Signal von 2-3V auf 0-5V mit OPV bei 5V Betriebsspannung

ops Gast 07.04.2013 21:23 #3119622

Lesenswert?

•

Hallo, bevor ich die Schaltung aufbaue, möchte ich sichergehen, dass es 
überhaupt so klappen kann:

Ich habe ein Signal mit Gleichspannungsanteil, zwischen 2 und 3 Volt. 
Ich möchte es mit einem OPV so verstärken, so dass es bei 2V nahe 0V und 
bei 3V nahe 5V ist, also ca. 5x vom Spannungsunterschied aus gesehen.

Ich habe einen NE5532 gerade daliegen, den ich mit 5V (nur pos. 
Betriebsspannung) betreibe. Funktioniert es mit dieser Schaltung aus dem 
Tutorial, bzw. was muss ich anpassen?:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker

Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden

M. K. (sylaina) 07.04.2013 21:29 #3119627

Lesenswert?

•

▲
▼

Ist es so schwer eine OP-Schaltung zu entwickeln?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

ops Gast 07.04.2013 21:34 #3119633

Lesenswert?

•

▲
▼

Ich würde sagen - es kommt auf die Erfahrung an. Ich hab wenig - also 
mir fällt es schwer.

Hast Du auch einen Beitrag zum Thema?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Martin B. (statler) 07.04.2013 21:53 #3119652

Lesenswert?

•

▲
▼

Welche Frequenz hat das Nutzsignal?
Wie schnell ändert sich der unterlagerte 
Gleichspannungs-(Schmutz)-Pegel?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

HildeK Gast 07.04.2013 21:59 #3119660

Lesenswert?

•

▲
▼

NE5532 ist dazu nicht geeignet.
Er braucht entweder 10V oder ±5V min. Versorgungsspannung.
Er kommt nicht näher als typ. 2V an die Rails heran.

Suche dir erst mal einen geeigneten Rail-to-Rail OPA, der für 5V Single 
Supply geeignet ist.

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

MaWin Gast 07.04.2013 22:01 #3119663

Lesenswert?

•

▲
▼

> Ich habe einen NE5532 gerade daliegen

Den kannst du nicht gebrauchen, du brauchst einen Rail-To-Rail OpAmp wie 
TS912

    +---+--------- +5V
    |   |
   10k  |    TS912
    |   |
in -)--|+\
    |  |  >----+-- out
    +--|-/     |
    |   |      |
    +---)-10k--+
    |   |
   10k  |
    |   |
    +---+--------- 0V

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

M. K. (sylaina) 08.04.2013 07:53 #3119845

Lesenswert?

•

▲
▼

ops schrieb:
> Hast Du auch einen Beitrag zum Thema?

Als erstes musst du ein wenig Mathe machen. Dein Nutzsignal liegt im 
Bereich von 2 - 3 V und soll auf 0 - 5 V geändert werden. Also zunächst 
das Signal auf einen Bereich 0 - x V bringen. Geht super mit -2. Dein 
Nutzsignal liegt dann also bei 0 - 1 V. Das soll nun nur noch auf 0 - 5 
V aufgezogen werden, d.h. du musst es mit 5 multiplizieren.

Unterm Strich brauchst du einen Subtrahierer, der das Nutzsignal erst um 
2 veringert und dann mit 5 multipliziert. Den Artikel zum Subtrahierer 
hier auf der Seite findest du noch selbst? Alternativ Google oder 
ähnliches verwenden. Wenn dann Fragen bei der Auslegung auftauchen 
kannst du gerne wieder fragen aber ein wenig solltest du schon mehr 
machen.

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

ops Gast 08.04.2013 09:25 #3119917

Lesenswert?

•

▲
▼

MaWin schrieb:
> Den kannst du nicht gebrauchen, du brauchst einen Rail-To-Rail OpAmp wie
> TS912

Ah ok, das war mir nicht klar. Was Du gezeichnet hast ist präzisiert wie 
das hier:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset

Ich hab mal gerechnet mit Deinen Werten:

Offsetspannung = 2,5V
Verstärkung = 3
Ausgangsspannung bei 3V Eingang = 4V
                 bei 2V Eingang = 1V

Dann brauchte ich auch keinen extra "Subtrahierer", wie oben 
vorgeschlagen, und wenn ich R3 = 20k verwende, (vielleicht besser einen 
Trimmer zum einstellen knapp über 20k) - dann sollte ich mit diesem OPV 
(TS912) in meinem gewünschten Bereich ankommen?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

ops Gast 08.04.2013 09:29 #3119922

Lesenswert?

