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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP-Amp an A/D Wandler


Autor: mike sotier (Gast)
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Hallo Leute,

könntet ihr mir bitte folgenden Fragen beantworten:

Wie schließt man am besten einen Operationsverstärker an den Eingang
des A/D-Wandlers?

Mit einem Spannungsfolger (so wie in der angehägten Datei), oder sollte
da noch ein Widerstand dazwischen hängen?
Und welche Ausgangs-Impedanz ist da eigentlich am besten?
Kann ich auch einen Differenzverstärker direkt an den Eingang des
A/D-Wandlers hängen?

(Anmerkung:Das ganze soll mit einem ATMEGA128 passieren.)


Vielen Dank schon mal für eure Antworten

     Mike

Autor: Sven Bohner (Gast)
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der spannungswandler ist schon ok...

...kein widerstand!
...impedanz egal -> feld-wald-wiesen OP reicht aus

der OP dient nur, um verfälschungen durch den fan-in (=strom der in
einen als eingang definierten pin hineinfliessen kann) des mega128 zu
verhindern, falls der mega direkt an einem hochohmigen sensor
angeschlossen sein sollte...

da dein bild bereits eine messverstärkerlandschaft ist, kannst du
eigentlich auf den spannungsfolger verzichten...

EIGENTLICH!!! -> die widerstände haben temperaturkoeffizienten, d.h.
abhängig von der temperatur schwankende werte... (nur ganz leicht, wenn
ein strom durchfliesst)... der fan-in reicht da meist aus, um einen
leicht verfälschten wert zu erhalten...

durch den spannungsfolger fliesst nun annähernd kein strom durch diese
mehr
...ergo temperatur-kompensation...

deswegen die geschichte mit spannungsfolger vor dem a/d

hoffe ich konnte helfen

Autor: martinw (Gast)
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Hallo Mike

Was mir nur gerade so aufgefallen ist. Der Operationsverstärker unten
links im Bild, da gehören + und - Eingang vertauscht. Ist zumindest in
meinem Schaltungstechnik Skript so drin ;-)

MfG Martin W

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http://www.sbox.tugraz.at/home/m/martinw

Autor: Sven Bohner (Gast)
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muß ich bestätigen...
hab ich eben nich drauf geachtet

die eingänge sind vertauscht...
(..so misst man mit dem teil jedenfalls nix... ;-) )

das "teil" hat übrigens einen namen...
es heißt: Instrumentenverstärker
...und ist unter diesem namen in nahezu jedem x-beliebigen E-Technik -
Tabellenbuch zu finden...

Autor: martinw (Gast)
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Wusste ichs doch, lerne das ganze ja gerade für die Prüfung in zwei
Wochen ;-)
So kleine Sachen übersieht man ganz gerne...
Frohes schaffen noch...

MfG Martin W

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Autor: Branko (Gast)
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Warum verwendest du nicht interne Differenzialverstärker.
Verstärkung ist einstellbar auf 1,10 oder 200fache,und
eingangipedanz ist 100Mohm typisch.

Autor: mike sotier (Gast)
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@ Martin und Sven:

Merci für eure Auskünfte! Ist mir heute vormittag auch aufgefallen, daß
ich einen Fehler im Design hatte. Hab ich bereits ausgebessert und die
Schaltung funktioniert auch, aber eine Frage hätte ich noch:
Kann man (z.B. mit einer Zenerdiode gegen Masse) den A/D-Wandler des
ATMEGA so schützen daß er bei Überspannung  keinen Schaden bekommt? Ich
will nämlich eigentlich die interne (2,56 Volt) Spannungsreferenz
hernehmen. Oder gibt es sonstige Schutzschaltungen?

@Branko: Stimmt eigentlich. Aber ich hab nicht genug Ports an meinem
Controller um sämtliche Sensoren an einen Differentialverstärker zu
betreiben.

Aber kannst Du mir erklären warum man zwischen Pin2 und Pin2 eine
Differenzmessung durchführen kann? Ich dachte eigentlich zur
Differenzmessung braucht man zwei verschiedene Portpins, aber im
Datenblatt des ATMEGA steht was anderes


Nochmal vielen Dank für die zahlreichen Antworten und Eure Hilfe!!

