Ich bekomme ein Signal von 0-20mV. Ich möchte das Signal verstärken.
Schaltungstyp - nichtinvertierender Verstärker, wobei R1/R2 den
Verstärkungsfaktor bestimmen. Bauteil LM 358.
Ich möchte das Signal 200fach verstärken.
Meine Frage dazu - ist es sinnvoll, das Signal in einem Schritt um das
200fache zu verstärken oder sollte man eine Verstärkung in mehreren
Schritten durchführen, also z.B. erst um den Faktor 20 und dann nochmal
um den Faktor 10? Ich kann ja die Widerstände so wählen, dass ich eine
200fache Verstärkung bekomme, kein Problem, aber mein Gefühl fragt mich
doch, ob eine gestufte Verstärkung bei dieser Größenordnung sinnvoll
ist?
noch eine Frage zur Spannungsversorgung. Bei den uC braucht man ja eine
"saubere" Spannung, deshalb wird noch das Bauteil 7805 mit Kondensatoren
verwendet. Muss ich das bei den OPAMPs auch so machen, oder reicht eine
etwas "unsauberere" Spannung bei den Dingern auch aus?
The_Beginner schrieb:> Meine Frage dazu - ist es sinnvoll, das Signal in einem Schritt um das> 200fache zu verstärken
Hängt von der notwendigen Bandbreite ab. Dazu hast du leider nichts
gesagt. Aber warum es uns auch unnötig einfach machen?
HildeK schrieb:> Das ist abhängig von der Frequenz des Signals. 10kHz gehen mit dem LM358> und v=200 nicht mehr auf einmal.> Ansonsten sehe ich keine großen Probleme.
Hmm, also ich habe einen Stromsensor, der liefert mir eben die Spannung
proportiomal zum durchflossenen Strom. Ich bin mir noch nicht sicher,
wie oft ich den Strom messen muss, aber max. 2 Messwerte pro Sekunde
sollten ausreichend sein, dass wäre ja dann "nur" eine Frequenz von 2
Hertz - wenn ich das richtig gerechnet habe. Also bekomme ich keine
Probleme???
Am Computer habe ich eine Datenerfassungskarte mit USB, die wohl viele
kennen, die Spannungen bis 4,9 Volt messen kann. Ich wollte mir nach
oben hin eine kleine Reserve lassen, also das Spektrum von 0-4 Volt
ausnutzen. Das Mess-Signal geht von 0-0,02 Volt. Daher her
Verstärkungsfaktor von 200, um von den 0,02 Volt auf die 4,0 Volt am
Ende des Verstärkers zu kommen.
The_Beginner schrieb:> Muss ich das bei den OPAMPs auch so machen, oder reicht eine> etwas "unsauberere" Spannung bei den Dingern auch aus?
OPAs sind allgemein auf niederfrequente Schwankungen der
Versorgungsspannung (Restbrumm) weniger empfindlich, deren Unterdrückung
beträgt intern rund 60-100dB. Trotzdem ist eine geregelte Spannung nicht
falsch und eine Entkopplung zusätzlich nahe der Versorgungspins sehr
empfehlenswert.
The_Beginner schrieb:> Das Mess-Signal geht von 0-0,02 Volt. Daher her> Verstärkungsfaktor von 200, um von den 0,02 Volt auf die 4,0 Volt am> Ende des Verstärkers zu kommen.
2 Hz sind natürlich kein Problem, aber niemand sagt dir, dass sich das
Eingangssignal nur mit 2Hz ändert. Das ist der entscheidende Punkt.
Dann hast du noch das Problem, dass dieser OPA schon eine
Eingangsoffsetspannung von bis zu 7mV haben kann - das ist bei 0-20mV
schon erheblich viel an Fehler. Da muss du noch einen wesentlich
besseren suchen!
Wenn du nur mit 5V versorgst, dann ist auch der Ausgang von 4V nicht
haltbar. Es sind dann mindestens 5.5V, besser 6V erforderlich.
HildeK schrieb:> Eingangsoffsetspannung von bis zu 7mV
kann das Eingangsoffset auch schwanken oder ist es ein fixer Wert, der
zwar von OPAmp zu OPAmp anders sein kann, aber doch bei ein- und dem
selben Bauteil konstant bleibt?
HildeK schrieb:> aber niemand sagt dir, dass sich das> Eingangssignal nur mit 2Hz ändert.
meinst Du damit, dass die Abtastrate zu gering ist und das Messergebnis
wegen des vielleicht zu geringem Messintervalls zu gering ist?
