Announcement: there is an English version of this forum on Hallo Leute, ich habe einen Sensor, der eine Spannung von 0.75V...1.75V ausgibt. Diese Spannung möchte ich in einem Bereich von 0.5V...4.5V abbilden. Leider stehe ich im Moment auf dem Schlauch und finde keine Lösung für dieses Problem. Ich habe schon einige Operationsverstärker-Schaltungen ausprobiert, aber konnte diese nie so auslegen, dass ich das gewünschte Ergebnis erhalte. Über eure Hilfe würde ich mich sehr freuen. Viele Grüße, Chris
-0.75 V; x 4; +0.5 V oder -0.3125 V; x 4 Da der Originalbereich aber im Zielbereich enthalten ist, würde ich mir gut überlegen, ob das Sinn macht. Genauer wirds nicht werden.
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Hallo Karl Otto, danke für deine Antwort. Leider kann ich mit deinen Werten so nichts anfangen. Könntest du mir dazu noch sagen, welche Schaltung du benutzt und für was die Werte stehen. Viele Grüße
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Das geht mit einer ganz normalen nichtinvertierenden OP-Grundschaltung, die auf eine Verstärkung von vier ausgelegt ist. Den Offset kann man erzeugen, indem man den Widerstand, der normalerweise zwischen invertierendem Eingang und Masse liegt, auf zwei Widerstände aufteilt, nämlich in Form eines Spannungsteilers zwischen Versorgung und Masse. Die Berechnung der Verhältnisse der drei Widerstände erfolgt über drei einfache Gleichungen. Man muss nur einen Widerstand vorgeben. Du Du es offenbar nicht für nötig hältst, die Höhe der Versorgungsspannung(en) anzugeben, kann Dir hier natürlich auch niemand konkrete Bauteilewerte nennen. Das Aufstellen der Gleichungen und Auflösen nach den unbekannten Größen ist allerhöchstens Mittelstufenniveau auf der Schule. Beachte aber, dass damit die Spannungsstabilität der Versorgung unmittelbare starke Auswirkungen auf den Ausgangspegel hat. Falls das ganze genau werden soll, bietet sich die Verwendung einer Referenzspannungsquelle an. Der OP muss natürlich ebenfalls geeignet sein, dass heißt vorzugsweise ein Rail-to-rail-Typ sein, für den die Eingangs- und Ausgangspegel noch im Arbeitsbereich liegen. Typen von TL061/071/081 oder 741 sind hierfür nicht geeignet.
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Das ist ein Fall für die klassische Operationsverstärkerschaltung. In der nichtinvertierenden Schaltung kannst Du ein Eingangssignal, fast beliebig verstärken und am invertierenden Eingang den Versatz kompensieren.
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Hallo, danke für eure Antworten. Also kann ich die Schaltung mit dem nichtinvertierenden Verstärker mit Offset (siehe Dateianhang) realisieren? Meinen OPV versorge ich mit 5 Volt. Als Versorgungsspannung am Widerstand R1 steht mir eine Referanzspannung von 2.5V zur Verfügung. Mir sind auch die Formeln bekannt, nur leider konnte ich bis jetzt immer nur falsche Ergebnisse erzielen. Gehen wir von dem Fall aus, dass ich als Eingangsspannung entweder 1.5V oder 3.5V habe. Für die 1.5V möchte ich als Ausgangsspannung 0.5V erhalten, für die 3.5V möchte ich 4.5V haben. Um nun die 1.5V als 0.5V abzubilden würde ich folgendermaßen vorgehen: Meine Offsetspannung berechnet sich wie folgt: U0=Uv*(R2/R1+R2) mit Uv=2.5V, R1=2kOhm, R2= 8KOhm => U0=2V Verstärkung V = 1 + (R3/(R1*R2)/(R1+R2)) mit R3= 3.2kOhm => V=3 Damit erhalte ich eine Ausgangsspannung von Ua = (Ue-U0)*V+U0 = (1.5V-2V)*3+2V= 0.5V Wenn ich diese Verstärkung und Offsetspannung nun für eine Eingangsspannung von Ue=3.5V benutze, bekomme ich als Ausgangsspannung jedoch Ua=(3.5V-2V)*3+2=6.5V Kann mir wer sagen wo der Fehler liegt bzw wie ich das mit den oben genannten Werten realisieren kann?
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In der Wikipedia findest Du das angehängte Schaltbild einschließlich Rechenregeln.
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Hans Peter schrieb: > Mir sind auch die Formeln bekannt, nur leider konnte ich bis jetzt immer > nur falsche Ergebnisse erzielen. Na wenn dir die Formeln bekannt sind und immer das falsche Ergebnis rauskommt, daßß hast du wohl einen Rechenfehler drin. Hans Peter schrieb: > Um nun die 1.5V als 0.5V abzubilden würde ich folgendermaßen vorgehen: Autsch. Hans Peter schrieb: > ich habe einen Sensor, der eine Spannung von 0.75V...1.75V ausgibt. > Diese Spannung möchte ich in einem Bereich von 0.5V...4.5V abbilden. Hint: Deine Offsetspannung ist dort, wo sich diese beiden Linien schneiden, wo also x*1+0.7 = x*4+0.5 Zweiter Hint: R3 = Widerstand von R1 und R2 parallel (also 1/(1/R1+1/R2)) * 3 damit eine Verstärkung von 4 rauskommt.
