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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstärkung kleiner 1 realisieren


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ich will eine Verstärkung kleiner 1 realisieren. Oder anders, ich will 
einen Spannungsbereich 0V-5V auf einen Bereich 0V-3.3V linear 
übertragen. Das entwpricht einer Verstärkung von 0,66. Das einfachste is 
nen Spannungsteiler, jedoch ist auf Grund der ungenauen E-Reihen der 
Fehler zu groß. Die Größenordnung der beiden Widerstände läge bei 
R1=1,9411*R2. Das ist nunmal unmöglich.
Ich hab nur positive Spannung zur Verfügung. Also entfällt auch ein 
invertierender Verstärker. Mit diesem könnte man einen 
Verstärkungsfaktor (Betrag) von kleiner 1 realisieren. Ein 
nichtinvertierender hat immer eine Versrärkung >1.

Jemand eine Idee?

Autor: noips (Gast)
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Poti

Autor: Rene (Gast)
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Spannungsteiler z.Bsp. 1:10 und dann Verstärker...
Ist doch eine Möglichkeit, oder?

Autor: Widerstand (Gast)
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Es gibt auch Reihen + Parallelschaltung mit Widerständen,
damit kann Jeden Wert realiesiren......... :)


viel Spass beim rechnen.

Autor: noips (Gast)
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Dürfte ich wissen wozu du das brauchst?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Die Größenordnung der beiden Widerstände läge bei
> R1=1,9411*R2. Das ist nunmal unmöglich.
Du brauchst keine 4 Nachkommastellen realisieren.
Ein 10-Bit-AD-Wandler kann z.B. nur 3 Zehnerpotenzen abbilden...

Autor: Peter (Gast)
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@Rene
Ja das ist eine Möglichkeit. Danke

@Widerstand
Fällt aus wegen is nich!

@lothar Miller
Der Wert sollte auch nur ausdrücken, dass so krumme Werte nicht möglich 
sind (mit 2 R). Aber du hast trotzdem recht... wenn ich 10Bit hätte.

Autor: Andi ... (xaos)
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einen invertierenden verstärker mit 0.66, danach nochmal einen mit 1 und 
gut...spannungen kannse dir mitn paar dcdc + linearegler erzeugen..

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Peter schrieb:
> Der Wert sollte auch nur ausdrücken, dass so krumme Werte nicht möglich
> sind (mit 2 R).


Doch, der Hinweis mit Paralleschalten (aus der E24 Reihe) kam ja. Und 
ist auch der richtige (wenn man nicht E96 oder E192 griffbreit hat).

Ist erstaunlich wie weit man da mit E24 kommt, selbst wenn man nicht 
mehr als 2 bis 3 Widerstände in der Parallelschaltung hat.

Tabellen gab's z.B. in der Funkschau (von anno Dunst) für E24, müßte 
aber inzwischen auch im web downloadbar sein.

Autor: Peter (Gast)
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@Andi
Schon klar. Wenn ich andere Spannungen zur Verfügung hätte, wäre das 
Problem beseiigt. Ich zielte mit meiner Frage auf eine einfache Lösung. 
Spannungspumpen zählen vorerst nicht dazu.

Autor: Steffen Warzecha (derwarze)
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5V - 3,3V wären zB. 4,7K und 2,4k - ergibt genau 5V - 3,309856V
4,7 und 510k paralell und 2,4 sind dann 5V - 3,299561V
oder 4,7k  und 2,4k mit 22Ohm in Reihe ergeben 5V - 3,299635V
der Aufwand ist also recht gering.
(für Beckmesser, der Spannungsteiler ist als unbelastet angenommen da ja 
der nachfolgene Eingang sicher hochohmig ist)
Wenn es wirklich aufs mV genau eingestellt werden soll gibt es die alte 
Methode R-Trimmpoti-R.

