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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 0 bis 5V zu -10V bis + 10 V


Autor: Bastler (Gast)
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Hallo zusammen ich möchte vom meinem Atmega
die 0 bis 5V in -+10V umwandeln. Hat jemand eine Idee wie ich das mit 
OVP realisieren kann.

Danke

: Verschoben durch Moderator
Autor: ein Gast (Gast)
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Nö aber ein MAX232 oder ähnliches tuts doch auch

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Vierfachen Verstärker, der mit 2,5 V vorgespannt wird.  Beim
nichtinvertierenden Verstärker liegt die Vorspannung dabei am
unteren Ende des Spannungsteilers, der die Gegenkopplung vom
Ausgang zum invertierenden Eingang realisiert.

Die Vorspannung muss eine (möglichst) ideale Spannungsquelle
sein; ggf. kann man dafür mit einem zweiten OPV (Doppel-OPV
nehmen) einen Spannungsfolger bauen.

Autor: Tamara (Gast)
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1. Sich mit den elementarsten Grundlagen beschäftigen.
2. Schaltung malen.
3. Bauteile kaufen.
4. Alles zusammenlöten.
5. Einschalten.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Tamara schrieb:

> 5. Einschalten.

6. Rauchzeichen bemerken.
7. Ausschalten.
8. Fehler suchen.
9. Fluchen ob der kaputten Bauteile.

SCNR :-)

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo zusammen

Danke für eure Antworten, also das mit der Vorspannung habe ich nicht so 
richtig verstanden.
Es ist vielleicht möglich mir eine kleine skizze zur verfügung zu 
stellen.

Danke

Autor: yalu (Gast)
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SCNR2:

10. Weiter bei Punkt 3.

Autor: fuse (Gast)
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warum unbedingt mit OPV? Die Idee mit Max232 o.ä. ist doch nicht 
schlecht? Oder DC7DC-Wandler?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> warum unbedingt mit OPV?
Weil sonst die ganzen Zwischenwerte flöten gehen...  :-o

Wenn jemand so eine Frage stellt:
>>>>>   0 bis 5V zu -10V bis + 10 V
Dann möchte er idR. ein lineares Übertragungsverhalten etwa in der Art:
0V    = -10V
1,25V = -5V
2,5V  = 0V
3,75V = 5V
5V    = 10V

Also muss man einen Offset von 2,5V abziehen (--> -2,5V bis 2,5V) und 
dann das Signal um den Faktor 4 verstärken. Diese Rechenoperation kann 
mit 1 Operationsverstärker durchgeführt werden.

Autor: Peter (Gast)
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> > warum unbedingt mit OPV?
> Weil sonst die ganzen Zwischenwerte flöten gehen...  :-o
aber die Idee war schon nicht schlecht, denn welcher Atmel hat denn 
schon ein DAC?

Eventuell sollte uns "Bastler" erstmal sagen woher die 0-5V wirklich 
kommen, nicht das es noch ein PWM ist.

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo zusammen

Stimmt das habe ich ich total vergessen zu erwähnen die 0V - 5V kommen 
vom einem DAC AD5315BRUZ. Also µC-DAC-(-10V bis +10V).

Danke

Autor: Jens G. (jensig)
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Also Lothar Miller bzw. Jörg Wunsch haben wirklich ein rege Phantasie, 
wenn man in solch einer Problembeschreibung den wahren Hintergrund 
erblickt ;-) Denn da war

>vom meinem Atmega die 0 bis 5V in -+10V

die Rede, was bei mir die Ladungspumpen-Hirnbereiche auf den Plan ruft 
...

Autor: yalu (Gast)
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> die 0V - 5V kommen vom einem DAC AD5315BRUZ

Wenn das so ist:

Die 0..5V kännen mit einem OpAmp und einer Versorgungsspannung von ±15V
folgendermaßen in -10V..+10V umgesetzt umgesetzt werden:

  Beitrag "Re: Sensorschaltung"

Die Widerstände müssen dabei so abgeändert werden, dass R1:R2:R3 =
21:14:6 ist.

Steht anstelle der +15V eine andere Spannung zur Verfügung, müssen die
Widerstände neu berechnet werden.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Peter schrieb:

> aber die Idee war schon nicht schlecht, denn welcher Atmel hat denn
> schon ein DAC?

