Schönen guten Tag, ich versuche aus einer Spannungsquelle mit +5V und GND, eine symmetrische Spannung mit +/- 2,5V zu erzeugen. Die Schaltung dazu befindet sich im Anhang. In der Theorie funktioniert das alles sehr schön, allerdings stehe ich etwas auf dem Schlauch, wie ich das Ganze auf mein Steckbrett zusammenschalten soll. Bei der Spannungsquelle steht mir lediglich ein Anschluss für die +5V und einer für den GND zur Verfügung. Normalerweise gehören ja ein Anschluss über den oberen 10k-Widerstand und einer unterhalb des unteren 10k-Widerstandes. Aber damit alles funktioniert, muss der GND doch hinter den Spannungsfolger?! Wenn ich den GND an die untere Seite beim V- packe, dann funktioniert meine nachfolgende OPV-Schaltung nicht mehr. Ich hoffe ihr könnt den Knoten in meinem Kopf etwas lockern :) Gruß, Steffen
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Steffen schrieb: > Aber damit alles funktioniert, muss der GND doch > hinter den Spannungsfolger?! Das (GND der 5V und VGND aus dem 324) sind offensichtlich 2 verschiedene Leitungen die nicht verbunden werden, aber V- und GND der 5V gehören verbunden. Dein Problem sind die Namen, aber das sind bloss Namen. Bloss weil einer Hans-Jörg heisst und der andere auch Hans-Jörg heisst, sind das doch noch lange nicht dieselbe Person. Hingegen heisst der erste Hans-Jörg vielleicht auch Hajo.
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Hallo Steffen, vielleicht hilft Dir die Schaltung im Anhang etwas weiter. Diese erzeugt +/-4.5V aus +9V. Das komplette Dokument kannst Du als PDF runterhalten von: http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/mess/soundkarte/hardware/adamczyk/USB-Soundstick-Schnittstelle.pdf Gruß Hans-Werner
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Original-Schaltplan.png
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Mit Anhang noch der Original-Schaltplan von: http://sound.westhost.com/project154.htm Gruß Hans-Werner
hans-werner schrieb: > vielleicht hilft Dir die Schaltung im Anhang etwas weiter. Diese Schaltung lügt sich sauber an: da steht an 2 komplett verschiedenen Potentialen 0V. Im realen Elektrikerleben sind solche Punkte miteinander verbunden (oder können ohne böse Folgen verbunden werden). Das geht hier nicht! Die zweite Schaltung geht dem Problem durch die Verwendung einer Batterie "elegant" aus dem Weg. Steffen schrieb: > allerdings stehe ich etwas auf dem Schlauch, wie ich das Ganze auf mein > Steckbrett zusammenschalten soll. Womit willst du das auf deinem Steckbrett zusammenschalten? Mit einer Schaltung, die ihrerseits bereits V- als GND verwendet? In diesem Fall hast du dann nämlich nicht +-2,5V erzeugt, sondern +2,5V und 5V... Du kannst diese "virtuelle symmetrische" Spannung von +-2,5V nur dann verwenden, wenn du eine zusätzliche (potentialgetrennte) Versorgung für die 0/5V aufbaust. In diesem Fall darfst du dann deinen VGND mit den 0V verbinden und hast bezogen auf diese 0V-Masse dann 3 Spannungen im System: -2,5V, +2,5V und 5V.
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Hallo Lothar, da hast Du natürlich Recht. Auf meinem Bildchen (Schaltplan.png) hätte ich richtigerweise links besser auch eine Batterie wie im "Original-Schaltplan.png" eingezeichnet, zumal es real ja auch eine 9V-Batterie ist. Gruß Hans-Werner
Danke für die bereits zahlreichen Antworten! Lothar M. schrieb: > Womit willst du das auf deinem Steckbrett zusammenschalten? Mit einer > Schaltung, die ihrerseits bereits V- als GND verwendet? In diesem Fall > hast du dann nämlich nicht +-2,5V erzeugt, sondern +2,5V und 5V... > > Du kannst diese "virtuelle symmetrische" Spannung von +-2,5V nur dann > verwenden, wenn du eine zusätzliche (potentialgetrennte) Versorgung > für die 0/5V aufbaust. In diesem Fall darfst du dann deinen VGND mit den > 0V verbinden und hast bezogen auf diese 0V-Masse dann 3 Spannungen im > System: -2,5V, +2,5V und 5V. Ich habe in meinem Fall ein GND als V-. Heißt, ich kann ohne weiteres bzw. ohne Verwendung einer Batterie keine symmetrische Spannung erzeugen? Gruß, Steffen
Steffen schrieb: > Heißt, ich kann ohne weiteres bzw. ohne Verwendung einer Batterie keine > symmetrische Spannung erzeugen? Es muss keine Batterie sein. Es muss aber eben eine andere zweite, potentialgetrennte Spannungsquelle sein, wenn du unbedingt die +-2,5V haben willst. In der Praxis sagt man sich aber: das ist mir egal. Ich "denke" mir als Bezugspunkt für den OP einfach +2,5V und berechne dessen Beschaltung so, dass sich Alles um diese +2,5V "herum" abspielt. Damit erhalte ich dann bezogen auf diese +2,5V eben genau die gewünschte Aussteuerung von +-2,5V. Man muss dann natürlich immer diese "Offsetspannung" mit im Auge beahlten. Evtl. wäre es an dieser Stelle aber signifikant einfacher, du sagst einfach, was du da machen willst...
