Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mittels µC einen variablen Spannungsverstärker ansteuern


von David K. (dekay)


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Guten Tag zusammen,

Ich möchte mittels STM32F072 einen Spannungsverstärker AD8337 ansteuern.
Der AD8337 wird mittels einem Gain-Eingang gesteuert dessen 
Regelspannung im Bereich von -0,7V bis 0,7V liegt.

Die Idee ist nun diesen Bereich mittels DAC vom µC möglichst fein 
Umzusetzen. D.h. der DAC liefter eine Spannung von min 0,2V bis max ~3V
diesen Spannungsbereich würde ich nun gerne mittels entsprechender 
Schaltung auf -0,7 bis 0.7 transformieren.

Jedoch bin ich derzeit ein bisschen Planlos und finde keine Schaltung 
die mir diese Aufgabe zu meiner Zufriedenheit lösen könnte.

Hat hier vielleicht jemand eine Idee oder kennt diverse IC's die einen 
Spannungsbereich in einen anderen Transformieren?

Danke schonmal im voraus!

von Max M. (jens2001)


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David Kramp schrieb:
> IC's die einen
> Spannungsbereich in einen anderen Transformieren

OPAs

von Norbert M. (Gast)


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Meine Meinung: Entweder Ausgabebereich des DACs zum Beispiel auf 0 bis 
1,4V setzen, und davon mittels Subtrahierschaltung 0,7 wegnehmen oder 
besser noch gleich einen VGA nehmen, der eine Digitalschnittstelle hat.

LG, N0R

von David K. (dekay)


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Danke schonmal für die schnellen Antworten!

Ich habe mir nun nochmals Gedanken gemacht und folgende OP-Schaltung, 
siehe Anhang, geplant.

Es handelt sich dabei um eine Addierer-Schaltung.
Bei 0V Ausgang vom DAC wirkt nur die Referenzspannung von -0,7V, dieser 
Zweig hat eine Verstärkung von -1. Somit erhalte ich am Ausgang 0,7V und 
volle Verstärkung vom Verstärker.
Umso mehr ich nun die DAC-Spannung erhöhe, umso mehr geht meine 
Ausgangsspannung richtung -0,7V.

Die Referenzspannung von -0,7V möchte ich über die Versorgungsspannung 
von -5V und einem Spannungsteiler: "Widerstand Diode" erzeugen.

Somit decke ich grob den bereich -0,7V bis 0,7V ab.
Natürlich lässt sich das ganze noch Optimieren, wenn ich die genauen 
Ausgangspegel kenne (DAC, laut Datenblatt geht dieser nur bis 0,2V 
runter).
Wahrscheinlich nutze ich auch noch ein paar Potentiometer für diverse 
Offsets.

Aber ist vom Prinzip diese Schaltung brauchbar?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn wir mal vom alten TL081 Schlachtschiff absehen (da gibt es heute 
doch deutlich bessere OPV) und davon, das die Schaltung invertiert, 
würde ich die Offsetspannung (die -0,7V) vom -Eingang trennen und auf 
den +Eingang legen, so beeinflusst sie den DAC nicht. An den Eingang 
oder in den Gegenkopplungszweig legst du den Gain Trimmer.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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David K. schrieb:
> Aber ist vom Prinzip diese Schaltung brauchbar?

vielleicht, warum nicht den normalen Addierer?

R1 vom DAC angesteuert ggffs mit Teiler 0-1.4V, R2 setzt einen negativen 
Offset zu 0,7V aus einer Referenz an der negativen Versorgung.
Rechnerisch gibt das Egebnis -0.7 bis +0.7

Du könntest einen dual OPV nehmen und den DAC erst mal mit einen 
Impedanzwandler entkoppeln dann teilen und zum 2ten Addierer schicken.

Wenn der gewählte OP im Nullpunkt besser arbeitet auch den Arbeitspunkt 
da hinlegen und am Ausgang vom Addierer die -0.7 bis +0.7 durch Teiler 
oder gewählte Verstärkung legen.

von David K. (dekay)


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Nochmals Danke für eure Antworten.
Ich habe nun einen hoffentlich besseren OP verwendet und einen 
Subtrahierer aufgebaut der mir die gewünschten Pegel liefern soll. 
Bietet zwei Vorteile:
1. Ich habe Referenzspannung und DAC-Spannung sauber getrennt ohne 
Impedanzwandler und 2. Ich invertiere nicht mehr, wenn ich nun 0V vom 
DAC ausgebe erhalte ich -0,7V und somit die geringste Verstärkung vom 
AD8337.

So nun folgende Fragen, mir fehlt leider noch Praxiserfahrung:

1. Ist es sinnvoll die Referenzspannung von 0,7V mit einer Diode zu 
realisieren?
Oder greife ich da lieber auf einen Spannungsteiler mit Poti zurück zum 
nachjustieren?
Halte die Diode für etwas stabiler, leider gibt es keine Referenz oder 
Zenerdiode für diese niedrige Spannung.

2. Ist nun noch ein Impedanzwandler nötig? Bei der Addiererschaltung 
konnte ich die bedenken gut verstehen, in diesem Fall sind 
Referenzspannung und DAC ja klar getrennt.

Schonmal vielen Dank für eure Antworten
Gruß

von Joachim B. (jar)


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David K. schrieb:
> Nochmals Danke für eure Antworten.
> Ich habe nun einen hoffentlich besseren OP verwendet und einen
> Subtrahierer aufgebaut der mir die gewünschten Pegel liefern soll.
> Bietet zwei Vorteile:

ich sehe einen Komperator keinen Subtrahierer, aber ich bin nicht so der 
OP Kenner.

bleibe doch bei dem Addierer mit einer negativen Addition -0,7V zu 
reduziertem DAC Ausgang 0-1.4 gibt es genau deine -0.7 bis +0.7

Die Referenzspannung wird auf den -Ub erzeugt als Ref Spannung -Ub minus 
0.7

also -Ub wäre -5V die Ref Spannung dann zu 4.3V wäre auf den Nullpunkt 
bezogen -0.7

Bei DAC 0V käme eben -0.7 raus bei DAC 1.4 eben +0.7

von Norbert M. (Gast)


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David K. schrieb:
> 1. Ist es sinnvoll die Referenzspannung von 0,7V mit einer Diode zu
> realisieren? Oder greife ich da lieber auf einen Spannungsteiler mit
> Poti zurück zum nachjustieren? Halte die Diode für etwas stabiler, leider
> gibt es keine Referenz oder Zenerdiode für diese niedrige Spannung.

Ich bin nur Laie, also bitte nicht schlagen, falls ich Dummfug erzähle!
Aber ich würd's aus dem Stehgreif so machen: Hinreichend unbelasteten 
Spannungsteiler mit Präzisionswiderständen aufbauen, und dessen 
Abgriffspannung wiederum mit einem OP "auskoppeln". Oder Referenz nehmen 
und mit OP auf die gewünschte Zielspannung verstärken.

Wie gesagt, bin nur Laie, die Thematik interessiert mich aber sehr, 
deswegen hab' ich mich nochmal hier eingeklinkt. Was meinen die Experten 
wäre sinnvoller, Spannungsteiler + OP oder Refernez + OP?

LG, N0R

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Diode hat 2 mV/K tempco. Uf hängt auch stark vom Strom ab.

Stabil oder präzise ist das nicht, reicht aber für vieles aus.

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