Selbst eine PWM ist nach dem Tiefpassfilter ein DAC.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jens G. schrieb:

>>vom meinem Atmega die 0 bis 5V in -+10V

Eben "von ... bis", also analog. ;-)

> die Rede, was bei mir die Ladungspumpen-Hirnbereiche auf den Plan ruft
> ...

Nö, mit einer Ladungspumpe kommt man nicht (zumindest nicht so einfach)
auf exakt 1:2 oder 1:3, da das Umladen immer verlustbehaftet ist.

Außerdem war im Originalposting ja schon die Frage nach der Realisierung
mit OPV.

Autor: Peter (Gast)
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> Selbst eine PWM ist nach dem Tiefpassfilter ein DAC.
schon klar, man hätte aber den Tiefpassfilter nach dem MAX232 machen 
können

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Peter schrieb:
>> Selbst eine PWM ist nach dem Tiefpassfilter ein DAC.
> schon klar, man hätte aber den Tiefpassfilter nach dem MAX232 machen
> können

Wie willst du das denn machen, also wie steuerst du den MAX232 so,
dass er eingangsseitig analog arbeitet?  Der hat ja seinen eigenen
internen Takt, wenn du dem jetzt noch eingangsseitig eine PWM
reinprügelst, möchte ich mir nicht angucken, was da rauskommt. ;-)

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo

Hey danke ich werde das direkt mit Multisim ausprobieren.

>Die Widerstände müssen dabei so abgeändert werden, dass R1:R2:R3 =
21:14:6 ist.

Bedeutet es das R1=21k
                R2=14k
                R3=6 k
sein sollen.

Wie meine bekommt man solche Widerstandswerte überhaupt.

Danke

Autor: Peter (Gast)
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> Wie willst du das denn machen, also wie steuerst du den MAX232 so,
> dass er eingangsseitig analog arbeitet?  Der hat ja seinen eigenen
> internen Takt, wenn du dem jetzt noch eingangsseitig eine PWM
> reinprügelst, möchte ich mir nicht angucken, was da rauskommt. ;-)

PWM (0-5V) -> MAX232 -> (-11+11V) -> Filter -> Analogspannung

(so in der art)

Autor: Klaus (Gast)
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>Wie meine bekommt man solche Widerstandswerte überhaupt.

Du kannst ganz viele Widerstände zu 1 kOhm kaufen, und dann soviel 
aneinanderlöten, bis es passt.

Für Zwischenwerte empfiehlt sich die Anschaffung von 1 Ohm.


Hilfreich mag auch sein: http://de.wikipedia.org/wiki/E-Reihe

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Jörg Wunsch

>>>vom meinem Atmega die 0 bis 5V in -+10V

>Eben "von ... bis", also analog. ;-)

+-10V ist aber eher digital angegeben worden ;-)

>> die Rede, was bei mir die Ladungspumpen-Hirnbereiche auf den Plan ruft
>> ...

>Nö, mit einer Ladungspumpe kommt man nicht (zumindest nicht so einfach)
>auf exakt 1:2 oder 1:3, da das Umladen immer verlustbehaftet ist.

das geht fast exakt: aus +5 mach +10, dann daraus -10. Von Toleranzen 
war hier aber noch nicht die Rede, ließen sich aber mit entsprechend 
niederohmigen Aufbau ziemlich eindampfen (so hatte ich (leider) die 
Fragestellung anfangs verstanden :-(

>Außerdem war im Originalposting ja schon die Frage nach der Realisierung
>mit OPV.

naja - angesichts der Tatsache, daß hier manche auf recht abenteuerliche 
Art und Weise etwas zusammenzimmern wollen, muß der Wink mit dem 
Zaunpfahl - ähhh OPV - noch lange nix zu bedeuten haben ;-)

Autor: Jens G. (jensig)
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>Wie meine bekommt man solche Widerstandswerte überhaupt.

notfalls einen als Poti ausführen, den Rest in "normale" R-Werte 
umrechnen um den gleichen Faktor:

R1=21k -> 27k
R2=14k -> 18k
R3=6 k -> 7,714k, also 7,5kfest+470Poti als Beispiel

Es kommt ja nur aufs Verhältnis an.
Die genannten Werte bekommst Du überall her.

Autor: yalu (Gast)
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In E24 werden die Verhältnisse mit

  R1=15kΩ  R2=10kΩ  R3=4,3kΩ

auf etwa 0,3% genau eingehalten, was genauer als die üblichen Toleranzen
der Widerstände ist.

