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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungslupe mit OP (Berechnung?)


Autor: Dennis B. (Firma: Home) (deboman)
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Hi Leute!

Stehe ein wenig auf dem Schlauch. Ich würde gerne eine Spannung von 
0-40V DC messen. Geht natürlich mit einem Spannungsteiler und ggf. 
Impedanzwandler für den ADC 0-5V 
(Beitrag "Re: OP-Verstärker, als Spannungsteiler"). Jedoch ist nicht 
der komplette Bereich von Interesse sondern nur 20-40V. Zufällig bin ich 
auf dem Begriff "Spannungslupe" gestoßen. Nur weiß ich überhaupt nicht 
wie ich einen solchen mit OPs berechne. Google hilft dabei auch nicht 
wirklich weiter. Hier im Forum gibt es einen Betrag bezüglich einer 
Spannungslupe nur da wird die Berechnung auch nicht wirklich explizit 
beschrieben (Beitrag "Re: brauche OpAmp-Spannungslupe 10-16V auf 0-5V für ADC").

Vielleicht könnt ihr mir irgendeine Referenz mitteilen.
Danke

Gruß

: Verschoben durch Moderator
Autor: OPV (Gast)
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Mach eine Differenzschaltung, und zieh vom Messsignal konstante 20 V ab.
Dein resultierendes Signal geht von 0 bis 20 V.

Halte dich nicht zu sehr am Begriff der "Spannungslupe" fest, sonder 
überlege dir, was du mit deinem signal machen willst.

Autor: Dennis B. (Firma: Home) (deboman)
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Danke für die Antwort.
Das hätte ich vielleicht auch noch hinzuschreiben sollen. Eine 
Differenzschaltung/Differenzverstärkerschaltung/Subtrahiererschaltung... 
habe ich auch in Betracht gezogen. Jedoch muss ich dafür wie du schon 
sagtest 20V irgendwo herbekommen, damit ich nur noch den oberen 
Spannungsbereich für meinen ADC bereitstellen muss. Ist vielleicht etwas 
umständlich.

Autor: Frederik Krämer (n0ll4k)
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Du könntest auch erst auf 0-10V gehen und da dann 5V abziehen, die hast 
du ja anscheinend zur Verfügung.

Autor: Dennis B. (Firma: Home) (deboman)
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Frederik Krämer schrieb:
> Du könntest auch erst auf 0-10V gehen und da dann 5V abziehen, die hast
> du ja anscheinend zur Verfügung.

Das ist natürlich auch eine Möglichkeit. Werde ich in der Hinterhand 
behalten.

Mich interessiert jedoch immer noch die Berechnung der Spannungslupe, da 
in dem Artikel (http://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/1456424) 
auch 5V genutzt wurden. Wäre nett, wenn ich ein Feedback dazu bekommen 
könnte.

Gruß

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Dennis B. schrieb:
> Hier im Forum gibt es einen Betrag bezüglich einer Spannungslupe nur
> da wird die Berechnung auch nicht wirklich explizit beschrieben
> (Beitrag "Re: brauche OpAmp-Spannungslupe 10-16V auf 0-5V für ADC").

Die dort gepostete Schaltung kannst du leicht berechnen, indem du für
den invertierenden Eingang des Opamp die Knotenpunktgleichung aufstellst
und nach der Ausgangsspannung auflöst. Heraus kommt

UE ist die Eingangsspannung, UA die Ausgangsspannung und UP die Spannung
am nichtinvertierenden Eingang (5V).

Für UE=20V und UE=40V soll UA=5V bzw. UA=0V sein. Eingesetzt in die
obige Gleichung ergibt sich ein System aus zwei neuen Gleichungen, das
nach R2 und R3 aufgelöst wird. Ergebnis:

  R2 = R1/4   R3 = R1/3

Mit E24-Widerständen wird dies bspw. erfüllt durch

  R1 = 30kΩ   R2 = 7,5kΩ    R3 = 10kΩ

Edit:
Es geht auch ohne das Gleichungssystem: Die Verstärkung (also der Faktor
vor dem UE muss -1/4 sein, da eine Eingangsspannungsdifferenz von
20V-40V=-20V in eine Ausgangsspannungsdifferenz von 5V-0V=5V umgesetzt
werden soll. Also ist R2/R1=1/4. R3 wird nun so bestimmt, dass für
UE=40V die Ausgangsspannung UA=0 wird.

Autor: OPV (Gast)
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Dann mach dir halt mal die Mühe, und rechne die OpAmp-Schaltung aus dem 
Thread durch. Die ist nun wirklich nicht zu kompliziert.

Autor: OPV (Gast)
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zu spät :D

Autor: Dennis B. (Gast)
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Vielen Dank!!!

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