Problem mit OPV Berechnung

Gast #3060595
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Hallo liebe Community!

Ich muss für die Schule ein Referat halten, über das Thema 
"ADC-Interface".
Im Grunde soll die Aussgansspannung eines LM35CZ (Temperaturbereich -24° 
C bis +84° C, also ein Spannungsbereich von -240 mV bis +840 mV) so 
verstärkt werden, dass sie einfach mit einem µC gemessen werden kann (0 
V bis 5 V).

Die Schaltung erzeugt also eine Offsetspannung mithilfe eines 
Spannungsteilers und einem Spannungsfolger. Doch ab hier verstehe ich 
nicht mehr was da wirklich in der Schaltung passiert. Für mich sieht es 
so aus als wäre Punkt A die Offsetspannung. IC3, also der LM35, liegt 
mit seinem GND-Anschluss an Punkt A, somit sollte sich eine 
Ausgangsspannung um die Offsetspannung nach oben verschieben (richtig 
eingestellt 0 V bis 1090 mV), diese Spannung wird dann mit IC2.B, einem 
nichtinvertierenden Verstärker mit dem Faktor 4.587 verstärkt. Aber 
warum liegt der untere Anschluss des Spannungsteilers des Verstärkers 
nicht auf GND sondern auch auf der Offsetspannung? So wie ich das 
verstehe addiert sich die Offsetspannung zwei mal dazu, was ja falsch 
ist.

Eine zweite Frage hätte ich auch noch: Warum so viele Filter? Ein 
Temperatursensor sollte ja nicht hochfrequente Signale am Ausgang 
liefern, oder irre ich mich da?

Vielen Dank
Angehängte Dateien:
Gast #3060622
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IC3 erzeugt durchaus eine Spannung unterhalb seines Masseanschlusses, 
nämlich bei negativen Temperaturen, runtergezogen unter die Spannung an 
Punkt a durch R5.
Der OpAmp verstärkt diese Spannung in Bezug zur Spannung an  Punkt a, 
Spannungen die drunter liegen werden also noch kleiner, bis auf 0V.
Gast #3060649
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Hallo,

wenn du diese Schaltung sowie andere 
Operationsverstärker-Grundschaltungen aufbauen würdest, um zu 
beobachten, wie sie sich verhalten, könntest du ein umfassendes wissen 
über deren wirkung erlangen. Also Lernen am echten Objekt sozusagen.

warum so viele Filter?
C1 soll die Betriebsspannung nach der Eintakt-Gleichrichtung mit D1 
filtern und muß eine ganze Halbwelle lang die Spannung aufrecht erhalten
können. Davon wird dan direkt der OPV versorgt, der ca 3 mA ziehen 
dürfte. C2 kann hochfrequente Anteile unterdrücken, die beim Schalten 
durch D1 entstehen. Der Elko ist dafür zu träge. C2 befindet sich direkt 
an den Versorgungsanschlüssen Pin4 und Pin8 des IC2, wie ich auf der 
Platine deutlich sehe.

Ein Spannungsregler 7805 soll immer in direkter Nähe zu seinen Ein- und 
Ausgängen Kondensatoren haben. Das sind C3 und C5, die auf der Platine 
direkt sich am Spannungsregler befinden.

Über R3 und C7 erhält das LM35 gefilterte 5 Volt, denn danach wird ja 
nochmals 5-fach verstärkt. Je weniger Rauschen an den Eingängen, desto
besser.

C5 vermindert Rauschen am Eingang des IC2A.

R4, C8 bilden ebenfalls einen Tiefpass. IC2B soll im Prinzip nur 
Gleichspannungen an seinen Eingängen bekommen. Wobei R4 vor der 
kapazitiven Belastung schon recht klein ist. OPV-ausgänge sollen keine 
große kapazitive Last sehen.

Die Wirkung von C4 möge jemand anders erklären.


"Aber warum liegt der untere Anschluss des Spannungsteilers des 
Verstärkers nicht auf GND sondern auch auf der Offsetspannung?"

IC2B soll nur die Änderung gegenüber dem Bezugspunkt 1,124 V verstärken, 
nicht den DC-Anteil sonst würde ja hinten schon mal die 4.5-fache
Offsetspannung anstehen. Der Messbereich soll bei -24 °C beginnen. 24 * 
10 mv = 240 mV. Am Bezugspunkt wäre bei mir dann 240 mv, bei Elektor 245 
mV. Der Sensor gibt bei +24°C 240mV gegenüber seinem Pin3 ab. 240 mV * 
4,578 = 1,1 V. Trick: Die Spannung des Bezugspunktes ist bereits 5-fach 
verstärkt Und wird nicht erst in IC2B nochmals 4,5fach verstärkt! für 
1,1 V muß das auswertende Programm dann 0°C anzeigen.



http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf

"...whose output voltage is linearly proportional to the Celsius 
(Centigrade) temperature..."

Es wird die Beschaltung Figure2, Seite 1 des Datenblattes angewandt. 
LM35 zusammen mit dem 27k-Widerstand ermöglicht am Ausgang negative 
Spannungen gegenüber Pin3 des LM35. Pin3 liegt ja auf Höhe der 
Offsetspannung. Der Widerstand soll möglichst groß sein, damit er sich 
wie eine Stromquelle verhält. "...choose R1 = -Vs/50µA.." Möglichst 50µA 
sollen immer fließen. siehe auch Figure 7.


Die Genauigkeit des Sensors läßt sich mit dieser Schaltung allerdings 
nicht wirklich ausnutzen.

mfG

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