Autor: yalu (Gast)
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Ein Spannungsteiler aus  4,7k und 9,1k (E24) sollte für die meisten
Fälle genügen, der Fehler liegt unterhalb von 0,09%! Da muss erst einmal
der Rest der Schaltung so genau sein. Wenn der Ausgang niederohmig sein
soll, kommt eben noch ein Opmp als Spannungsfolger hintendran.

Autor: noips (Gast)
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Das geht gut mit 3 Widerständen aus E24-Reihe.


Festgelegt    R1 = 10k
Erforderlich  R2 = R1*1,94 = 19k4


Zur Berechnung der Parallelschaltung zweier Widerstände aus E24-Reihe 
mit Gesamtwiderstand 19k4 gehst du auf diese Seite:

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-parallel.htm

R2 = 33k || 47k = 19,3875k   Abweichung in Prozent -0,08%

Autor: A. K. (prx)
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Natürlich kann man einen invertierenden Verstärker dran hängen, aber der 
arbeitet genauso mit einer Art Spannungsteiler, nur sitzt der woanders. 
Wenn man also nicht in der Lage ist, einen Spannungsteiler entsprechen 
zu dimensionieren, dann nützt der Verstärker auch nichts.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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eine Reihenschaltung aus 3x 10k hilft dir nicht weiter? Willst du 2/3 
als Verstärkungsfaktor, oder 0,66?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Kevin K. schrieb:
> eine Reihenschaltung aus 3x 10k hilft dir nicht weiter? Willst du 2/3
> als Verstärkungsfaktor, oder 0,66?

Nein, er will/soll/könnte abschwächen auf 0.66 und dann Buffer (G=1).

Aber Dein Vorschlag ist vollkommen korrekt.
Und 3 Widerstände sind nun wirklich wenig Aufwand.

Und sollte der TE auch das nicht wollen,  10K und 20K sind in E24 
kaufbar.
Wäre die gleiche Lösung, nur mit 2 Widerstäanden.

Nice job done, Kevin!

Autor: Peter (Gast)
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Ja ich habs nun gerafft. Mir war die Lösung mit den vielen Widerständen 
anfangs nur so "unbequem". Deshalb brauch mir nicht jeder 2te User 
vorrechnen wie man Widerstände berechnet. Wann wie wo und vor allem 
warum was hochohmig belastet wird steht ebenso nicht zur Debatte.

Danke allen Beteiligten. Thema für mich durch.

Autor: Peter (Gast)
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@ A.K.
Wenn man ebenso keine Ahnung hat was ein invertierender OPV ausgibt und 
welche Spannungen dafür nötig sind, ist ein Verstärker ebenso nutzlos. 
Wie gesagt ist ein anderer Lösungsweg die der Spannungspumpe. Dann hätte 
ich es sowieso mit dem invert. OPV gemacht.

Autor: A. K. (prx)
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Peter schrieb:

> Wenn man ebenso keine Ahnung hat was ein invertierender OPV ausgibt und
> welche Spannungen dafür nötig sind, ist ein Verstärker ebenso nutzlos.

Wenn du mich damit meinst: Jeder Verstärker hat ein kleines Problem, am 
Ausgang ganz bis auf exakt 0V runter zu kommen, wenn er keine negative 
Versorgung hat - auch R2R Typen. Und was den invertierenden Verstärker 
angeht: Was der unter "Null" versteht ist Verhandlungssache.

Autor: Peter (Gast)
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Jahaa. Mit den Problemen bzw. den Aussteuerbereichen habe ich mich in 
der letzten Zeit ausgiebig auseinander gesetzt. GENAU aus diesem Grund 
bietet sich eben an -Vcc und +Vcc zu schaffen um saubere Aussteuerung zu 
erhalten und weg von den Betriebsspannungen zu bleiben. Nur hat das 
alles Vor- und Nachteile. Wenn alles so einfach wäre, gäb es keine 
Ing´s. Dann würde auch n Hauptschulabschluss reichen um Hardware zu 
entwickeln.
Ihr wisst nicht womit ich mich seit längerem beschäftige und was für 
Möglichkeiten ich schon überlegt und verworfen habe. Aus diesem Grund 
bitte ich euch eventuelle Spekulationen und Erklärungen über 
Sachverhalte anderer Schaltungsteile zu unterlassen und zu versuchen 
meine Frage zu klären. Dies hab ihr nun getan.