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"Schaltplan.png" korrigiert in "Schaltplan (korrigiert).png". Für die in "Schaltplan (korrigiert).png" dargestellte Schaltung ist die 9V-Batterie links zwingend ! Dank an Lothar für den Hinweis - ich hoffe, so ist das Schaltbild nicht mehr irreführend. Gruß Hans-Werner
Gut, ich werde mein Problem mal noch etwas näher erläutern. Ich habe einen NTC, der eben alles andere als linear ist. Zur Linearisierung habe ich dann unter folgendem Link eine gute Schaltung gefunden: https://de.wikibooks.org/wiki/Linearisierung_von_resistiven_Sensoren/_Heissleiter Allerdings habe ich als Spannungsversorgung eben nur +5V und GND zur Verfügung. Im LtSpice habe ich das ganze auch schon schön simuliert, aber die Praxis bereitet mir jetzt Schwierigkeiten. Natürlich gibt es auch OPV's die ohne symmetrische Spannung klarkommen, aber ohne ein V- funktioniert die ganze Linearisierung nicht, weshalb ich an dieser Stelle leider nicht drauf verzichten kann. Gruß, Steffen
Was machst du mit dem Wert der aus deiner Schaltung rauskommt. Ich rate mal: Du willst ihn in einem µC / Arduino einlesen, oder? Dann lass den Quatsch und mach die Linearisierung in der Software auf dem µC.
Steffen schrieb: > aber ohne ein V- funktioniert die ganze Linearisierung nicht Funktioniert diese Schaltung tatsächlich auch mit +-2,5V? Welche OP verwendest du da? Ansonsten: nimm die verlinkte Schaltung und schließe deinen VGND an den GND der Linearisierung an. Die -15 ist dann das, was du als V- bezeichnest und die +15 das, was du V+ nennst. Und dnn bekommst du für den uC eben eine Ausgangsspannung heraus, die um 2,5V über dem Minuspol der Versorgung (=GND) liegt. An diesem Minuspol hängt dann auch der Rest der Schaltung. Ich hoffe, dir ist klar, dass di Schaltung in der Simulation nur deshalb so gut funktioniert, weil 2. die Doiden absolut gleich sind und 2. dort keine Temperatureinflüsse berücksichtigt werden... > Ich habe einen NTC Musst du da unbedingt so ein ungeschicktes Bauteil zum Temeperaturmessen nehmen? Kannst du nicht sowas wie den LM235 einsetzen?
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Der Andere schrieb: > Was machst du mit dem Wert der aus deiner Schaltung rauskommt. > > Ich rate mal: Du willst ihn in einem µC / Arduino einlesen, oder? > > Dann lass den Quatsch und mach die Linearisierung in der Software auf > dem µC. Nein, kein Mikrocontroller. Die analoge Spannung wird von einem Gerät eingelesen und dann gibt's die Temperatur auf dem Display. Ich kenne den Spannungs-Temperaturverlauf und bin mit der Schaltung auf +/- 2mV Abweichung dran. Natürlich könnte man das Ganze auch über einen Controller machen, aber ich wollte mich mal in der Analogtechnik versuchen. Man vergisst schnell, dass man auch damit recht gute Resultate erhält. Daher der "Mehraufwand".
