Hallo,
das im Anhang gezeigte Signal würde ich gerne folgendermaßen
manipulieren:
1. Die 1.2V-Offset entfernen.
2. Das Signal verstärken mit dem Faktor v=1.25.
Das Signal soll also nach der OPV(?)-Schaltung zwischen 0V und 4V
liegen.
Wie macht man sowas?
guest schrieb:> Hallo,>> das im Anhang gezeigte Signal würde ich gerne folgendermaßen> manipulieren:>> 1. Die 1.2V-Offset entfernen.>> 2. Das Signal verstärken mit dem Faktor v=1.25.>> Das Signal soll also nach der OPV(?)-Schaltung zwischen 0V und 4V> liegen.>> Wie macht man sowas?
Im einfachsten Fall machst du gar nichts. Wenn Du dein Signal
direkt weiterverwendest, ist der Unterschied an Genauigkeit
wohl kaum feststellbar.
Gruss
Harald
Hallo Harald,
mein Problem ist, ich habe einen 16bit-ADC mit Vref=4V (auf GND
bezogen). Diesen würde ich gerne über die OPV-Schaltung voll aussteuern.
Der Sensor aus dem die Pixeldaten kommen hat eine Dynamik von annähernd
16bit.
Spricht da etwas strikt dagegen? Bin dankbar für theoretische Hilfe, bin
neu im Fach :)
guest schrieb:> Hallo Harald,>> mein Problem ist, ich habe einen 16bit-ADC mit Vref=4V (auf GND> bezogen). Diesen würde ich gerne über die OPV-Schaltung voll aussteuern.>> Der Sensor aus dem die Pixeldaten kommen hat eine Dynamik von annähernd> 16bit.>> Spricht da etwas strikt dagegen? Bin dankbar für theoretische Hilfe, bin> neu im Fach :)
Es ist immerhin möglich, das Dir der OPV mehr zusätzlichen Fehler
reinbringt, als wenn Du das Signal direkt wandelst.
Gruss
Harald
guest schrieb:> 2. Das Signal verstärken mit dem Faktor v=1.25.>> Das Signal soll also nach der OPV(?)-Schaltung zwischen 0V und 4V> liegen.
Dein Signal hat 2Vss. Um auf 4Vss zu kommen musst Du schon mit v=2
Verstärken.
Wie ist die Frequenz und die Bandbreite von dem Signal?
>das im Anhang gezeigte Signal würde ich gerne folgendermaßen>manipulieren:>>1. Die 1.2V-Offset entfernen.>>2. Das Signal verstärken mit dem Faktor v=1.25.>>Das Signal soll also nach der OPV(?)-Schaltung zwischen 0V und 4V>liegen.
Oft kommt der Offset aus einem Chip, weil die interne Signalverarbeitung
mit einem zusätzlichen Bias einfacher ist. Dieser Offset kann aber
schwanken. Dann bringt es nichts, wenn du feste 1,2V abziehst.
Am besten du schaust mal, woher der Bias kommt. Oft erzeugt man irgendwo
mit einem Spannungsteiler diese Hilfsspannung. Diese solltest du dann
auch abziehen.
Warum zeigst du uns denn nicht mal die ganze Schaltung mit einem
Schaltplan? So wird das kaum was, weil uns sämtliche Details fehlen...
Wenn du verstärkst dann denke auch an den Fehler. Bei 16 Bit Auflösung
und (mal angenommenen) 14 Bit Genauigkeit des A/D Wandlers hast du einen
Fehler von kleiner 0,1%
Den Fehler musst du mit deinem OP Verstärker erst mal erreichen, zumal
wenn die Frequenz höher wird.
Manchmal ist es genauer auf etwas Dynamik zu verzichten.