Autor: ich (Gast)
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Junge, Junge. Wenn du so ein toller Ing bist, warum brauchst du dann 
Hilfe? Ein bischen den Ball flach halten.

Autor: yalu (Gast)
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Peter schrieb:
> Ja ich habs nun gerafft. Mir war die Lösung mit den vielen Widerständen
> anfangs nur so "unbequem". Deshalb brauch mir nicht jeder 2te User
> vorrechnen wie man Widerstände berechnet.

Sind denn 2 Widerstände schon "viele"? Du hast den Spannungsteiler ja
selbst ins Spiel gebracht. Ich habe dich so verstanden, dass dich daran
nur die mit den gängigen E-Reihen (das sind für mich E12 und E24)
erreichbare Genauigkeit stört. Wenn aber 0,088% zu viel sind, dann wirst
du in die Gesamtschaltung (die ja sicher nicht nur aus dem
Spannungsumsetzer besteht) soviel Aufwand hineinstecken, dass selbst ein
zusätzlicher Präzisionswiderstand weder platz- noch kostenmäßig ins
Gewicht fallen wird.

Ganz abgesehen hast du in deinem Eingangspost vergessen, die gewüschte
Genauiggkeit anzugeben. Wenn du deine Anforderungen etwas genauer
beschrieben hättest, wären sicher nicht so viele aus deiner Sicht
nutzlose Antworten gekommen.

Autor: Gast XIV (Gast)
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>Ein Spannungsteiler aus  4,7k und 9,1k (E24) sollte für die meisten
>Fälle genügen, der Fehler liegt unterhalb von 0,09%! ...

Sagt mal, ich bin sicher nicht der beste Mathematiker den meine 
Grundschule je gesehen hat. Wenn ich aber mehrere 1% Widerstände 
parallel schalte beträgt der rechnerische Fehler auf den Nennwiderstand 
zwar 0,09%  aber ich habe doch immer noch ein Toleranzfeld von ca. 1%. 
Oder?

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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du weichst um +-1% von dem Wert ab, der um 0,9% vom Sollwert abweicht. 
=> Wenn du Glück hast, triffst du den Sollwert wieder. Evtl. weichst du 
aber auch um 1,9% davon ab. Wenn es um Genauigkeit geht, klemmst du halt 
noch einen relativ niedrigohmigen Spindeltrimmer zwischen die 
Widerstände am Abgriff.

Autor: yalu (Gast)
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Gast XIV schrieb:
>>Ein Spannungsteiler aus  4,7k und 9,1k (E24) sollte für die meisten
>>Fälle genügen, der Fehler liegt unterhalb von 0,09%! ...
>
> Sagt mal, ich bin sicher nicht der beste Mathematiker den meine
> Grundschule je gesehen hat. Wenn ich aber mehrere 1% Widerstände
> parallel schalte beträgt der rechnerische Fehler auf den Nennwiderstand
> zwar 0,09%  aber ich habe doch immer noch ein Toleranzfeld von ca. 1%.
> Oder?

Vollkommen richtig. Ich wollte damit nur zeigen, dass man trotz der
relativ groben Granularität der E24-Reihe (ca. 10% Unterschied zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Werten) den gewünschten Spannungsteiler mit
sehr genauem (Nenn-)Teilungsfaktor realisieren kann. Ich hatte Peter so
verstanden, dass er dies nicht für möglich hielt.