Wenn du nur E12-Widerstände hast, geht zur Not

  R1=33kΩ  R2=22kΩ  R3=10kΩ

mit 5,7% Fehler, was aber schon ziemlich ungenau ist.

Du kannst auch die Version von Jens nehmen und den 7,714kΩ-Widerstand
durch die Parallelschaltung von 8,2kΩ und 120kΩ auf 0,5% annähern, also

  R1=27kΩ  R2=18kΩ  R3=8,2kΩ||120kΩ

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>>>> vom meinem Atmega die 0 bis 5V in -+10V
>> Eben "von ... bis", also analog. ;-)
> +-10V ist aber eher digital angegeben worden ;-)
Naja, es sein denn, man liest mal die Überschrift  :-o

Autor: Jens G. (jensig)
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stimmt - Überschrift kann man auch mal lesen - danke für die Erhellung 
;-)
Ich bin es gewöhnt, Problembeschreibungen zu lesen, anstatt meist 
nichtssagender Überschriften (was oftmals aber auch auf die Beschreibung 
selbst zutrifft).

achja - nochmal zu meiner Variante:

R3=6 k -> 7,714k kann man auch mit 6,8k+0,91k bis auf 4Ohm annähern 
(~0,05% Gesamtabweichung unter Nichtberücksichtigung aller Umstände ;-)

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo zusammen

Danke nochmals das hat fast geklappt als ich es in Multisim getestet 
habe,
da gib es aber ein kleines Problem, bei Ue 2,5V gib Ua einen seltsamen 
Wert raus, so etwa 754, ich was nicht warum. Also bei 0V kommen glatte 
-10V und bei 5V glatte 10V raus. Woran kann das liegen.

Danke

Autor: yalu (Gast)
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> da gib es aber ein kleines Problem, bei Ue 2,5V gib Ua einen seltsamen
> Wert raus, so etwa 754, ich was nicht warum.

Was ist 754? Die Spannung in V? Oder in mV?

Was passiert bei Ue=2,4V und Ue=2,6V? Stimmen dort die Werte? Poste doch
mal das Ua(Ue)-Diagramm.

Welchen Operationsverstärker hast du verwendet?

Autor: Bastler (Gast)
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Hi

die Werte bei 2,4V und 2,6 waren richtig, deswegen weiß ich nich ob die 
Angabe in V ist. Leider kann ich das Ua(Ue)-Diagramm, erst heute Abend 
posten, habe es auf dem Heimrechner.

Danke

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ich hab's im qucs simuliert, da funktioniert es problemlos.
Allerdings habe ich nur einen idealen OPV genommen, kein reales
Modell.

Habe die Simulation nochmal mit einem TL081-Modell und einem vom
LMV7219 durchgezogen, funktioniert auch klaglos.

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo zusammen

@yalu

Mich würde interessieren wie du die Widerstände dimensioniert hast. 
Welche Formel hast du da benutzt.

Danke

Autor: yalu (Gast)
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Im ausgeregelten Zustand ist die Spannung am invertierenden Eingang
(fast) gleich der am nichtinvertierenden, also Ue. Die Knotenregel auf
den invertierenden Eingang angewandt ergibt:

aufgelöst nach Ua:

Im Beispiel ist Ub=15V, das Ausgangssignal soll um den Faktor 4
verstärkt und um 10V ins Negative verschoben werden. Also muss der
rechte Summand des obigen Ausdrucks -10V ergeben, womit bei Ub=15V
R2/R1=2/3 ist. Der Faktor vor dem Ue muss 4 ergeben. Setzt man R2/R1=2/3
ein ergibt sich R2/R3=7/3. Fertig :)

Autor: yalu (Gast)
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Ich schrieb:
> das Ausgangssignal soll um den Faktor 4 verstärkt und um 10V ins
> Negative verschoben werden.

Quatsch. Natürlich wird nicht das Ausgangssignal verstärkt, sondern das
Eingangssignal, und die Verschiebung bezieht sich auf das verstärkte
Signal.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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yalu schrieb:

> aufgelöst nach Ua:

Jau, da war ich auch drauf gekommen. ;-)

Autor: Bastler (Gast)
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hi

@yalu

Danke das nenne ich einfach super Service, viele viele Dank, super 
erklärt.

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