Mike

Autor: martinw (Gast)
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Hallo Mike

Ja das mit der Zehnerdiode sollte funktionieren, wenn aber hohe
Frequenzen im Spiel sind, dann musst du auch auf die Kapazität der
Diode achten, dürfte aber bei dir kaum der Fall sein. Würde aber auch
gegen zu tiefe Spannungen den Eingang schützen. Weiß ja nicht ob du die
OPs mit geteilter Spannung fährst oder nur mit Masse und Plus. Eventuell
an den Eingängen der OPs auch. Kommt drauf an was da drangehängt werden
soll...

MfG Martin W

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http://www.sbox.tugraz.at/home/m/martinw

Autor: mike sotier (Gast)
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Danke Martin!

Mit der negativen Spannung hab ich kein Problem. Ich hab nur +5V und
Masse an der Versorgung des OP hängen. Frequenzen sind unkritisch.
Aber gibt es denn noch andere Schutzschaltungen (bessere?)

Und dann hätte ich noch eine generelle Frage:
Ich will einen 6k Ohm NTC auswerten (auf ungefähr 1 Grad genau). Hab
auch eine Schaltung dazu gebaut und wollte mal fragen wie störsicher
die ist und ob das mit der 1 Grad genauen Messung hinhauen könnte.

Ein paar Erklärungen dazu:

Spannungsteiler R1, R2 macht 2,0 Volt, die dann am Differenzverstärker
von der Spannung zwischen NTC (Temp 1,2) und R3 abgezogen werden. So
bekomme ich zwischen Raumtemperatur und etwa 70 Grad zwar keinen
linearen Zusammenhang, aber immerhin eine auswertbare Spannung.

Meine Frage ist eigentlich, ob hier Kabellängen, Einstreuungen von
außen, Widerstandserwärmung, etc. mein Messergebnis stark verfälschen.



(Schaltung im Anhang)

Grüße

    Mike

P.S.: Nette Homepage !!

Autor: martinw (Gast)
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Hallo Mike

Also für den Wweck brauchst du keine besseren Schutzschaltungen. Sonst
nimmt man Funkenstrecken für ganz große Spannungsspitzen,
Supressordioden für große und Z-Dioden für kleine...

Naja da stellt sich sowieso die Frage. Willst du das wirklich mit einem
NTC machen? Weil sonst würde ich einfach einen I2C Chip zur
Temperaturauswertung nehmen. Die schaffen leicht eine Genauigkeit von
+-1°C und dann kannst du dir ganzen Schaltungen mit den
Operationsverstärkern sparen.
Aber ansonsten sind natürlich alle Bauteile auch der Temperatur
ausgesetzt und schwanken daher in ihren Werten, man müsste also für
viele Werte messen, und dann eine Tabelle erstellen wo der ATmega
nachschaut, welche Temperatur in °C dazupasst.
Dann am besten noch mehrere Messungen machen und Mittelwert bilden,
beim Auslesen vom ADC...

MfG Martin

Ps.: Danke fürs Lob ;-)
---------------------------------
http://www.sbox.tugraz.at/home/m/martinw

Autor: mike sotier (Gast)
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Hi Martin,

ja leider hab ich eine recht strenge Vorgabe für die Temperatur
Messung. Ich muß diesen NTC hernehmen, weil ich ein M4 Gewinde brauche,
das direkt in das Messobjekt eingeschraubt werden soll.
Ich denke mal das mit dem Spannungsteiler ist kein Problem, da sich die
Widerstände etwa gleichmäßig verändern. (Sonst kann ich ja auch zwei
identische verwenden, die müssten ja wirklich annähernd gleich sein und
ziehe dann eben 2,5 Volt ab.)
Und für den anderen Spannungsteiler (an dem der NTC hägt) müsste ich
eben einen speziellen Widerstand mit möglichst kleiner Änderung bei
Temp erhöhung verwenden. Ich denke das ist hinzubekommen :-)



Ich werde das mal versuchen und sonst muß ich halt doch einen I2C Chip
verwenden.

Danke für Deine Mühen (und den Tip mit der mehrfachen A/D Wandlung)


      Mike

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