•

▲
▼

Noch ne Frage hinterher: (ich bin ja noch am Lernen) - an welchem 
Parameter im Datenblatt vom OPV kann ich sehen, ob es so ein "Rail-To 
Rail"-Typ ist - und wie weit reicht der an die "Rails" heran? 4,5V - 
4,9V - 4,99V ? Wo liest man das / wie heißt das typischerweise?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Viktor N. Gast 08.04.2013 09:32 #3119924

Lesenswert?

•

▲
▼

R/R Typen sind speziell als solche gekennzeichnet. Die R/R 
spiezifikation ist unbelastet. Sonst fehlt dann da noch was. Steht aber 
auch im Datenblatt.

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

ops Gast 08.04.2013 10:14 #3119980

Lesenswert?

•

▲
▼

Na ich werde mal mit dem TS912 auf einem Steckbrett testen - und hoffen, 
dass ich oben (09:25) alles richtig verstanden habe..

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

M. K. (sylaina) 08.04.2013 11:36 #3120056

Lesenswert?

•

▲
▼

ops schrieb:
>Dann brauchte ich auch keinen extra "Subtrahierer", wie oben
>vorgeschlagen, und wenn ich R3 = 20k verwende, (vielleicht besser einen
>Trimmer zum einstellen knapp über 20k) - dann sollte ich mit diesem OPV
>(TS912) in meinem gewünschten Bereich ankommen?

ein Subtrahierer ist eine OPV-Verschaltung und was hindert dich daran 
mit deinen Widerstandswerten mal zu rechnen und zu schaun ob es passt?

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Anja Gast 08.04.2013 15:38 #3120332

Lesenswert?

•

▲
▼

ops schrieb:
> 4,5V - 4,9V - 4,99V ?

ops schrieb:
> Na ich werde mal mit dem TS912 auf einem Steckbrett testen - und hoffen,
> dass ich oben (09:25) alles richtig verstanden habe..

Wenn es genauer / besser werden soll dann kannst Du auch mal den OPA340 
oder OPA2340 testen. (0.5mV Offset + 1mV within Rail).

Gruß Anja

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Yalu X. (yalu) Moderator 08.04.2013 15:49 #3120342

Lesenswert?

•

▲
▼

MaWin schrieb:
> +---+--------- +5V
>     |   |
>    10k  |    TS912
>     |   |
> in -)--|+\
>     |  |  >----+-- out
>     +--|-/     |
>     |   |      |
>     +---)-10k--+
>     |   |
>    10k  |
>     |   |
>     +---+--------- 0V

Da ist ein kleiner Tippfehler: Der waagerecht liegende Widerstand sollte
20kΩ statt 10kΩ haben.

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Davis Gast 08.04.2013 16:05 #3120366

Lesenswert?

•

▲
▼

> Da ist ein kleiner Tippfehler:

Das ist kein Tippfehler, das ist ein MaWin :)

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Lothar M. (lkmiller) Moderator (Firma: Titel) 08.04.2013 16:22 #3120399

Lesenswert?

•

▲
▼

ops schrieb:
> und wie weit reicht der an die "Rails" heran? 4,5V - 4,9V - 4,99V ?
Das hängt vom Strom ab, den er da liefern müsste.

> Wo liest man das / wie heißt das typischerweise?
Im Datenblatt unter "Output Voltage Range"...

Noch was: das "zweite Rail" ist die 0V-Schiene. Auch dort kommt der OP 
abhängig von der Last nie ganz runter auf GND...

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

ops Gast 09.04.2013 08:54 #3121020

Lesenswert?

•

▲
▼

mit dem TS912 hat alles super funktioniert, danke. Ich bin noch ungefähr 
0,1V von den "Rails" entfernt, das reicht mir so.

Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden

Signal von 2-3V auf 0-5V mit OPV bei 5V Betriebsspannung

Antwort schreiben