Dringend: AD-Wandler Berechnung korrekt?

[x12z34 (Gast)]

Hallo zusammen,

ja, ich weiß, Worte wie "dringend" oder "Hilfe" sind nicht gern gesehen, 
aber ich hoffe, dass sie zumindest als "Buzz-Word" dienen und einige 
Leute anlocken.

Ich bitte Euch, die Schaltung und Berechnung im Anhang zu überprüfen, ob 
sie so funktionieren würde.
Ich muss eine Eingangsspannung von -10V ... +10V auf einen Bereich von 
0V..5V abbilden.

Dringend ist das ganze, weil die Schaltung eigentlich schon letzte Woche 
stehen sollte.
Ich hatte auch schon was aufgebaut, mich aber dabei verrechnet, weshalb 
die momentan aufgebaute Schaltung ihren Dienst nicht verrichtet. Genauer 
gesagt, können keine negative Spannungen "angelegt" werden.

Ich muss die Schaltung nun so schnell als möglich (und mit so geringem 
Aufwand wie möglich) umbauen, dass sie eben ihren Zweck erfüllt.

Daher, kann ich leider nicht darauf eingehen, wenn man mir sagt, "bau 
das ganze doch komplett anders auf". Ich muss mit dem Zeug, was ich 
habe, auskommen, auch wenn Eure Einwände sicherlich richtig sind und 
sich sie befolgen würde, wenn ich nicht schon gebunden wäre.

Daher nochmal meine Bitte/Frage: Funktioniert die oben angegebene 
Schaltung so wie erhofft? Es muss nicht sonderlich "schön" oder "genau" 
sein, es muss "nur" "grob" funktionieren.

[x12z34 (Gast)]

Update:

An alle, die es interessiert:

Ich habe die Schaltung mal aufgebaut*, und siehe da, sie funktioniert.

*Ich höre schon die Frage: Warum fragt er hier, anstatt sie schnell mal 
aufzubauen?? Die Antwort: Weil mein Breadboard eigentlich voll war und 
ich eine andere Schaltung deswegen entfernen musste, was ich eigentlich 
vermeiden wollte.

Wie dem auch sei, danke, an alle, die mitgedacht haben.
Gruß x12z34

[Helmut S. (helmuts)]

Die 0V/5V stimmen aber nur, wenn R4=15kOhm gewählt wird.

Außerdem solltest du nicht 200k und 100k nehmen sondern 20k und 10k. Das 
verringert den Fehler durch den Bias-Strom und es reduziert die 
Störanfälligkeit.

[x12z34 (Gast)]

Danke für Deine Antwort,

das mit den 15kOhm muss ich mir nochmal durch den Kopf gehen lassen, ich 
sehe es momentan noch nicht wirklich... denn dann ist doch Gleichung #1 
schon nicht erfüllt.
Kannst Du vielleicht freundlicherweise einen kurzen Satz dazu sagen? 
Vielleicht sehe ich auch den Wald vor Bäumen nicht...

Ich hatte die 100k/200k Widerstände gewählt, weil die 5V von einer 
LT1021-5 Konstantspannungsquelle stammen, die mehrere "Baugruppen" 
versorgen muss und ich wollte sie so wenig wie möglich belasten.
Aber auch die 10k/20k Widerstände reichen auch aus. Danke für den Tipp, 
werde ich umsetzen.

[Helmut S. (helmuts)]

Hier mal die Simulation.
Du musst bei deiner Rechnung die Spannungsquelle mit 0Ohm 
Innenwiderstand (wie ein Kurzschluss) betrachten.

Die Files sind für die Simulation mit LTspice.

[Michael (Gast)]

x12z34 schrieb:
> weil die 5V von einer LT1021-5 Konstantspannungsquelle stammen, die
> mehrere "Baugruppen" versorgen muss und ich wollte sie so wenig wie
> möglich belasten.
Die LT1021 kann 10mA liefern. Die 0,17mA, die der 
20k/10k-Spannungsteiler braucht, sollten dann noch kein k.o.-Kriterium 
sein.

[x12z34 (Gast)]

Michael schrieb:
> Die LT1021 kann 10mA liefern. Die 0,17mA, die der
> 20k/10k-Spannungsteiler braucht, sollten dann noch kein k.o.-Kriterium
> sein.

Wie gesagt, der LT1021 muss 4 dieser "AD-Wandler-Widerstands-Systeme" 
und zusätzlich noch zwei MCP4902 und einen MCP3204 "versorgen", weshalb 
ich den Stromverbrauch gering halten will.
Aber 4*0,17mA ~ 0.75mA. Da ist noch genug Luft nach oben.

[x12z34 (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Du musst bei deiner Rechnung die Spannungsquelle mit 0Ohm
> Innenwiderstand (wie ein Kurzschluss) betrachten.


Herzlichen Dank für Deine Mühe, sogar eine Simulation zu erstellen.
Wie befürchtet, stehe ich momentan völlig auf dem Schlauch und verstehe 
nur Bahnhof.
Das ist aber nicht gegen Dich gerichtet, solche Verständnisprobleme habe 
ich ab und zu. Ich werde mir das Ganze morgen nochmal ansehen und 
hoffentlich dann verstehen.

Nochmals Danke an Dich.

[x12z34 (Gast)]

> Wie befürchtet, stehe ich momentan völlig auf dem Schlauch und verstehe
> nur Bahnhof.

Ich habe das Ganze mir nochmal überlegt und durchgerechnet.
Irgendwo ist noch ein Vorzeichenfehler drin, aber ich verstehe mein 
Problem inzwischen, ich bin irrigerweise von einem unbelasteten 
Spannungsteiler R1/R2 ausgegangen, was so natürlich nicht gegeben ist.
Rechnet man den Stromfluß durch R3 bzw. R4 noch hinzu, passen die Werte 
natürlich zur Simulation.

Meine Güte, mir raucht der Kopf, deswegen geh' ich jetzt auch ins Bett.

Danke nochmals an alle, Ihr habt mir wieder mal sehr geholfen!