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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Negative Spannung aus positiver mit OPV


Autor: Herbert (Gast)
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Hallo,

ich habe eine kleines Problem, beim meinen ersten Versuchen mit 
Operationsverstärkern.
Ich möchte aus einer positiven Spannung eine negative machen mit einem 
invertieren OPV.
Mein OPV ist ein LM2904, beschaltet mit 2 gleichen Widerständen 
R1=R2=100k

Eingangsspannung ist 12V. Leider erhalte ich am Ausgangspin (Pin1) nur 
0V.
Woran könnte es liegen? OPV habe ich bereits getauscht. Vermutlich habe 
ich irgendwo murks gemacht.

Gemessene Werte:
Zwischen OPV und R2 +6,49V
Am Ausgang Pin1 (1 OUT) +0,56V
An Pin3 (+1 IN) 0V

Über Hilfe wäre ich dankbar.

Herbert

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Ein Opamp kann auch nicht zaubern. Die Ausgangsspannung kann maximal die 
positive / negative Versorgungsspannung erreichen. Du brauchst eine 
Ladungspumpe wie den ICL7660.

Autor: Sebihepp (Gast)
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Leider kann ein OP nur Spannungen im Bereich der Versorgungsspannungen 
"herstellen".

Außerdem würde ich mal den Ausgang als "-12V" bezeichnen und nicht als 
Plus. =)

Autor: Herbert (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für die Antwort, die ich allerdings leider nicht ganz 
nochvollziehen kann.
Die Eingangsspannung beträgt doch +12V.
Am Ausgang messe ich aber nur +0,56V.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Herbert schrieb:

> Am Ausgang messe ich aber nur +0,56V.

Dann ist dein Opamp wohl kein Rail2Rail Typ. Nur die kommen bis auf 
wenige mV oder weniger an die Versorgungsspannungen ran.

Autor: Herbert (Gast)
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Tut mir Leid, wenn ich nachfragen muss, aber ihr schreibt, dass der OPV 
nur Spannungen im Bereich der Versorgungsspannugen machen kann.
Meine Versorgungsspannung ist 12V.
Mit -12V wäre ich mehr als zufrieden, -10V reichen auch. Nur ich bekomme 
ja (gemessen) sogar eine postive Spannung von "nur" +0,56V.

Mein Ziel ist es einfach aus den 12V Eingangsspannung in etwa -12V 
Ausgangsspannung zu erreichen und das möglichst einfach. Vorschlag?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich kann leider nur wiederholen. Ein OpAmp kann nicht zaubern. Die 
Ausgangsspannung eines OpAmps ist in jedem Fall zwischen seinen 
Speisungen. Dh mit einem OpAmp kann man keine Spannung ausserhalb der 
Speisung erzeugen.

Autor: Herbert (Gast)
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D.h. konkret um eine negative Spannung zu erhalten, müsste ich auch 
negativ speisen?

Autor: Ute (Gast)
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>Tut mir Leid, wenn ich nachfragen muss, aber ihr schreibt, dass der OPV
>nur Spannungen im Bereich der Versorgungsspannugen machen kann.
>Meine Versorgungsspannung ist 12V.

Deine Versorgungsspannung ist 0V bis 12V, und -12V liegt außerhalb!

Autor: Ute (Gast)
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>D.h. konkret um eine negative Spannung zu erhalten, müsste ich auch
>negativ speisen?

Ja klar, wo soll die sonst herkommen?

Autor: Herbert (Gast)
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Danke Ute, das war nun auch für mich verständlich :-)

Bleibt dadurch aber immer noch mein Problem:
Mein Ziel ist es einfach aus den 12V Eingangsspannung in etwa -12V
Ausgangsspannung zu erreichen und das möglichst einfach. Vorschlag?

Autor: Mike (Gast)
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Jepp, z.B. + und - 12V, dann kommt Dein OP auch bis -12V.

Aber das ist nicht was du willst, Du willst einen Spannungsinverter.
Sowas wie o.g. ICL7660

Autor: Herbert (Gast)
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Ute schrieb:
> Ja klar, wo soll die sonst herkommen?

Das war mir nicht bewusst. Ich habe mir in Wiki das hier angesehen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4...

Gemäß Formel dachte ich, legst du +12V an, kommt -12V raus!

Autor: Mike (Gast)
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Autor: Mike (Gast)
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Autor: Herbert (Gast)
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Ok, vielen Dank.
Nun noch eine letzte Frage:
Prinzipiell soll die Schaltung später dazu dienen einen Pin eines µC der 
mit ca. 100Hz getoggelt wird zu invertieren.
Konkret bedeutet das also ich bastle mir eine negative Spannung mit dem 
vorgeschlagenen ICL7660 auf -V und lege diese an den OPV (+IN 1). An den 
(-IN 1) lege ich den Pin des µC's der getoggelt wird und ich erhalte 
dann eine Spannung am Ausgang des OPVs die zwischen -5V und 0V hin und 
her springt. Funktioniert das so? Restliche Schaltung natürlich wie 
oben.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Was soll das ganze denn mal später werden?

Autor: Ute (Gast)
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>Prinzipiell soll die Schaltung später dazu dienen einen Pin eines µC der
>mit ca. 100Hz getoggelt wird zu invertieren.

Ähem, Herbert, dieses Invertieren ist wohl anders gemeint. Da soll wohl 
+5V zu 0V und 0V zu +5V werden, oder? Da soll ja wohl nur der logische 
Pegel invertiert werden. Der µC verkraftet ja wohl nur positive 
Spannungen?

Was du aber mit deiner Schaltung tust, ist eine positive Spannung in 
eine negative umzuwandeln und umgekehrt.

