Hi Forum, Ich versuche die Spannung eines Femtowattmeters per ADC auszulesen. Die Schaltung steht soweit, jedoch ist der Output des Messgeraetes von -0.4 bis 6V. In der Praxis ist mein zu messendes Signal jedoch so klein, dass die zu erfassende Spannung im Bereich von -0.4 bis maximal 2V liegt. Daher moechte ich gern per OpAmp Offset die Spannung um 0.4 anheben, so dass der Bereich mit den negativen Spannungen auch zu erfassen ist. Die eigentliche Frage ist, ob der Op nun eine negative Spannung braucht, oder ob ich den ganz einfach mit 0 - 5V betreiben kann. Muessen die Eingaenge auch zwischen -VCC und +VCC liegen oder bezieht sich das nur auf den Ausgang? Und falls ich das ganze dann doch mit -5V .. 5V betreiben muss: Was ist da eine gaengige Loesung? Bisher plane ich einen LM324 oder LM358A zu nehmen. Gruesse, Felix
Natürlich müssen die Eingangsspannungen innerhalb der Speisung liegen!!
1 | Und falls ich das ganze dann doch mit -5V .. 5V betreiben muss: Was ist |
2 | da eine gaengige Loesung? |
Wie meinst du das? Die Schaltung?
Wie meinst du das? Die Schaltung? // Ja, habe leider noch keine Erfahrung mit Ops. Versorgt wird das ganze mit einem 9V Netzteil und einem 7805. Das Problem der Speisung wird leider oft nicht behandelt. Wenn ich das im Moment richtig sehe waere es ja geschickt den Op mit -9 .. 9V oder -5 .. 5V zu betreiben, damit das ganze linear bleibt. Was ist denn die geschickteste und / oder guenstigste Loesung diese Spannungen zu kriegen? Interessant waeren vorallem Optionen ohne zusaetzliche Bauteile, falls moeglich. Vielen Dank fuer die Hilfe. Felix
Das geht ohne negative Versorgung, wenn der Ausgang des Messgeräts genügend niederohmig ist um einen Spannungsteiler zu treiben. Rechnerisch müßte das Teilverhältnis 6,4/5 betragen, und der Teiler muß auf eine saubere Referenzspannung statt nach Ground führen. 1,4V/5V wäre ein Widerstandsverhältnis von 0,28 das sind z.B. 20k zu 5k6
Hast du mal über eine Differentialmessung nachgedacht, dann kannst du dir das mit dem OP sparen und hast auch genauere Werte.
@ Christopf: Gute Idee finde ich. Macht es da Sinn die Referenzspannung per Spannungsteiler nach dem 7805 abzugreifen, oder nimmt man da eher nen zusaetzlichen Linearregler? Denn wenn man nen Regler zusatzlich braucht ist vielleicht ne Schaltung mit Op und DC/DC Wandler doch die bessere Wahl wenn man Messungen von Unterschiedlichen Tagen vergleichen koennen moechte. Wie testet man die Niederohmigkeit der Ausgaenge? @ ADC: Wenn ich das richtig verstanden habe, bleibt das Problem der negativen Eingangsspannungen auch bei Differenzialmessungen. Ich bin dabei ja immernoch negativer als Ground am Eingangspin des ADC. Falls ich das Falsch sehe wuerden sich allerdings alle Probleme in Luft aufloesen. Ist es allgemein geschickter per Differenzialmessung mit Gain zu messen oder einen Op vorzuschalten? Die Idee soweit war: User per Op Amp Offset die Baseline legen zu lassen und ohne Verstaerkung am ADC ggf. von 1.1 auf 2.56V Referenz zu schalten. Dabei ist es wie gesagt interessant Messungen von verschiedenen Tagen vergleichen zu koennen.
Die ADCs die ich kenne können +/- Referenz messen. Hier z.B. der: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads1110.pdf Die Input Impedance ist bei dem aber nicht so dicke.
