischen 0 und 5V bleiben. Bei einem 3.3V ADC 
wuerde man eine Verstaerkung von 1/3 oder kleiner waehlen. zB 10k und 
33k. Der OpAmp sollte natuerlich Rail-rail sein.

Autor: Nullpointer (Gast)
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Ein 3.3V OpAmp kann 5V verarbeiten, es muessen ja nur die Eingaenge 
innerhalb der Speisung sein.

Autor: newbie (Gast)
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ok... was bedeutet Rail-Rail (hab so erstmal ncihts passendes bei google 
gefunden unter "Rail-Rail Operationsverstärker"?


Wie genau kann eigentlcihe in Op am Ausgang Null Volt ausgeben, wenn an 
beiden Eingängen 0Volt anliegen? Gibt es da unterschiede oder einen 
Leckstrom oder sowas ähnliches?

Autor: newbie (Gast)
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ok d.h. Versorgungsspannung vom OP und die Eingangsspannungen die er 
verarbeiten kann, hängen nicht miteinander zusammen.. die max. 
Eingangsspannung wird alleine über das Widerstandsverhältnis bestimmt.

Autor: Nullpointer (Gast)
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>ok... was bedeutet Rail-Rail (hab so erstmal ncihts passendes bei google
gefunden unter "Rail-Rail Operationsverstärker"?

Seltsam - Bei den Herstellern ist das ein Schluesselwort. Schau bei 
Analog Devices, National, Linear Technology, usw.

>Wie genau kann eigentlcihe in Op am Ausgang Null Volt ausgeben, wenn an
beiden Eingängen 0Volt anliegen? Gibt es da unterschiede oder einen
Leckstrom oder sowas ähnliches?

Ein Rail-Rail geht bis ein paar mV an die Speisung. In diesem Falle ist 
ein Rail-Rail-Out noetig.

>ok d.h. Versorgungsspannung vom OP und die Eingangsspannungen die er
verarbeiten kann, hängen nicht miteinander zusammen.. die max.
Eingangsspannung wird alleine über das Widerstandsverhältnis bestimmt.

So ist es.

Autor: Falk (Gast)
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was heißt Rail-Rail auf deutsch übersetzt?

Autor: newbie (Gast)
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gibt es auch ICs in denen nur ein Operationsverstärker enthalten ist - 
oder sind da immer mehrere gleich mit integriert?

Autor: Falk (Gast)
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warum nimmt man eigentlich solche widerstandswerte 10kOhm und 22kOhm um 
die max. Eingangsspannung um die hälfte zu reduzieren? und nciht 10kOhm 
und 20kOhm?

was spielt da noch eine rolle?

Autor: The Devil (devil_86)
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Vielleicht, weil es in der E12-Reihe keine 20k-Widerstände gibt

Autor: Falk (Gast)
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zwei 10kOhm widerstände in Reihe? oder geht das nicht? wenn die 
widerstände eine toleranz von weniger als 10% aufweisen, wäre es besser 
als 22kOhm...

Autor: The Devil (devil_86)
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Ja natürlich geht das, aber platzraubend, umständlich,...

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
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Ein Blick auf den INA159 koennte helfen

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