Hallo Forumsgemeinde!, benötige wieder einmal Eure Hilfe... Ich möchte eine Analogspannung von einem Shunt mit Hilfe eines OPV 'skalieren' Eingang: 0 bis 820mV Ausgang: 20mV bis 840mV Offset also +20mV Habe bereits einige Schaltungen von der Wiki-Seite simuliert... Leider komme ich da auf keinen grünen Zweig... Könnt Ihr mir da bitte einen Denkanstoß geben... Vielen Dank im Voraus für Eure Hilfe! Gruß Tim
Anstoß: Summierschaltung
Hallo, nimm einen Instumentverstärker, wie z.B. INA114, AD620 oder andere. Für Verstärkung 1 brauchst nicht mal den Einstell-R für die Verstärkung anschließen. Diese haben ein extra Pin, an das man direkt eine Offsetspannung anlegen kann, also die gewünschten 20mV. Gruß Öletronika
Ich nehme mal an, dass der Shunt relativ niederohmig ist. Einfach einen 1kOhm Serienwiderstand nehmen und am Ende des Widerstandes, in Richtung der weiteren Auswertung, einen 100kOhm nach +2,5V oder +5V. Der 100kOhm Widerstand erzeugt ca. 25mV bzw 50mV Hub. Allerdings schwächt er das Signal um 1% ab, also nur noch 99% Hub.
Gast
#4529147
So etwas leichtes auf einen Freitag. :) OPV-Summierer-Schaltung fertig.
Vielen Dank für Eure Denkanstöße! Der Ansatz mit dem Spannungsteiler von Helmut funktioniert wunderbar. Leider wird das Signal abgeschwächt (wie bereits erwähnt) Ich bekomme das mit einem OPV Summierer einfach nicht hin. Könnt Ihr mir bitte eine erweiterte Hilfestellung geben. Gruß Tim
Tim M. schrieb: > Der Ansatz mit dem Spannungsteiler von Helmut funktioniert wunderbar. > Leider wird das Signal abgeschwächt (wie bereits erwähnt) Dann setz doch einen OPV als Spannungsfolger oder Verstärker dahinter.
Hier ein Beispiel mit LTspice. Dafür benötigst du einen Rail to Rail CMOS Opamp, z. B. den LTC6084 den es direkt in LTspice gibt.
Angehängte Dateien:
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Anpassung.PNG
(22 KB)
Vielen Dank für das Beispiel! Die Schaltung funktioniert wunderbar! Hab in den letzten Tagen versucht die Schaltung für meine Zwecke anzupassen. Hat leider nicht ganz so geklappt... Könnt Ihr mir da bitte nochmal eine Hilfestellung geben. Offset: 100mV Spannungsteiler: R2: 330kOhm R3: 6.8kOhm -> 100.95mV -> neuer Offset: 101mV Hab dann den Verstärkungsfaktor berechnet: -> 0.101V = 0.10095V * (1 + R4/10000Ohm) -> R4 = 4.952 Ohm Wenn ich das mit LTspice simuliere bekomme ich folgende Werte 0A -> 101.0462mV => OK 1A -> 904.8860mV => Es sollten rechnerisch 921mV sein 2A -> 1708.7020mV =>Es sollten rechnerisch 1740mV sein Was mache ich falsch?
Hallo Tim, Nach einer wirklich längeren Berechnung kommen am Ende recht einfache Formeln heraus. Bitte die Bezeichnung der Widerstände im Schaltplan beachten. R2 = Ub/Uoffs*(Rs+R1) R4 = R3*Uoffs/Ub Im Anhang ist der Schaltplan(.asc) und die Plotdatei(.plt) für LTspice. Wenn man nach der Simulation meine Skalierung 0V/1V haben will, dann muss man das Plot-Setting laden. Plot Settings -> Reload Plot Settings Gruß Helmut
Angehängte Dateien:
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Anpassung1.PNG
(31 KB)
Hallo Helmut klappt wunderbar! :) War mit meinen Berechnungen total auf den Holzweg... Wie bzw. woher hast Du die Formeln abgeleitet? R4 kann ich mit der Formel Ua = Ue * (1+R4/R3) berechnen. -> R4 = (Ua/Ue – 1) * R3 -> R4 = (0.1V/0.098039 - 1) * 10000 => 200 Ohm Nur R2 ist mir noch nicht ganz so klar… Jetzt hab ich noch eine Frage zum OP. Muss ich da auf etwas Acht geben oder kann ich da jeden gängigen Rail to Rail OP verwenden? Gruß Tim
Man muss am Anfang die unbekannte Verstärkung v des nicht invertierenden Verstärkers auch schon bei der Berechnung des Eingangssignales beachten. Das ist das Geheimnis. Erst ganz am Schluss hat man dann eine Gleichung in der nur noch die Verstärkung v als Unbekannte vorkommt. Dann berechnet man durch einsetzen von v in die vorherigen Gleichungen die 2 Widerstandswerte.
1. Da die Eingangsspannung bis 0V geht, benötigt man schon mal einen Opampp der 0V am Eingang kann auch wenn die negative Versorgung bei 0V liegt. Das muss erst mal nicht unbedingt "rail to rail" am Eingang sein. Auch die "single supply" Opamps können das im allgemeinen. 2. Am Ausgang muss der Verstärker auch bei 100mV sauber funktionieren. Das können meistens nur solche die "rail to rail" am Ausgang haben. Natürlich geht das mit Krücken auch mit einem LM358 indem man am Ausgang einen 1kOhm nach Masse anschließt.
> Nur R2 ist mir noch nicht ganz so klar…
Über R2 wird doch der Offset eingespeist. Statt an Ub wird man da
naürlich eine Referenzspannung(2,5V) an R2 anschließen, wenn es auf hohe
Genauigkeit ankommt. Außerdem werden dann natürlich 1% oder gar 0,1%
Widerstände Pflicht.
>Über R2 wird doch der Offset eingespeist. Ja weiß ich - Ich meinte die Formel: R2 = Ub/Uoffs*(Rs+R1) >Außerdem werden dann natürlich 1% oder gar 0,1% >Widerstände Pflicht. Ja - hätte ich genommen. Ich denke ich hab es so einigermaßen verstanden... Werde das ganze einmal in der Praxis aufbauen und testen. Edit: Wie kommst Du beim LM358 auf 1kOhm? - Im Datenblatt von z.B. ti stehen ebenfalls 10kOhm...
> Edit: Wie kommst Du beim LM358 auf 1kOhm? - Im Datenblatt von z.B. ti
stehen ebenfalls 10kOhm...
Da du nur bis 1V Ausgangsspannung brauchst sind die 1kOhm meiner Meinung
nach sicher besser als nur 10kOhm zu nehmen.
Alternativ gleich einen Opamp nehmen der bei 100mV Ausgangsspannung
auch ohne solche Tricks vernünftig funktioniert.
Alles Klar! :) Vielen Dank für Deine Hilfe / Erklärung! :)
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