Du solltest dir erst mal klarwerden:
Wie genau ist der Sensor
(Wenn der 1% hat macht es keinen Sinn die vollen 16 Bit Dynamik
auszunutzen, da der Fehler des Sensors eh schon die 7 LSB-Bits groß ist
Wie genau brauchst du das Ergebnis
Erst wenn dann die Dynamik, Auflösung und der Fehler des A/D Wandlers
nicht reicht musst du verstärken.
>Den Fehler musst du mit deinem OP Verstärker erst mal erreichen, zumal>wenn die Frequenz höher wird.
Genau. Deswegen macht man es ja oft gerne umgekehrt, man digitalisiert
das Signal mit Offset und zieht diesen anschließend digital ab. Das ist
fast immer genauer, als mit zusätzlicher Analogelektronik vor dem 16bit
Wandler.
Kai Klaas schrieb:
> Oft kommt der Offset aus einem Chip, weil die interne Signalverarbeitung> mit einem zusätzlichen Bias einfacher ist. Dieser Offset kann aber> schwanken. Dann bringt es nichts, wenn du feste 1,2V abziehst.>> Am besten du schaust mal, woher der Bias kommt. Oft erzeugt man irgendwo> mit einem Spannungsteiler diese Hilfsspannung. Diese solltest du dann> auch abziehen.
Du hast recht, der Offset verschiebt sich minimal mit unterschiedlichen
Integrationszeiten im Sensor.
Ich habe einen Pin "gefunden" der scheinbar den Offset liefert,
allerdings ist der im Datenblatt als NC deklariert. Der Offset schwankt
allerdings nur um wenige mV (<10mV).
Selbst wenn ich den Pin benutzen könnte (Anfrage an den Hersteller habe
ich geschickt), bräuchte ich ja jetzt eine Schaltung die mit dem
gelieferten OFFSET rechnet.
Würde da eine "einfache" Differenzverstärkerschaltung für taugen?
Bei dem dafür zu verwendeten OPV habe ich an den AD8028 gedacht.
http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...
> Plan ist es jetzt folgende Schaltung auszubauen...>> was haltet ihr davon?
Der OPAMP ist sehr schnell (Verstärkungsbandbreite 190MHz). Brauchst Du
das?
Hallo!
Was ist Dir an der Antwort von Kai Klaas unklar?
> Deswegen macht man es ja oft gerne umgekehrt, man digitalisiert> das Signal mit Offset und zieht diesen anschließend digital ab. Das ist> fast immer genauer, als mit zusätzlicher Analogelektronik vor dem 16bit> Wandler.
Wenn Du was analoges "basteln" willst, und 16 bit anpeilst, dann kommen
mir Deine Kenntnisse auf diesem Gebiet merkwürdig vor.
Route 66 schrieb:> Wenn Du was analoges "basteln" willst, und 16 bit anpeilst, dann kommen> mir Deine Kenntnisse auf diesem Gebiet merkwürdig vor.
Auch, nachdem du festgestellt hast, dass seine Formel korrekt ist? ;-)
Route 66 schrieb:> Wenn Du was analoges "basteln" willst, und 16 bit anpeilst, dann kommen> mir Deine Kenntnisse auf diesem Gebiet merkwürdig vor.
ich gebe gerne zu, das meine Kenntnisse in Bezug auf die korrekte
Beschaltung eines ADCs (noch) sehr begrenzt sind, das kann man gerne an
Anhand meiner Postings rauslesen. Damit habe ich kein Problem :)
Michael Lenz schrieb:>> Plan ist es jetzt folgende Schaltung auszubauen...>>>> was haltet ihr davon?> Der OPAMP ist sehr schnell (Verstärkungsbandbreite 190MHz). Brauchst Du> das?
Nein, mein Pixelclock ist nur 5MHz. Das war eine Empfehlung von einem
Kumpel, der meinte das das ein sehr guter ADC-driver ist. Wenn Ihr mir
was anderes und kostengünstigeres Empfehlen könnt, nur her damit!