Autor: David (Gast)
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Hallo,

ok, dann hole ich mal weiter aus.
Ich habe ein Problem, das mit eine Spannung liefert die zwischen -8V und 
0V periodisch schwankt.
Das ganze möchte ich mit einem µC simulieren. Da der µC mit aber nur TTL 
Pegel zwischen 0V und +5V erzeugen kann, benötige ich etwas, das mir aus 
den +5V -5V macht, die annähernd die -8V simulieren sollen.

Daher möchte ich also mit dem µC einen positiven periodischen Wechsel 
zwischen 0V und +5V erzeugen (soweit kein Problem, einfach Pin toggeln). 
Die Hardware danach soll mit aus diesem Pegel des µC einfach ein 
periodisches Signal zwischen 0V und -5V in gleicher Frequenz erzeugen.

Autor: Michael R. (Gast)
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Für was brauchst Du die -8V? Welches Gerät, das -8V erzeugt, willst Du 
simulieren? Vermutlich gibt es eine viel einfachere Lösung.

Man kommt fast immer ohne negative Spannungen aus. Der ICL7660 kann auch 
nur wenige mA liefern. Wenn Du mehr Strom brauchst, wird es deutlich 
komplizierter.

Michael

Autor: Herbert (Gast)
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Ich habe mir jetzt mit einem NE555 und einem 79L05 eine stabile Spannung 
von -5V erzeugt.
Desweiteren lasse ich an einem AVR (Attiny13) einen Pin in der Frequenz 
toggeln.
Nur leider klappt meine OPV-Schaltung nicht, ich bekomme dort keinen 
Wechsel zwischen 0 und -5 V hin.

Könnte mir bitte jemand helfen und aufzeigen, wie ich einen LM2904 
beschalten muss mit den jeweiligen Spannungen um am Ausgang eine 
wechselnde Spannung zwischen -5V und 0 V in der Frequenz des µCs zu 
erhalten?

Wofür sind die Pins 4 und 8 am OPV und wie müssen diese beschaltet 
werden?

Vielen Dank.

Autor: aaa (Gast)
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wie siehts denn bei dir mit grundlagen aus?
Bei Pin 4 und Pin 8 steht V+ und GND da. was könnte das wohl sein? o_O

Autor: Herbert (Gast)
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Hallo,

Grundlagen bezüglich OPVs sind eigentlich keine vorhanden.
Für mich ist die Frage, welche Spannung ich an V+ anlegen muss und ob an 
GND -5V angeschlossen werden muss.
Über ein kleines Schaltbild, welches meine Problemstellung lösen würde, 
wäre ich dankbar. Wenn dann noch jemand die Schaltung kurz erklären 
könnte, was genau passiert, bin ich überaus dankbar.

Autor: aaa (Gast)
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beim nem RailtoRail OpAMP kannst du (fast) bis an die Grenzen der 
Versorgungsspannung gehen. Bei den "normalen" ist 1V(?) davor schluss.
D.h.:

V+ > Vout > V-
gilt immer!

Übrigens kann so ein OpAmp meist nur wenige mA liefern.

Wenn du also runter bis -5V willst, musst du bei nem normalen OpAmp ca. 
-6 V anschließen, -9V wären noch besser. wenn du auch rauf willst bis 
+5V, dann solltest du auch an V+ z.B. +9V anschließen. Wieviel genau das 
sein muss steht im Datenblatt.

Autor: Herbert (Gast)
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Kann es so funktionieren, wie die Schaltung im Anhang?`
Vom Mikrocontroller kommen 0V bzw. 5V in einer Frequenz des getoggelten 
µC Ausgangs. Am OPV Ausgang erwarte ich dann in gleicher Frequenz 
Spannungen zwischen -5V und 0V.
Geht das?

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Herbert schrieb:
> Geht das?

Ja, so ist das richtig.

mfg.

Autor: Herbert (Gast)
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Vielen Dank für die Rückmeldung.
Noch eine letzte Frage, was müsste geändert werden, wenn ich am Ausgang 
des OPVs eine Frequenz nicht zwischen -5V und 0V haben möchte, sondern 
zwischen -5V und +5V?

Danke!

Autor: I. L. (Gast)
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Herbert schrieb:
> Noch eine letzte Frage, was müsste geändert werden, wenn ich am Ausgang
> des OPVs eine Frequenz nicht zwischen -5V und 0V haben möchte, sondern
> zwischen -5V und +5V?

Du müsstest deinen "+" leicht positiv vorspannen auf einige 10mV. Deinen 
R1 lässt du weg. Fertig ist der invertierende Komparator.

Gruß Knut

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Es gibt auch ein IC das zaubern kann.
Schau dir mal einen MAX232 an. Da kommt wenn du +5V auf den Eingang 
gibts eine negative Spannung zwischen -5 .. -10V raus. Bei 0V dann 
zwischen 5 .. 10V. Dahinter eine Diode noch um den positive Anteil zu 
sperren und Fertig.

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/max232.pdf

Autor: Herbert (Gast)
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Und wie spanne ich + leicht vor? Kann ich das nicht irgendwie mir meine 
vorhandenen Spannugen von +5V und -5V irgendwie hinbekommen?

Autor: I. L. (Gast)
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Herbert schrieb:
> Und wie spanne ich + leicht vor? Kann ich das nicht irgendwie mir meine
> vorhandenen Spannugen von +5V und -5V irgendwie hinbekommen?

Na sicher, machste n Spannungsteiler zwischen +5V und -5V sodass die 
Spannung ein paar 10mV beträgt und die packst du dann an deinen + 
Eingang


Knut

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