Danke für eure zahlreichen Antworten. Leider komm ich immer noch nicht auf die richtige Lösung. Egal wie ich meine Widerstände auslege, meine Ausgangsspannung liegt nie im Bereich zwischen 0.5V und 4.5V.
Andreas Schwéigstill schwafelte: >Die Berechnung der Verhältnisse der drei Widerstände erfolgt über drei >einfache Gleichungen. Schwafel nicht, nenne die 3 einfachen Gleichungen. Dein Beitrag enthält viele Worte, aber wenig Hilfe. Das ist Dir wahrschein- lich nicht bewußt, deshalb sage ich es.
Hat jemand von euch noch einen genaueren Tipp für mich? Sitze nun schon seit längerem an dieser Auslegung und das leider ohne Erfolg...
Hans Peter schrieb: > Hat jemand von euch noch einen genaueren Tipp für mich? Die Antworten lesen ? Grundschulmathematik anwenden ? Eine vergessene 5 an der richtigen Stelle einfügen ?
Ich denke, dass ich momentan auf dem Schlauch stehe. D.h., falls du mir wirklich helfen magst, dann sag doch bitte wo ich die fünf vergessen habe und lass diese doofen Kommentare von wegen Antworten durchlesen und Grundschulmathematik anwenden....
Was soll das eigentlich werden? Wie genau soll das werden? Kann man die Werte nicht direkt über einen A/D Wandler erfassen, ggf. dit einer niedrigeren Referenzspannung des A/D Wandlers? Was wird eigentlich als Referenzspannung benutzt?
Das ganze soll eine Strommessung sein. Hierzu benutze ich einen Sensor, der mir in dem zu messenden Bereich eine Ausgangsspannung von 1.5V-3.5V liefert. Dieses Signal wird an einen MPC geleitet, dessen Gültigkeitsbereich bei 0.5-4.5V liegt. Diesen Bereich würde ich gerne komplett ausnutzen. Deshalb möchte ich die 1.5V-3.5V mit Hilfe einer OPV-Schaltung in den Bereich von 0.5V-4.5V wandeln. Der OPV wird mit einer Spannung von 5V versorgt. Außerdem steht mir eine Spannung von 2.5V zur Verfügung, die ich für die Offsetspannung benutzen kann. Allerdings schaff ich es nicht, die Widerstände so zu dimensionieren, dass die Spannung in den gewünschte Gültigkeitbereich gewandelt wird.
Hans Peter schrieb: > Ich denke, dass ich momentan auf dem Schlauch stehe. Das mag sein. > D.h., falls du mir wirklich helfen magst, dann sag doch bitte > wo ich die fünf vergessen habe Nicht du hast die 5 vergessen, sondern ich in x*1+0.75 = x*4+0.5 > und lass diese doofen Kommentare von wegen Antworten durchlesen und > Grundschulmathematik anwenden.... Dir wurde vollständig geholfen, du hast die richtigen Formeln bekommen sogar mit graphischer Herleitung und es ist nur noch Punkt und Strichrechnung nötig, um die Widerstandswerte auszurechnen. Der einzig fehlende Schritt wäre nun noch, die Widerstandswerte zu nennen, und das ist keine Hilfe mehr, sondern wäre bloss noch Unterstützung von grenzenloser Faulheit, zumal es ja DEINE Widerstände sein müssen, also angepasst auf deine real bei dir vorhandenen "E12" Widerstandswerte die keiner kennt. Da dir nicht aufgefallen ist, wo die 5 fehlt, hast du die an dich gerichteten Antworten offensichtlich nicht gelesen, demnach ist dir nicht zu helfen.
Das hat mit Faulheit nichts zu tun. Ich habe doch bereits meine fehlgeschlagene Rechnung gepostet. Leider kann ich mit deiner Grafik und "x*1+0.75 = x*4+0.5" nichts anfangen. Dennoch bedanke ich mich für deine angebotene Hilfe.
Hans Peter schrieb: > Das ganze soll eine Strommessung sein. Hierzu benutze ich einen Sensor, > der mir in dem zu messenden Bereich eine Ausgangsspannung von 1.5V-3.5V > liefert. Dieses Signal wird an einen MPC geleitet, dessen > Gültigkeitsbereich bei 0.5-4.5V liegt. Das ist jetzt aber ein Verstärkung von 2. Oben war es noch eine von 5. Wie genau ist der A/D Wandler? Wie genau soll das überhaupt werden. "So genau wie möglich" ist keine Aussage, Es braucht Zahlen. Mit dem Ausnutzen des gesamten Bereichs versprichst du dir eine höhere Genauigkeit? Aber mit dem Verstärker plus Offset führst du neue Fehlerquellen ein. Es ist zu klären ob dein Vorgehen überhaupt Sinn macht.
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Für die angehängten Schaltung (nichtinvertierender Verstärker) hab ich
folgende Formeln benutzt:
Offsetspannung:
U0 = Uv * R2/(R1+R2) wobei Uv die Versorgungsspannung an R1 ist
Verstärkung:
V= 1+R3/((R1*R2)/R1+R2))
Ausgangsspannung:
Ua = (Ue-U0)*V + U0
Für U0=2.5 und V=2 ist Ua(Ue=1.5V)= 0.5V
und Ua(Ue=3.5V)= 4.5V
Da in meinem Fall Uv=2.5V ist weiß ich allerdings nicht, wie sich das
ganze realisieren lässt...
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