Operationsverstärker Knobelaufgabe

#3332953
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Hallo zusammen,

ich möchte gerne folgende Aufgabe lösen, komme momentan aber überhaupt 
nicht weiter. Kann mir jemand von euch helfen?

Aufgabe:
Eine Messeinrichtung gibt Spannungen zwischen -0.2V und -0.1V aus.
a) Benennen und zeichnen Sie eine Operationsverstärker-Grundschaltung, 
die die gemessene Spannung in den Spannungsbereich 0-5V abbildet. 
Hierfür steht eine Versorgungsspannung von 5V zur Verfügung.
b) Berechnen Sie sinnvolle Werte für die verwendeten Bauteile, z.B. 
Widerstände.
c) Welchen Nachteil kann diese Grundschaltung aufweisen und wie könnte 
man eine Verbesserung erreichen?

Ich scheitere leider schon an Aufgabenteil a).
Ich habe bereits überlegt, einen invertierenden Verstärker zu benutzen, 
weiß aber nicht, wie ich damit das gemessene Signal auf 0V bekommen 
kann.
Sonst kenne ich noch den nicht-invertierenden Verstärker, den 
invertierenden Addierer, den Subtrahierer, den Integrierer und den 
Differenzierer, weiß aber wie gesagt nicht, wie ich damit den 
gewünschten Spannungsbereich hinbekommen könnte.

Vielen Dank im Voraus für alle hilfreichen Antworten!
#3332986
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> Eine Messeinrichtung gibt Spannungen zwischen -0.2V und -0.1V aus.
a) Benennen und zeichnen Sie eine Operationsverstärker-Grundschaltung,
die die gemessene Spannung in den Spannungsbereich 0-5V abbildet.

Invertierender Verstärker

Jeder als "Single supply" Verstärker mit "Rail-to-Rail Ausgang" 
beworbene Opamp kann am Eingang 0V und am Ausgang fast 0V bis fast 5V. 
Fast bedeutet je nach Typ 10mV bis 100mV bis an die 
Versorgungsspannungen. Genau so einen Opamp muss man dafür nehmen.


Nachtrag:
Sehe gerade, dass da 0V bis 5V gefragt sind. Da müsste man dann noch mit 
einem Widerstand nach +5V oder einer Referenzspannung die 
Ausgangsspannung verschieben.
-0,2V wird 5V
-0,1V wird 0V


Nicht invertierender Verstärker

Wenn man nicht invertierend verstärkt, dann muss man die Spannung 
mittels Spannungsteiler nach größer 0V verschieben. Das geht natürllich 
auch.
-0,2V wird 0V
-0,1V wird 5V
#3333404
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Isabel Funke schrieb:
> Eine Messeinrichtung gibt Spannungen zwischen -0.2V und -0.1V aus.
> a) Benennen und zeichnen Sie eine Operationsverstärker-Grundschaltung,
> die die gemessene Spannung in den Spannungsbereich 0-5V abbildet.
> Hierfür steht eine Versorgungsspannung von 5V zur Verfügung.

Dann ist es einfach. Das geht gar nicht.

Ein OPV der an einer Versorgungsspannung von 5V betrieben wird, kann am 
Ausgang weder 0V noch 5V erreichen. Es sei denn natürlich, die Aufgabe 
ist aus dem Marketing-Kurs ;)

Wenn man alternativ ein Elfenbeinturmbewohner ist, dann baut man eine 
Schaltung die 0.2V zum Eingangssignal addiert und es dann um Faktor 50 
verstärkt. Da die Ausgabenstellung nicht verlangt, daß die -0.2V auf 0V 
abgebildet werden (und -0.1V auf 5V) kann man das natürlich auch 
tauschen. Dann müßte man 0.1V addieren und um Faktor -50 verstärken. Ist 
möglicherweise einfacher :)


XL
Moderator #3333426
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Axel Schwenke schrieb:
> Da die Ausgabenstellung nicht verlangt, […]

Wenn man die Aufgabenstellung ganz genau liest, bemerkt man, dass die
gemessene Spannung nicht auf, sondern in den Spannungsbereich 0-5V
abgebildet werden soll. Dazu braucht man nicht einmal einen Opamp, ein
Spannungsteiler aus zwei Widerständen genügt völlig ;-)

Ich nehme aber an, dass der Aufgabensteller so etwas wie von Helmut S.
erwartet. Jede der beiden Varianten (nichtinvertierend, invertierend)
wäre eine Schaltung mit einem Opamp und vier Widerständen. Dass das
Ausgangssignal die Versorgungsspannungsgrenzen nur näherungsweise
erreichen kann, ist kein Problem, solange in der Aufgabensteller keine
Fehlergrenzen angegeben sind.

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