An alle, die hier gut gemeint Schaltpläne aus der Hüfte schießen: Habt ihr Euch mal Gedanken darüber gemacht, wie der OpAmp die 2 * 220µF, die am Ausgang hängen treiben soll? Ich zitiere mal das TI Datenblatt zum LM358: > Capacitive loads which are applied directly to the output of the > amplifier reduce the loop stability margin. Values of 50 pF can be > accommodated using the worst-case non-inverting unity gain connection. > Large closed loop gains or resistive isolation should be used if > larger load capacitance must be driven by the amplifier. Das, was ihr hier vorschlägt ist instabil. Ja, kann in der Praxis auch mal funktionieren, aber eine Garantie dafür gibt es nicht. Gruß, Nils
Nils P. schrieb: > Habt ihr Euch mal Gedanken darüber gemacht, wie der OpAmp die 2 * 220µF, > die am Ausgang hängen treiben soll? > Ich zitiere mal das TI Datenblatt zum LM358: >> Capacitive loads which are applied directly to the output Da ist doch nichts direkt ansngeschlossen. Da ist ein Widerstand dazwischen...
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Steffen schrieb: > Natürlich könnte man das Ganze auch über einen Controller machen, aber > ich wollte mich mal in der Analogtechnik versuchen. Man vergisst > schnell, dass man auch damit recht gute Resultate erhält. Und dann gleich ein Logarithmierer? Dann höre auf das was Lothar gesagt hat. Simulation ist eins, die Realität sieht oft ganz anders aus.
Würde es denn mit einem entsprechenden DC/DC-Schaltregler funktionieren?
Steffen schrieb: > Würde es denn mit einem entsprechenden DC/DC-Schaltregler > funktionieren? Lass dich nicht in die Irre leiten. Es geht schon, an 5 V eine Schaltung zu hängen, die +2.5V und -2.5V verarbeitet. Nur nicht mit einem LM324, der verbraucht nämlich 1.5V der 5V, liefert also höchstens noch 3.5V was, wenn man 2.5V als 0V umbenennt, nur noch zu +1V führt. Man braucht rail-to-rail R2R OpAmps wie TS912 oder LMC6264 oder AD822. Zur Erzeugung der 0V an Stelle von 2.5V siehe: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.2 Zur Linearisierung von NTC siehe: http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.32 Zu deiner Schaltung: Die Schaltung funktioniert nur, wenn durch D1 und D2 derselbe Strom fliesst. Da der Strom durch D1 vom NTC abhängt, also alles andere als konstant ist, passt das nicht. Die +15V liegen immerhin weit genug weg von den ca. 0.6V der Dioden, so dass sich bei kleinem Temperaturbereich (NTC z.B. 46k-48k) der Festwiderstand 47k ein ähnlicher Strom einstellt. Bei nur noch +2.5V gegenüber den +0.6V der Diode sieht das mit der Stromkonstanz schon schlechter aus. Die Schaltung verhält sich gegenüber der Theorie also deutlich schlechter.
Mal entkoppelt von der Schaltung mit dem OPV- könnte ich beispielsweise mit einem LTC1046 aus meinen +5V und GND eine +/-5V Quelle machen, um damit das ganze zu versorgen? Gruß, Steffen
Steffen schrieb: > Mal entkoppelt von der Schaltung mit dem OPV- könnte ich beispielsweise > mit einem LTC1046 aus meinen +5V und GND eine +/-5V Quelle machen, um > damit das ganze zu versorgen? ja MaWin schrieb: > Zu deiner Schaltung: Die Schaltung funktioniert nur, wenn durch D1 und > D2 derselbe Strom fliesst. Da der Strom durch D1 vom NTC abhängt, also > alles andere als konstant ist, passt das nicht. Nein, wenn durch beide Dioden der gleiche Strom fließen würde, wäre die Spannung an beiden Dioden gleich und am Ausgang wären immer 0V. Durch D1 fließt der Strom des NTC, die Spannung richtet sich nach der logarithmischen Kennlinie der Diode und der Temperatur. Der Strom durch D2 ist konstant, die Spannung ist daher nur von der Temperatur abhängig. Die Temperaturabhängigkeiten der beiden Dioden kompensieren sich, sodass nur die logarithmische Abhängigkeit übrig bleibt. Anstelle der Dioden wäre es besser, Transistoren mit verbundenen Basis-Kollektoranschlüssen zu verwenden. Diese haben für diesen Zweck bessere Eigenschaften. Sie sollten auch thermisch gut gekoppelt sein, am besten ein Doppeltransistor in einem Gehäuse.
Earl S. schrieb: > Nein, wenn durch beide Dioden der gleiche Strom fließen würde, wäre die > Spannung an beiden Dioden gleich und am Ausgang wären immer 0V. Stimmt, war noch zu früh.
Steffen schrieb: > Ich kenne den > Spannungs-Temperaturverlauf und bin mit der Schaltung auf +/- 2mV > Abweichung dran. Nur in der Simulation oder auch in der Praxis? Ich bin heutzutage auch zu faul, ein Potigrab einzubauen und umständlich abzugleichen. Die Formel in den MC eingeben und fertig.
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