Unter absolute maximum ratings steht bei dem aber auch -0.3 .. Vdd + 0.3V. Daher wuerde ich hier auch vermuten, dass ich nen Op oder so zum anheben der Spannung brauche bevor ich messe. Bisher verwende ich einfach den ADC eines Mega644P. Unter normalen Umstaenden sollten mir da die 10 bit reichen, da ich vermutlich eh Schwierigkeiten kriege das ganze fuer 16 bit ausreichend zu entstoeren. Bisher hatte ich immer ein Offset von 35 mV, ansonsten aber ausreichende Aufloesung und Genauigkeit (int 2.56V ref gibt bei meinem Chip 2.51V). Habe bei den ersten Tests immer ueber 1k Werte gemittelt und ueber RS232 die Standardabweichung als zusaetzlichen Parameter uebertragen. Sah soweit alles in Ordnung aus, daher denke ich dass mir die 10 bit reichen. Problem ist wie gesagt nur, dass der ADC des Mega644P Spannungen unter GND nicht aufloesen kann. Felix
Das sind absolute Zahlen oder wie soll der ADC bei min. 2.7V VCC negative Spannungen messen, die er ja nicht misst sondern immer nur die Differenz aus V+ und V- die max. +/-2.048V betragen darf. Easy going.
Auf Seite 3 sagt das Datenblatt doch auch Analog Input Range: Min GND -0.2 Tut mir leid, wenn ich das falsch verstehe, aber für mich sieht es immernoch so aus als würde das so einfach nicht gehen. Mein Eindruck ist
, aber immernoch größer GND -0.2. Hast du damit schon Erfahrungen gemacht? Wie gesagt, blutiger Anfänger hier. Ansonsten kanns vermutlich nicht schaden soeinen mal mitzubestellen und es zu testen... Felix
Ein invertierender Verstärker mit v=-1 und +Eingang auf 1V statt Masse sollte ohne negative Versorgung -0.5..2V auf 2.5V..0V umsetzen, wenn mein Bierdeckel recht hat. Woher man stabile 1V bekommt, wäre eine andere Frage (A_ref vom uC mit der anderen OP-Hälfte buffern und Spannungsteiler dahinter fiele mir spontan ein.) Die Frage nach der Ausgangsimpedanz des Messgeräts ist dabei immer noch nicht vom Tisch... Was heißt günstigste Lösung in Deinem Fall? Lohnt es sich, stundenlang zu lesen/recherchieren, um Bauteile für 10 EUR zu sparen? Grüße
Ja, Denkfehler. Du kannst max. -200mV auf den Eingang geben, Durch einen einfachen Spannungsteiler (wenn das bei dir funktioniert) und dem internen PGA vom ADC kannst du deinen vollen Bereich fahren (-400mV-6000mV). Ich finde diese ADCs einfach zu handeln und präzise (auch mit Spannungsteiler). Bei den OpAMPS wird es mit der negativen Spannung nicht anders aussehen, die mögen grenzwertige Spannungen überhaupt nicht.
Naja, günstig heißt in diesem Fall gutes Ergebnis und ohne extremen Aufwand umsetzbar. Auf 10 Euro solls hier nicht ankommen, nur soll das Ergebnis stimmen. Daher hab ich mich grade gegen nen Spannungsteiler und die -0.2V mitnehmen entschieden und einfach nen DC/DC Wandler mitbestellt. Demnach mache ich das dann über nen Subtrahierer / Op, da ich mit -1 .. 3V mittig genug liege (Op wird dann mit -5 / 5V gespeist), um lineares Verhalten für den Offset zu bekommen. Falls es Einwände gibt, nur her damit. Bin wirklich froh über jeden Einwand :) Ansonsten kann ich ja bei Bedarf (hier melden) die Schaltung auch mal in Eagle reinhacken und hier posten. Scheint ja ein nicht allzu unübliches Thema zu sein. Viele Grüße, Felix
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