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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funktion einer OPV-Schaltung


Autor: Hajo Knapp (Gast)
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Hallo,

im beigefügten Schaltplanausschnitt soll zu einer positiven 
Signalspannung (wechselnde Amplituden) eine Referenzspannung von 1,25 V 
addiert werden. Das verstärkte Signal soll anschließend AD-gewandelt 
werden. Dazu habe ich folgende Fragen:

1) Warum kann es notwendig sein das Signal anzuheben?



2) Wie nennt man diese Art der Schaltung eigentlich? Ich sehe da

a) einen Verstärker mit v = 3
b) einen Addierer
c) einen Tiefpass mit Grenzfrequenz 16Hz


3) Warum teilt man die Referenzspannung durch einen Spannungsteiler?

Die Grundlagenartikel zu dem Thema hab ich mir schon durchgelesen, aber 
die Zusammenhänge sind mir nicht so ganz klar. Kann mir jemand auf die 
Sprünge helfen.

Danke
H.


PS: Ich bin nicht zu faul zum suchen und Google kenne ich auch, aber 
meiner Verwirrung hat das nicht abgeholfen. Eher das Gegenteil ist der 
Fall.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> 1) Warum kann es notwendig sein das Signal anzuheben?
Damit auch negative Eingangssignale verarbeitet werden können.

> 2) Wie nennt man diese Art der Schaltung eigentlich?
Signalkonditionierung.

> 3) Warum teilt man die Referenzspannung durch einen Spannungsteiler?
Das ist kein Spannungsteiler, sondern der Punkt zwischen R24 und R25 ist 
der Knotenpunkt des Summierverstärkers IC1D.

EDIT:
> a) einen Verstärker mit v = 3
Wie kommst du darauf?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lothar Miller schrieb:
>
> EDIT:
>> a) einen Verstärker mit v = 3
> Wie kommst du darauf?

weil es ein nicht-invertierender V ist mit 150k zu 300k in der 
Rückkopplung ,-)


Da aber vor dem nicht-invertenden eingang 3 Widerstände sitzen die das 
signal "runterteilen" kompensiert V=3 gerade diese Teilung ...


also round-about V=1  (ra = Signalkonditionierung über alles gemessen)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> nicht-invertierender V
Hmmm, OKOK...
BTW: ist es bei euch auch so dermaßen abartig heiß.... ;-)

> also round-about V=1  (ra = Signalkonditionierung über alles gemessen)
Zum Glück....

Autor: Gerd (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Wie kommst du darauf?

Gleichstrommäßig schon, bei AC kommt natürlich noch der C ins Spiel...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Lothar Miller schrieb:

> BTW: ist es bei euch auch so dermaßen abartig heiß.... ;-)


Nein, ein kühler Wind weht gerade durch die City.
Gestern war es wärmer hier.

Ich bevorzuge S-Bahnen mit Siemens-Klimaanlage, von der DB seit langem 
aus der Wartung genommen.
Da weiß man was einen auf der Fahrt erwartet .-)))

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> bei AC kommt natürlich noch der C ins Spiel...
Nennenswert und in erster Ordnung aber erst ab ca. 40Hz... ;-)

Autor: Hajo Knapp (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> Da aber vor dem nicht-invertenden eingang 3 Widerstände sitzen die das
>
> signal "runterteilen" kompensiert V=3 gerade diese Teilung ...

Also doch Spannungsteiler?


Wie schon erwähnt handelt es sich bei der Signalspannung um positive 
Wechselspannung. Das der AD-Wandler positive Eingangsspannung braucht 
ist klar, aber warum sollte man das Signal um 1,25 V anheben?

Gerd schrieb:
> Gleichstrommäßig schon, bei AC kommt natürlich noch der C ins Spiel...

Der C wirkt sich doch nur bei hohen Frequenzen aus, oder?

Gruß H.

Autor: Gerd (Gast)
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Hajo Knapp schrieb:
> Der C wirkt sich doch nur bei hohen Frequenzen aus, oder?

Kannste dir seinen Blindwiderstand ja ausrechnen und ihn 
frequenzabhängig dem normalen R parallel setzen!

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Hajo Knapp schrieb:
> Der C wirkt sich doch nur bei hohen Frequenzen aus, oder?
Ja, der wirkt einfach nur frequenzabhängig auf die Verstärkung.
Je höher die Frequenz, desto größer die Verstärkung.

Andrew Taylor schrieb:
> Ich bevorzuge S-Bahnen mit Siemens-Klimaanlage, von der DB seit langem
> aus der Wartung genommen.
http://pics.nase-bohren.de/bahncard50grad.jpg
=)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> aber warum sollte man das Signal um 1,25 V anheben?
Das weiß hier natürlich keiner. Dürfen wir Raten?
Evtl. hat der anschliessende AD-Wandler einen Offset...

> Der C wirkt sich doch nur bei hohen Frequenzen aus, oder?
Ich zitiere mich:
>>> Nennenswert und in erster Ordnung aber erst ab ca. 40Hz...  ;-)

EDIT:
> Je höher die Frequenz, desto größer die Verstärkung.
So, echt? Eine Chance sollst du noch haben...

Autor: Gerd (Gast)
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Michael H. schrieb:
> Je höher die Frequenz, desto größer die Verstärkung.

So'n Quatsch!

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Lothar Miller schrieb:
>> Je höher die Frequenz, desto größer die Verstärkung.
> So, echt? Eine Chance sollst du noch haben...
Darf ichs auch aufs Wetter schieben? =)
Ja, ist natürlich genau andersrum. Danke für den Hinweis!

Autor: Hajo Knapp (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Ich zitiere mich:
>
>>>> Nennenswert und in erster Ordnung aber erst ab ca. 40Hz...  ;-)


Kommt davon das ich zu lange brauche um ne Antwort zu tippen :-)




Wenn ich die Schaltung mal ein bisschen umzeichne und den OPV nur von 
seiner Eingangsseite her betrachte (Als Widerstand mit 100M) komme ich 
auf die im Anhang beigefügte Lösung: Zwei parallel geschaltete 
Spannungsquellen mit 2 parallelen Lastwiderständen. Das müsste doch die 
Spannung sein, die am nicht invertierenden Eingang anliegt. Kommt das so 
hin?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Abgesehen davon, dass jetzt in deiner Schaltung jetzt keine 1,25V mehr 
auftauchen, passt das.

Autor: Hajo Knapp (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Abgesehen davon, dass jetzt in deiner Schaltung jetzt keine 1,25V mehr
>
> auftauchen, passt das.

Ja klar. Waren nur Testwerte für die Spannungen.


Jetzt hab ich aber immer noch das Problem nicht zu verstehen was in der 
Schaltung abläuft. Einerseits wird die Spannung am Eingang durch das 
hinzufügen der 1,25 V heruntergeteilt und andererseits aber anschließend 
wieder verstärkt, so dass die Differenz 1,25 V beträgt. Mir schwirrt der 
Kopf :-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Nimm mal zum Überlegen einfach eine Vref von 0V an...

Autor: Hajo Knapp (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Nimm mal zum Überlegen einfach eine Vref von 0V an...



Da hätte ich dann einen belasteten Spannungsteiler mit
R1 = 100k
R2 =  50k
RL = 100M

Und das Widerstandsverhältnis wäre

             R2 * RL
        -----------------------   =  0.333
        R1*R2 + R1*RL + R2*RL

D.h. U2 wäre 1/3* Usig


So weit, so einleuchtend.

Und nu ?    :-)

Autor: Hajo Knapp (Gast)
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