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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP-Schaltung, Spannungsbereich eines Signals ändern


Autor: Benjamin A. (bigger83)
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Hallo.

Erstmal möchte ich euch sagen, dass ich diese Seite klasse finde.
Sie ist sehr gut aufgebaut und hat mir schon oft weitergeholfen.
Weiter so.

Nun zu meinem Anliegen.

Ich schreibe gerade meine Bachelorarbeit und habe mit einer OP-Schaltung
so meine Schwierigkeiten.
Ich soll mit den A/D-Wandlern eines Mikrokontrollers ein AM-Moduliertes
Signal messen.
Das AM-Signal hat eine Trägerfrequenz von 10kHz mit einer
Peak-to-Peak-Spannung von 4V. Das aufmodulierte Signal liegt im Bereich
von 0 - 500Hz.
Da der A/D-Wandler nur von 0- 3,3V messen kann, soll das Signal auf
diesen Wertebereich beschränkt werden.

Die Hardware dafür besteht bereits(Bild 1). Der Ausgang sieht allerdings
so aus wie im Bild 2(oberes Signal ist der Eingang, unteres der 
Ausgang).
Nun versuche ich die Schaltung zu verstehe, um Lösungsansätze
aufzuzeigen.


Ich schildere euch erstmal, was ich meine verstanden zu haben:

Das Signal wird über den Spannungsteiler (R22 und R59) auf 2V
Peak-to-Peak geteilt. Anschließend verstärkt der OP das Signal und
filtert Gleichspannunganteile raus (da die Masse des OP die Masse des
modulierten Signals ist).

Mit R37 und R23 wird der Offset von 1,65 Volt erzeugt, diese
Gleichspannung ist durch C62 von der OP-Schaltung getrennt.

Die Dioden dienen zum Schutz des A/D-Wandlers und C81 ist die
Lastkapazität zur pufferung der Spannung im Messmoment.
(Hab schon herausgefunden, dass C81 um den Faktor 10 zu groß gewählt
ist, der Hersteller von µC gibt eine maximal benötigte Kapazität von
10nF an.)

Ich verstehe nur den Sinn von R19 und R31 nicht.

Hab das ganze mal mit Spice simuliert.
Die Simulation läuft, wenn ich für R22 15kOhm einsetze und für C81 10nF.

Ich hoffe ihr könnt nachvollziehen was ich geschrieben habe.
Hoffe auf Antworten.

Gruß
Bigger83

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

Dein Signal wird durch 2 geteilt und dann mit 2+x Verstärkt. V = 
1*R29/(R32+Quellwiderstand.)

Die Dioden am Ausgang begrenzen dein Signal auf ca. -0,3V und +3,6V. Mit 
deinem Offset von 1,65V durch den Spannungsteiler und einem Signal von 
4Vpp+x kommst du in den Bereich wo die Dioden begrenzen. Wenn du den 
Widerstandsteiler am Eingang änderst mit deinen 15k dann bist du wieder 
in dem Bereich ohne Begrenzung.

Autor: Benjamin A. (bigger83)
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Danke,

> V = 1*R29/(R32+Quellwiderstand)

Meinst du mit Quellwiderstand R19?

Dass die Schaltung mit 15k funktioniert hatte ich ja schon selbst 
herausgefunden.

Ich verstehe nur nicht wofür ich R19 und R31 benötige.


Gruß
Benjamin

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

hatte ich übersehen. R19 geht auch noch in die Verstärkung ein, aber bei 
R29. Dadurch wird die Verstärkung noch etwas größer. Mit Quellwiderstand 
meine ich den Innenwiderstand für das Signal BE2. Ein Generator ( 
Verstärker oder was auch immer ) hat einen Innenwiderstand.

R19 und R31 erhöhen die Stabilität der Schaltung. Such mal nach 
Lead-Kompensation.

Autor: Benjamin A. (bigger83)
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Hallo.

Schonmal Danke für die Antworten.
Ich werde mir mal die Lead-Kompensation anschauen.
Und mich ggf. nochmal melden.

Gruß
Benjamin

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