Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp "bidirektional"


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von Felix P. (jazzfelix)


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Hello,

ich wuerde gern ein analoges +-12V Signal auf 0V - 5V bringen. Das 
Problem dabei ist, dass es bidirektional sein soll. Die Loesung im 
Anhang ist Quatsch, das ist mir klar. Hat dazu jemand eine Idee?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und das Ganze soll ?

von Lars B. (larsb)


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Pegelumsetzer

von Dingens (Gast)


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von TomA (Gast)


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Hallo Felix,

wenn es digital sein darf, gibt es fertige Bausteine wie den MAX232.

Analog ist es auch nicht schwer. Einmal durch 2,4 teilen und einmal mit 
2,4 verstärken. Geht gut mit 2 OP's.

Gruß. Tom

von Nils S. (krumeltee) (Gast)


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Die Mehrzahl hat auch im Englischen keinen Apostroph, ausserdem sucht er 
keinen digitalen Pegelwandler.

von SF6 (Gast)


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Nils S. (krumeltee) schrieb:
> Die Mehrzahl hat auch im Englischen keinen Apostroph, ausserdem
> sucht er keinen digitalen Pegelwandler.
und der Pegelwandler sollte bidirektional sein.

von Felix P. (jazzfelix)


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> Und das Ganze soll ?
Ich will einen Anschluss einer analogen Schaltung gleichzeitig als 
Ausgang oder Eingang betreiben, ohne in der Hardware irgendwas aendern 
zu muessen.

> Pegelumsetzer
Danach habe ich im Netz gesucht. Die Dinger setzen aber digitale Pegel 
um und ich will analoge Signale in eine Richtung verstaerken und in die 
andere abschwaechen.

> http://www.patent-de.com/pdf/DE3522238A1.pdf
Das sieht zwar ganz interessant aus, aber die Loesung, die ich 
verstanden hab (das war das mit den Spulen) kommt nicht in Frage, weil 
die Leitungen auch mal Festspannungen durchgeben muessen.

> wenn es digital sein darf, gibt es fertige Bausteine wie den MAX232.
>
> Analog ist es auch nicht schwer. Einmal durch 2,4 teilen und einmal mit
> 2,4 verstärken. Geht gut mit 2 OP's.

Hallo Tom, meinst du, dass das im Grunde so aehnlich geht, wie in meiner 
Beispielschaltung? Faengt das ganze dann aber nicht an wie wild zu 
schwingen?

von mse2 (Gast)


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Felix Pfeifer schrieb:
> ich wuerde gern ein analoges +-12V Signal auf 0V - 5V bringen. Das
> Problem dabei ist, dass es bidirektional sein soll.
Heißt was?
Vollduplex: einfach zwei Wandler bauen, die gleichzeitig arbeiten.
Halbduplex: das selbe wie oben aber mit Analogschaltern, die jeweils den 
einen oder den anderen Kanal schalten (ein Richtungskontrollsignal 
brauchst Du dann schon, das ist Dir hoffentlich auch so klar?!).

> Die Loesung im
> Anhang ist Quatsch, das ist mir klar.
In der Tat.

von TomA (Gast)


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Hallo Felix,

Schwingneigung ist ganz sicher ein Problem, denn der Ausgang der einen 
Stufe geht jeweils auf den Eingang der Anderen. Da aber, bei niedrigen 
Frequenzen, keine Phasenumkehr im Signal vorhanden ist, könnte es 
funktionieren. Evtl. langsame Schaltung verwenden, die im Bereich der 
Phasendrehung schon nicht mehr arbeitet.

Am besten mal ausprobieren. Die Schaltung ausdenken, simulieren, und ggf 
aufbauen.

Gruß. Tom

von mse2 (Gast)


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Felix Pfeifer schrieb:
>> Und das Ganze soll ?
>>  ...gleichzeitig als Ausgang oder Eingang betreiben...
Das klingt für mich schon nach Quatsch auch ohne den Nachsatz:
>> ..., ohne in der Hardware irgendwas aendern zu muessen.

von TomA (Gast)


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Man sollte vielleicht nachdenken, bevor man einen Vorschlag macht!

Das ganze müßte ja jetzt schon ein bidirektionales Analogsignal sein? 
Also auf jeder Seite ein analoger Eingang und ein analoger Ausgang auf 
einer Leitung!

Wie soll das funktionieren - ist denn schon wieder 1.April?

Gruß. Tom

von adsfdgfhgjhkjl (Gast)


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TomA schrieb:
> Wie soll das funktionieren - ist denn schon wieder 1.April?
Man sollte vielleicht nachdenken, bevor man Antwortet

Es fehlen noch 13 Tage.

von mse2 (Gast)


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adsfdgfhgjhkjl schrieb:
> TomA schrieb:
>> Wie soll das funktionieren - ist denn schon wieder 1.April?
> Man sollte vielleicht nachdenken, bevor man Antwortet
>
> Es fehlen noch 13 Tage.
Ja, sehr erhellender Beitrag! Kann uns vielleicht bitte 'mal jemand 
aufklären, wie das nun genau gemeint ist?

von Felix P. (jazzfelix)


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> Ja, sehr erhellender Beitrag! Kann uns vielleicht bitte 'mal jemand
> aufklären, wie das nun genau gemeint ist?

Also nochmal: ein Signalgenerator (0-5V Ausgang) und ein digitales 
Voltmeter (0-5V Eingang) sind in meiner Schaltung miteinander verbunden, 
teilen sich also quasi einen Pin. Ich kann den Signalgenerator 
abschalten, dann kann ich das Voltmeter ganz normal verwenden, oder 
umgekehrt. (Siehe Bild im Anhang).