Yalu X. schrieb:> Route 66 schrieb:>> Wenn Du was analoges "basteln" willst, und 16 bit anpeilst, dann kommen>> mir Deine Kenntnisse auf diesem Gebiet merkwürdig vor.>> Auch, nachdem du festgestellt hast, dass seine Formel korrekt ist? ;-)
Was ist mit der Formel?
Noch mal die Frage: Halbwegs OK der Schaltplan, oder für die Tonne?
Danke
Kai Klaas schrieb:> Genau. Deswegen macht man es ja oft gerne umgekehrt, man digitalisiert> das Signal mit Offset und zieht diesen anschließend digital ab. Das ist> fast immer genauer, als mit zusätzlicher Analogelektronik vor dem 16bit> Wandler.
BTW, ich werde das Layout so ausführen, das ich beide Optionen habe,
also mit und ohne OFFSET auf den ADC. Dann würde ich den OPV als reinen
Impedanzwandler schalten, mit jeweils 22R an IN+ und in der
Rückkopplung.
Ich würde nur gerne das Ergebnis mit einer analogen Vorverarbeitung
ausprobieren. Die Verarbeitung der digitaen Daten ist nicht mein Part,
deswegen würde ich gerne beide Optionen prüfen.
Hallo yalu,
ich habe ein ähnliches Problem wie in der Fragestellung und freue mich
immer wieder hier im Forum tolle Lösungen zu sehen.
Ich bekomme ein Signal von einem Stromsensor mit 2,5V Offset. Der
relevante bereich spielt sich von 2,5 bis 3,125V ab.
Die komplette Schaltung muss jedoch Analog sein.
Nun möchte ich also das Signal verstärken, mein Ausgangsspannung soll
von 0 bis 10V reichen (Dadurch habe ich einen einfachen
Umrechnungsfaktor von 10 vom Messignal zum gemessenen Strom).
Du hast am 29.06.2012 um 13:21 Uhr ein Schaltung hochgeladen, die
absolut simpel aussieht und auch funktioniert. Habe für meine Anwendung
auch bereits die Widerstände raus. Jedoch eher durch ausprobieren, so
simpel die Schaltung aussieht ich komme nicht auf die richtigen
Widerstände. Hast du noch die Berechnung der Schaltung?
Würde mich riesig freuen
Viele Grüße
Stefan
Stefan schrieb:> Ich bekomme ein Signal von einem Stromsensor mit 2,5V Offset. Der> relevante bereich spielt sich von 2,5 bis 3,125V ab.> Die komplette Schaltung muss jedoch Analog sein.>> Nun möchte ich also das Signal verstärken, mein Ausgangsspannung soll> von 0 bis 10V reichen (Dadurch habe ich einen einfachen> Umrechnungsfaktor von 10 vom Messignal zum gemessenen Strom).
Offset runter auf 0V.
Dann bleiben 3,125V-2,5V = 0,625V übrig.
10V / 0,625V = 16
Die brauchst eine Verstärkung von 16.
mfg klaus
@Stefan:
Ich hab's mal allgemein ausgerechnet. Sind U_EL, U_EH, U_AL und U_AH die
unteren und oberen Grenzen der Eingangs- und Ausgangsspannung und U_Ref
die am oberen Ende von R1 anliegende Referenzspannung, dann lassen sich
R2 und R3 wie folgt berechnen (R1 kann beliebig vorgegeben werden):
Hallo Yalu,
Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Die Frage die sich mir jetzt noch stellt ist folgende: Was ist D und wie
kommt man drauf?
Hast du das mit einfachen Maschen und Knotengleichungen berechnet oder
gibts da einen Trick/besondere Formeln?
Schaltung hast du selbst entworfen? (keine Standard Schaltung)
Stefan schrieb:> Die Frage die sich mir jetzt noch stellt ist folgende: Was ist D und wie> kommt man drauf?
D ist ein Teilausdruck, der in den Formeln insgesamt dreimal vorkommt.
Der Übersicht halber habe ich ihm eine eigene Variable spendiert. Eine
spezielle (physikalische) Bedeutung steckt nicht dahinter.
