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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV Schaltung


Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Hallo,

ich habe eine OPV Schaltung, die ich absolut nicht verstehe.
Ich habe versucht diese Schaltung zu berechnen, aber die Werte die ich 
gemessen habe, sind absolut nicht die Werte die ich berechnet habe.
Ich habe die Schaltung mal angehängt.

Der nachgeschaltete OPV, arbeitet der als invertierender Verstärker, 
oder als Differenzverstärker?

Ich habe mal beides berechnet, aber die Ergebnisse sind absolut falsch.

Die Spannung am (+) Eingang stelle ich über das Poti ein, die Spannung 
am (-)Eingang hängt von den LDRs und der Beleuchtung ab.
Die VErstärkung kann ich über die beiden Widerstände am OPV einstellen.
Aber die Spannung die herauskommt, habe och bis jetzt noch nicht mit den 
Eingangswerten berechnet bekommen.


Es wäre echt super wenn mir hier einer helfen könnte.

Bin total am verzweifeln.

Autor: Otto J. (Gast)
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Sieht nach einem Differenzverstärker aus.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Das habe ich mir auch gedacht, aber wenn ich die Formel benutze, dann 
kommen da ganz komische Werte raus.
Ich habe als Widerstand nur das 5k-Poti genommen, nicht die anderen 1k 
Widerstände.
Ich habe einmal vom Mittelabgriff gegen Masse den Widerstand und einmal 
in die andere Richtugn gemessen, diese Werte eingesetzt und die 
Ausgangsspannung berechnet, aber das kommt nicht hin.
Mit der Formel bekomme ich eine negative Ausgangsspannung, die ich aber 
laut Messgerät nicht habe, und auch der Wert ist absolut falsch.

Autor: OVP (Gast)
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Jo, Differenzverstärker mit Messbrücke davor.

Autor: yalu (Gast)
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Die linke Hälfte ist eine Wheatstone-Brücke, mit der wohl der Hellig-
keitsunterschied an den beiden LDRs bestimmt werden soll. Das Poti dient
zum Abgleich des Nullpunkts. Bei der Berechnung musst du berücksichti-
gen, dass die OpAmp-Schaltung den Spannungsteiler aus R3, R8 und R5
belastet.

Autor: Michael (Gast)
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Sieht nach einem invertierenden Verstärker aus. Im Prinzip ist eine 
Brückenschaltung, deren Brückenspannung mit dem Poti abgeglichen 
wird/werden kann.

Die Verstärkung des OPs dürfte hier

sein, die vom invertierenden Verstärker halt.

Wo genau haperts es denn?

Autor: OVP (Gast)
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Beim Inv.-Verstärker liegt + an Masse.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Also ist es jetzt ein Differenzverstärker mit Messbrücke?
Wie genau gleiche ich mit dem Poti die Schaltung ab?
Gleiche ich die Schaltung ab, wenn die LDRs beide gleich beschienen 
sind?
Ich habe bis jetzt immer die halbe Betriebsspannugn an dem Poti 
eingestellt, also 2,5V, denn das fällt ja auch bei den beiden LDRs ab, 
wenn beide gleich beschienen werden, oder?

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


die Schaltung verstärkt die Differenz der Eingangsspannung. Probleme für 
die Berechnung: Verstärkung abhängig von Potistellung, Widerstände der 
LDRs nicht bekannt, Potential am -Eingang abhängig von Potistellung.

Autor: OVP (Gast)
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Wenn die LDRs "Normalzustand" haben, drehst du das Poti so, dass am 
Ausgang 0V ist. Jede Abweichung vom Normalzustand wird dann am Ausgang 
verstärkt dargestellt.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Hallo OPV(Gast),

also wenn die LDR´s beide gleich beschienen werden, drehe ich das Poti 
so, dass am (+)Eingang des OPV´s 0V anliegen?


LG

Autor: Michael (Gast)
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>Verstärkung abhängig von Potistellung

Aber nur wenn man das Poti als Teil des Eingangswiderstandes der 
OP-Schaltung sieht. Das Poti dient aber nur dem Nullabgleich für die 
Brücke, man muss es also zur Brücke zählen ;)

>Also ist es jetzt ein Differenzverstärker...

Im Prinzip ist jeder OP ein Differnzverstärker, er verstärkt die 
Differenzspannung an seinem Eingang. ;)

Autor: Michael (Gast)
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>also wenn die LDR´s beide gleich beschienen werden, drehe ich das Poti
>so, dass am (+)Eingang des OPV´s 0V anliegen?

So ist es vermutlich da genau das das ist was man will.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Ich habe nach dem OPV einen Mikrocontroller angeschlossen.
Und das Poti hatte ich die ganze Zeit auf 2,5V.
Wenn ich jetzt 2,4V am AD Eingang hatte, dann wusste ich, dass z.B. der 
linke nicht ganz beschienen wird, und bei 2,6V war es genau andersrum.
Wenn ich jetzt das Poti auf 0V stelle, habe ich es dann auch noch so?

LG & vielen Dank für die vielen Antworten, echt Klasse hier.