Ich moechte da +-12V Signale reinfuehren koennen. Der Signalgenerator 
ist in dem Moment abgeschaltet und das Messgeraet zeigt dann eine 
falsche Spannung an, aber das spielt keine Rolle.

Ausserdem moechte ich die Signale vom Signalgenerator in +-12V wandeln.

Ausgang und Eingang sollen sich eine Leitung teilen, so wie im Bild. Der 
"bidirektionale analoge Pegelwandler" gehoert im Bild zwischen die 
beiden roten Punkte.

Das ganze ist kein Aprilscherz! Mich interessiert ob sowas moeglich ist 
und falls ja, wie. Wenn das nicht geht, dann wuerde ich mich freuen, 
wenn mir das jemand begruenden kann.

von MaWin (Gast)


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Felix Pfeifer schrieb:
> Hat dazu jemand eine Idee?

Du hast das Prinzip zwischen Ursache und Wirkung nicht verstanden.

Felix Pfeifer schrieb:
> Ich kann den Signalgenerator
> abschalten, dann kann ich das Voltmeter ganz normal verwenden

Du hast also ein Schaltereignis, und DAS kannst du als Entscheidung 
nehmen, in welche Richtung dein Anschluss arbeitet und umsetzt.

Wenn das bloss ein Knopf in einem abgeschlossenen Multimeter ist, hast 
du das Problem, wie du die Schalterstellung erfasst, aber dort liegt die 
Lösung.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Ja, es geht prinzipiell, aber wahrscheinlich nicht für deine (bisher 
undefinierten) Ansprüche gut genug. So, wie ein Trafo Wechselspannungen 
bidirektional transformieren kann, kann man das auch mit 
Gleichspannungen machen, wenn man entsprechende "Zerhacker-" und 
Gleichrichterschaltungen einsetzt.

Ein solcher einfacher Zerhacker, z. B. eine H-Brücke, wirkt gleichzeitig 
auch als synchroner Gleichrichter. Also ist die Lösung ein Trafo, zwei 
H-Brücken die synchron angesteuert werden, und das war's (hier ist einer 
der seltenen Fälle, in denen auch im Deutschen ein Apostroph hin gehört 
- die meisten anderen, die man liest sind, sind sog. Deppenapostrophe - 
Danke, Niels). Für hochwertiges und hochohmiges Audio wird das nicht 
reichen, aber für bidirektionale Leistungsanwendungen durchaus oft.

von Felix P. (jazzfelix)


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Uwe Beis schrieb:
> Ja, es geht prinzipiell, aber wahrscheinlich nicht für deine (bisher
> undefinierten) Ansprüche gut genug. So, wie ein Trafo Wechselspannungen
> bidirektional transformieren kann, kann man das auch mit
> Gleichspannungen machen, wenn man entsprechende "Zerhacker-" und
> Gleichrichterschaltungen einsetzt.
>
> Ein solcher einfacher Zerhacker, z. B. eine H-Brücke, wirkt gleichzeitig
> auch als synchroner Gleichrichter. Also ist die Lösung ein Trafo, zwei
> H-Brücken die synchron angesteuert werden, und das war's (hier ist einer
> der seltenen Fälle, in denen auch im Deutschen ein Apostroph hin gehört
> - die meisten anderen, die man liest sind, sind sog. Deppenapostrophe -
> Danke, Niels). Für hochwertiges und hochohmiges Audio wird das nicht
> reichen, aber für bidirektionale Leistungsanwendungen durchaus oft.

Vielen Dank! Das ist mal eine verstaendliche und brauchbare Antwort.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Wegen des Dankes noch eine Lösung:

Deine Schaltung oben ist kein kompletter Blödsinn, sie ist fast richtig. 
Es muss lediglich 1. in die Ausgangsleitungen je ein Widerstand 
geschaltet werden und 2. das Produkt der Verstärkungen muss kleiner als 
1 sein, wobei so nahe wie möglich an 1 angestrebt werden sollte. Das ist 
bei nicht-invertierenden Verstärkern mit einer Verstärkung von (knapp) 1 
besonders einfach.

Annahme: In den Ausgang kommt je 1 Ohm. Die Verstärkung ist je 99.9%. 
Lege ich an einen Ein-/Ausgang eine Spannung von 1V an, ergibt sich ein 
stabiler Ruhezustand wie folgt:

Die 1V werden zu 0.999V, die am anderen Ein-/Ausgang (nennen wir ihn 
jetzt Ausgang) anstehen, sofern der Ausgang unbelastet ist.

Diese 0.999V werden auf dem Rückweg zu 0.998V. Es stehen 2 mV über die 1 
Ohm am Eingang an, d. h., es fließt ein Eingangsstrom von 2 mA, also ist 
der Eingangswiderstand 500 Ohm.

Wenn der Ausgang belastet wird, wird auch der Eingang belastet. Der 
Ausgang hat einen Ausgangswiderstand, hier von 1 Ohm. Wird am Ausgang 
1mA abgenommen, wird auch der Eingang mit ca. 1mA mehr belastet (soweit 
ich das erkennen kann, genauer mit 0.999 mA).

Dass Ganze verhält sich wie ein Stück Draht mit schlechter Isolation, 
hohem Widerstand und, wegen des dynamischen Verhaltens der Op-Amps, mit 
einer deutlichen Kapazität. Nur dass dieser Draht auch "transformieren" 
kann.

Unter normalen Umständen kommt es zu keiner Schwingneigung, aber das 
jetzt mathematisch exakt aufzudröseln, geht mir etwas zu weit.

von lrep (Gast)


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TomA schrieb:
> Wie soll das funktionieren - ist denn schon wieder 1.April?

Das macht man mit Open-Collector-Treibern und Pull-Up-Widerständen.

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