> Hast du das mit einfachen Maschen und Knotengleichungen berechnet oder> gibts da einen Trick/besondere Formeln?
Die Schaltung lässt sich mit einer einzigen Knotengleichung beschreiben:
Diese muss sowohl für die unteren als auch für die oberen Grenzen der
Eingangs- und Ausgangsspannung gelten. Damit hat man ein System aus zwei
Gleichungen, mit dem sich zwei der drei Widerstände in Abhängigkeit vom
dritten bestimmen lassen. Das ist alles.
> Schaltung hast du selbst entworfen? (keine Standard Schaltung)
Ich hatte die Idee vor vielen Jahren und habe sie auch schon etliche
Male hier im Forum gepostet. Sie ist aber so naheliegend, dass ich ganz
sicher nicht der "Erfinder" bin :)
Die Schaltung ist seit längerem auch in der Artikelsammlung dieses
Forums zu finden:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset
In einem papiernen Lehrbuch habe ich sie allerdings noch nicht gefunden,
was aber auch daran liegen kann, dass ich nur wenige Elektronikbücher
gelesen habe.
Hallo,
habe die o.g. Schaltung mit einem OPA177 verwendet als OP.
Die Widerstände sind mit 1% Toleranz. Wenn ich die Widerstände von der
Platine runterlöte ist an den Widerstandspads ein hoher ohmscher
Widerstand. Soweit so gut.
Sobald ich jedoch den Widerstand R8 auflöte. Verändert sich der
Widerstand an den offenen Klemmen (an die R1 später angelötet werden
soll) zu 1,6kOhm - ohne das der Widerstand R1 aufgelötet ist.
Kann mir wer helfen wieso das so ist und wie ich das verhindern kann?
Viele Grüße
Stefan Schuhmacher
Schuhmacher schrieb:> Kann mir wer helfen wieso das so ist und wie ich das verhindern kann?
Widerstände in Schaltungen mit einem Multimeter messen zu wollen
funktioniert im Normalfall nicht - der Messstrom sucht sich einen
unvorhergesehenen Weg durch irgendwelche Schaltungsteile (den OPV, die
Versorgung, ...). Das angezeigte Ergebnis ist nicht zu gebrauchen.
Das kannst du nur verhindern, indem du alle ungewünschten Stromwege
unterbrichst (d.h. die angeschlossenen Bauteile alle auslötest).
Einfacher ist du gewöhnst dir ab, in der bestückten Schaltung mit dem
Multimeter Widerstände messen zu wollen.
> Widerstände in Schaltungen mit einem Multimeter messen zu wollen> funktioniert im Normalfall nicht - der Messstrom sucht sich einen> unvorhergesehenen Weg durch irgendwelche Schaltungsteile (den OPV, die> Versorgung, ...). Das angezeigte Ergebnis ist nicht zu gebrauchen.>> Das kannst du nur verhindern, indem du alle ungewünschten Stromwege> unterbrichst (d.h. die angeschlossenen Bauteile alle auslötest).> Einfacher ist du gewöhnst dir ab, in der bestückten Schaltung mit dem> Multimeter Widerstände messen zu wollen.
Jedoch wird im eingeschalteten Zustand sich der Strom den gleichen Weg
suchen. Das ist ja das ergebnis wieso ich angefangen habe einzelne Teile
auszulöten um herauszufinden woran es liegt.
Momentan stellt sich mir die Frage ob es an der internen OPV
verschaltung liegt oder an meiner Schaltung drum rum. Und wenn es am OPV
liegt wieso...
Ok hab es nun gefunden. Durch die Komplexität der Schaltung gibt es
überall immer mal pull ups und pull down widerstände die im endeffekt
genau diesen effekt hervorrufen.
Diese auf 100k gesetzt, ein paar dioden und nun funktioniert es
wunderbar :)
Gruß Stefan
signal.jpg
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