Autor: OVP (Gast)
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Nö, wenn beide so beschienen werden, wie es "normal" sein soll.
Dann Poti so drehen, dass am Schaltungsausgang 0V ist. ("abstimmen")
Die Schaltung soll dir ja nur die Differenz vom "Normalzustand" 
anzeigen.
Der "Normalzustand" kann auch unterschiedliche Werte für die LDRs haben.
Z.B. der obere Widerstand könnte im Optimalfall (ja nach Anwendung) x 
Ohm haben und der Untere y Ohm.
(Ich kenne den Sinn der Dinger ja nicht)

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Es geht um einen nachführung.

Autor: OVP (Gast)
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Hans Peter schrieb:
> Ich habe nach dem OPV einen Mikrocontroller angeschlossen.

Bei der Abstimmung auf 0V würde die Schaltung bei Abweichung in die eine 
Richtung +V ausgeben und für die andere Richtung -V. Das ist beim ADC 
natürlich doof, der kennt nur +V.

 Würdest du am Ausgang noch einen Invertierer folgen lassen, könntest du 
zwei ADCs beschalten und hättest z.B. auf ADC1 die genaue Abweichung in 
die eine Richtung und auf ADC2 den Wert für die andere Richtung.

Bei einem ADC ist dein Offset von 2,5V aber doch ganz praktikabel.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Halo,

ich habe es gerade mal versucht.
ch bekomme die Spannung ncht genau auf 0V runter.
Ich habe im besten Fall 0,6V noch am (+)Eingang anliegen.
Ja, das mit dem negativen habe ich gemeint.
Wenn ich doch am Poti 2,5V einstelle, dann sollte es doch auch klappen, 
oder spricht ws dagegen?

Autor: OVP (Gast)
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Nö, mach es so.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Ich habe jetzt mal am (+) Eingang 2,5V eingestellt. Am (-) EIngang habe 
ich aber fast immer den gleichen Wert 2,498 V habe ich bei 2,5V am (+) 
Eingang.
Wenn ich jetzt einen LDR zuhalte, dann habe ich z.B. am (-)Eingang 1,8V 
und  am (+)Eingang 2,7V.
Am Ausgang habe ich aber dann 3,636V.

Und das verstehe ich halt nicht.

Autor: Michael (Gast)
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Also

1. +Eingang liegt zwischen den beiden LDRs, wie stellste da 2.5V ein?

2. Ich nehme an, du hast die Spannungen vom +Eingang bzw. -Eingang gegen 
Masse gemessen. Damit hast du eine Differnzspannung von - nach + von 
-0.9V. Der OP scheint hier am Ausgang bereits weit an der Grenze zu 
sein. Wie ist seine Betriebspannung?

3. Die 0.002V könnten die Offsetspannung des OPs sein, die du misst

4. Besser wäre am Schleifer des Potis zu messen

5. fällt mir grad net ein, ich bin schon zulange wach heute ^^

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Sorry,

habe gerade noch mal das Bild gesehen, habe den + und - Eingang 
verwechselt.
Der Mittelabgriff von den LDRs geht an den (-) Eingang und der Poti 
Schleifer geht an den (+)Eingang.
Habe das eben erst gesehen, sorry. Die Schaltung habe ich aber richtig 
aufgebaut.
Vielleicht wird ja jetzt einiges klar.

Ich messe immer vor dem OPV Eingang gegen Masse, bei beiden Eingängen.

Ich habe 5V angelegt.

Autor: Glasauge (Gast)
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Mach mal den R1 weg.
Dann bleibt auch der Nullpunkt im rechten Brückenzweig stabil.

Autor: Michael (Gast)
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Dann bliebe noch das "Problem", dass mit deiner Testmethode der OP in 
die Begrenzung fährt. Bei einem Ub von 5 Volt hast du schon sehr viel 
Glück wenn der LM324 auf 3.6V hoch kommt am Ausgang. Normalerweise 
schafft der nur von 0V...Ub-1.5V am Ausgang.

Autor: Michael (Gast)
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PS: Ach und ignorier Glausauges Post wegen dem R1. Der dient der 
Strombegrenzung, wahrscheinlich damit die LDRs nicht bei zu viel Licht 
selber was produzieren.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Hans Peter schrieb:
> Hallo OPV(Gast),
>
> also wenn die LDR´s beide gleich beschienen werden, drehe ich das Poti
> so, dass am (+)Eingang des OPV´s 0V anliegen?
>


+2,5V sind der richtige Wert, nicht 0V.  Der LM324 wird doch wohl auch 
aus 5V single supply gespeist, gell?!

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Das LM324 ist nicht gerade das beste OPV IC für diesen Test.
Ich habe bei dem Test die LDRs auf einer Platine und beleuchte sie mit 
einer Lampe, dann verdrehe ich den Versuchsaufbau um einen gewissen 
Winkel und dann schaue ich wie sich der digitale (analoge) Wert ändert.
Es geht um sehr kleine Winkeländerungen, und in dem BEreich, steuert der 
OPV nicht komplett durch.
Ganz auf Null kann er aber ch nicht regeln.
Ich komme je nach eingestellter Verstärkung auf 0,6V - 3,6V (3,7V).
Wie gesagt, das reicht komplett. Aber ich weis nicht, wie ich die 
Schaltung berechnen kann. Wenn ich mir die Werte von oben anschaue 
(19.01.2010 19:54)
und gerne die Ausgangsspannung berechnen würde, und das mit den Formeln 
nicht klappt, oder da nicht die gemessenen Werte rauskommen.