Diese Genauigkeit wird beim Einsatz von 1%-Widerständen natürlich bei
Weitem aufgefressen. Nicht umsonst gibt es deswegen auch Widerstände mit
0,1% und 0,01%.

Autor: Gast XIV (Gast)
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Ok, dann hab ich das richtig verstanden.

Bei der Parallelschaltung von 2 1% Widerständen sind es glaub ich im 
ungünstigen Fall +/- 2% rechnerische Toleranz.

>Diese Genauigkeit wird beim Einsatz von 1%-Widerständen natürlich bei
>Weitem aufgefressen. Nicht umsonst gibt es deswegen auch Widerstände mit
>0,1% und 0,01%.

In der Praxis hab ich das selten gebraucht. Bei 20° sind die 1% 
Metallfilm die ich verwende (Beyschlag o.ä.) meist auf +/- 0,05%  genau 
(Alterung unbekannt).

Autor: Programmsuche (Gast)
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Übrigens, zum Ausrechnen des benötigten Spannungsteilers rechnet man ja 
nicht viele Kombinationen solange durch, bis man das gesuchte gefunden 
hat. Ihr wervendet wohl Tabellen oder komfortable kleine Programme 
dafür. Könntet ihr vielleicht ein paar von solchen Programmen empfehlen. 
Habe zwar im Internet schon einige Online-Rechner gefunden, aber hätte 
gerne ein Programm lokal auf dem PC. Wäre euch sehr dankbar!!!

Autor: Michael (Gast)
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Excel mit passender Formel hilft hier u.a. immer sehr gut weiter ;)

Autor: Programmsuche (Gast)
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>Excel mit passender Formel hilft hier u.a. immer sehr gut weiter ;)

Hmm.. Um das mit Excel rechnen zu können, braucht man da etwas mehr als 
nur eine passende Formel, oder? Ich habe versucht, mir die Tabellen in 
Excel zu machen und habe gemerkt, dass ich zumindest das nicht so auf 
die schnelle hinkriege und mich lieber nach was fertigem umschauen soll.

Z.B. das hier:

file:///C:/Dokumente%20und%20Einstellungen/gustschin.witali/Desktop/span 
nungsteiler.html

da brauchst du etwas mehr als nur ein paar Excel-Formeln um so etwas zu 
realisieren

Autor: Programmsuche (Gast)
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Entschuldigung, der Link war falsch. Hier der Richtige:

http://www.gjlay.de/helferlein/spannungsteiler.html

Autor: Michael (Gast)
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>da brauchst du etwas mehr als nur ein paar Excel-Formeln um so etwas zu
>realisieren

Nicht wirklich. Das geht auch in Excel. Natürlich gehts nicht wenn man 
nur Excel-Formeln nimmt die nur a+b=c rechnen können. Aber zum Glück 
gibt es ja noch die Möglichkeit auch in Excel Schleifen zu bauen.

Autor: Programmsuche (Gast)
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Aha..  Ich habe in Excel zwar schon wesentlich mehr gemacht, als nur 
a+b=c, aber von Schleifen in Excel habe ich nichts gewusst. Hättest du 
vielleicht einen Link auf die Seite, wo das beschrieben wird?

Autor: Programmsuche (Gast)
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Du meinst aber nicht Programmierung in Basic. Ich kann leider kein 
Basic.

Autor: Michael (Gast)
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>Du meinst aber nicht Programmierung in Basic. Ich kann leider kein
>Basic.

Öhm, doch, genau das mein ich ;). VBA ist ja genau dafür. Ist im Prinzip 
nicht wirklich schwer. Das ist ja das Tolle an Basic, dass es sehr 
leicht zu erlernen ist.

Autor: pedder (Gast)
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nebenbei gesagt könnte man eigentlich auch mit nem µController regeln, 
z.B. AVR...
AD- und dann DA-Wandlung nach Umrechnung...

Autor: who cares (Gast)
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@pedder

mann kanns auch sein lassen

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