Ich habe noch einen anderen OPAmp, einen LM2902N, aber da hab ich im
Datenblatt gelesen, dass der auch ein Ofset
Low Input Bias and Offset Parameters
− Input Offset Voltage . . . 3 mV Typ
A Versions . . . 2 mV Typ
− Input Offset Current . . . 2 nA Typ
− Input Bias Current . . . 20 nA Typ
A Versions . . . 15 nA Typ
von 3 mV hat.
Also ist dieser OPAmp auch nicht besser geeignet, um ddas Mess-Signal zu
verstärken :-(. Gibt es noch eine andere Alternative?
Oder gibts nen Trick, wie ich das Ofset später korrigieren kann? Kann
man merhere gleiche OPAmps irgendwie miteinander verschalten, so dass
das Offset wegfällt?
The_Beginner schrieb:> meinst Du damit, dass die Abtastrate zu gering ist und das Messergebnis> wegen des vielleicht zu geringem Messintervalls zu gering ist?
Eventuell. Du hast ja nichts über das Messsignal verlauten lassen - nur
in welchem Bereich es sich ändert, nicht aber wie häufig und wie
schnell.
The_Beginner schrieb:> Also ist dieser OPAmp auch nicht besser geeignet, um ddas Mess-Signal zu> verstärken :-(. Gibt es noch eine andere Alternative?
3mV ist besser als 7mV, aber natürlich noch immer nicht gut für deine
Anwendung. Der Offset ändert sich von Device zu Device und imho auch mit
der Temperatur.
Alternativen sind Instrumentenverstärker. Ich habe auswendig keinen Typ
parat, aber du solltest mit der Forumsuche weiterkommen.
Ich möchte gerne von Geräten den Verlauf des Stromes messen können. Dazu
habe ich von einer Steckerleiste die Isolierung etwas aufgemacht und den
Stromsensor darangemacht, der mir in Abhängigkeit vom Strom.
HildeK schrieb:> nicht aber wie häufig und wie> schnell.
wie schnell und wie häufig sich der Strom ändert - davon hab ich keine
Ahnung. Darum hab ich einfach mal den Wert von 2 Messpunkten pro Sekunde
angenommen. Ist das sinnvoll oder muss man in kürzeren Abständen messen?
The_Beginner schrieb:> wie schnell und wie häufig sich der Strom ändert - davon hab ich keine> Ahnung. Darum hab ich einfach mal den Wert von 2 Messpunkten pro Sekunde> angenommen. Ist das sinnvoll oder muss man in kürzeren Abständen messen?
Dann habe ich erst recht keine Ahnung - ich kenne erstens deine Geräte
nicht, an denen du misst und auch nicht, was du als Ergebnis erwartest.
Es reicht natürlich, wenn du den Gleichstrom einer Taschenlampe wissen
willst. Aber bei 50Hz-Wechselstrom solltest du mehr als 100mal pro
Sekunde messen und dann die Kurve auswerten.
Was willst du mit dem Messwert anfangen? Wie auswerten? Davon hängt eben
vieles ab.
Ich möchte gerne den Stromverlauf von Geräten messen können. Beispiel
Waschmaschine. In der Heizphase zieht sie einen anderen Strom wie in der
Schleuder- oder Waschphase.
und ich will den Verlauf eben grafisch darstellen können. Ich hatte halt
nur gedacht, dass sich der Wert des Stromes ja nicht allzuschnell
ändert, darum dachte ich, dass vielleicht 2 Messwerte pro Sekunde
ausreichend sind? Weil so eine Heizphase könnte ja schon 5 Minuten bspw.
dauern. Genauso wie bei der Spülmaschine. Das ändert sich ja auch nicht
im Sekundentakt. Das Problem ist naturlich, dass das Signal an sich auch
schwingt. Ich habe es an ein Oszi angeschlossen und wenn ich z.B. dann
einen Staubsauger damit einschalte, dann bekomme ich ziemliche
Zickzackkurven, die hoch- und runtergehen. Ist nur der Computer an oder
der Drucker - da hab ich augenblicklich Geräte mit Last ausprobiert beim
Messen, dann ist das Schwingen nicht so groß. Wahrscheinlich muss ich
deshalb eine Frequenz von 100 Hz oder größer wählen, damit ich besser
einen sauberen Mittelwert später bei der Auswertung machen kann.
HildeK schrieb:> Dann hast du noch das Problem, dass dieser OPA schon eine> Eingangsoffsetspannung von bis zu 7mV
Im Datenblatt steht übrigens:
Low Input Ofset voltage: 2mV. Oder kommen die 7 mV ggf. noch durch
andere Einflüsse hinzu?