LG

Autor: Botas (Gast)
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Mit R1 beeinflussen sich die beiden Seiten gegenseitig. Würde R1 drin 
lassen (Strombegrenzung), aber R3 direkt an +5V anschließen.

Autor: Michael (Gast)
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Der LM324 kann am Ausgang auch nicht auf hohe Werte kommen. Ich nehm nur 
mal die Schaltung aus dem Eingangspost.

R4: 120 Ohm
R2: 1 kOhm

Das macht eine Verstärkung von ca. 8.3, das wiederum bedeutet, unter der 
Berücksichtigung, dass der LM324 nur auf Ub-1.5 Volt am Ausgang kommen 
kann, dass du eine maximale Brückenspannung (vom + Eingang des OPs zum 
Schleifer des Potis)  von ca. 0.42V ((Ub-1.5V)/8.3) haben darfst, ist es 
mehr landest du in der Begrenzung des OPs.

Autor: Michael (Gast)
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PS: Achja, Ub soll natürlich, wie Hans schrieb, 5V in meinem Bleistift 
sein ;)

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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HAllo,

also darf ich am Schleifer vom Poti nur 0,42V haben?
Aber ich kann die Spannung am Schleifer nur auf max. 0,6V runterdrehen.

Autor: Michael (Gast)
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Ich rede von der Spannung vom + Eingang zum Schleifer, nicht vom 
Schleifer zur Masse.

Autor: Michael (Gast)
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Hab mal in der Schaltung rumgeschmiert:

Die Ausgangsspannung ist:

U_Brücke darf nur von (ca.) 0V bis -0.42V gehen ohne den LM324 in die 
Begrenzung zu hauen.

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Hallo,

achso, die habe ich noch nicht gemessen.
Wie gesagt für die Änderungen auf die es mir ankommt, reicht der LM324. 
Den kann man ja notfalls schnell wechseln.
Meine digitalen Werte bewegen sich in einem Rahemn von 160 - 800.
Mir ist der Bereich um 2,5V (also ca. 510) wichtig.

Dafür reicht die Dimensionierung der Verstärkung. Ich habe sogar einen 
150 Ohm Widerstand anstatt 120Ohm, also eine Verstärkung von ca. 6,...

Mir geht es nur um die Erklärung und die Berechnung der Schaltung.

Autor: Glasauge (Gast)
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Vielleicht versteht er es, wenn du "Brückenspannung" dazu sagst.

Autor: Michael (Gast)
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Gugg mal Hans, dass deine Berechnungen nicht zu den Messungen passen 
liegt mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit a.) daran, dass du 
die falschen Spannungen zur Berechnung verwendet hast und b.) du auch 
noch mit deinen Tests den OP in den Anschlag getrieben hast.

Da ich jetzt keine Lust habe groß rumzuerklären bis dein 
Missverständniss ausgeräumt ist, schaue dir meinen letzten Post mit 
Schaltung an. Miss die entsprechenden Spannungen (hast du teilweise 
sogar schon) und setze sie in die Gleichungen ein. Wenn du nun bei der 
Berechnung der Ausgangsspannung eine Spannung von mehr als 3.5V erhälst 
weißt du, dass der OP in die Begrenzung fahren würde und somit der 
Helligkeitsunterschied der LDRs zu groß ist.

Autor: Michael (Gast)
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>Vielleicht versteht er es, wenn du "Brückenspannung" dazu sagst.

Ehrlich gesagt bezweifle ich das grade...:(

Autor: Hans Peter (gableguy2000)
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Alles klar, werde es mal testen und mich geg. noch mal melden.


Aber euch ale Vielen Dank.

@Michael: Dir ganz besonderen Dank, war echt Klasse von dir.

Autor: Tiesto (Gast)
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...in einem uralten Elektronikbuch gab´s mal solch eine Schaltung. Einer 
der beiden LDR´s ist hinter einer Farbscheibe, der Andere blickt in die 
selbe Richtung, nur ohne Scheibe. Das Ganze diente zur elektronischen 
Farberkennung, da der Spannungsteiler praktisch nur dann halbwegs 
ausgeglichen ist, wenn das einfallende Licht bereits ziemlich exakt der 
Farbe der Filterscheibe entspricht...war damals aber komplett diskret 
aufgebaut.
Kann natürlich auch ein einfacher Helligkeitsvergleicher sein.

Bei nur 5V Betriebsspannung wird der alte 324er wohl kaum Spannungshub 
am Ausgang zeigen...bei fast 10facher Verstärkung wird sich wohl nur ein 
sehr kleiner Arbeitsbereich ergeben...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tiesto schrieb:
> ...in einem uralten Elektronikbuch gab´s mal solch eine Schaltung. ..


elektor-Titel: "Zukunftssicherer Grünsucher"

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