OP-Schaltung gesucht

[Maro (Gast)]

Guten Tag die Herren

Kann mir vieleicht jemand helfen, ich benötige eine OP schaltung an der 
eine Ue Spannung von Umin 1,5V und Umax 1.9V anliegt. Am Ausgang sollte 
die Spannung Umin 0V -Umax 3.3V betragen.

Also wenn Ue 1.5V ist muss Ua 0V betragen usw.

Benötige sozusagen eine höhere Auflösung für das Eingangssignal.

Freundliche Grüsse
Maro

[Christian L. (cyan)]

Nennt sich Differenzverstärker.

Operationsverstärker-Grundschaltungen

[Nils P. (torus)]

Verschalte drei OpAmps als Instrumentation Amplifier oder kauf Dir 
gleich einen, ist weniger Arbeit.

Am negativen Eingang legst Du 1.5V. Gain stellst Du bei einem 
Instrumentation Amplifier in der Regel mittels eines Widerstandes ein. 
Der sollte den Gain auf 8.25 stellen (3.3V / 0.4V).

Warscheinlich willst Du mit dem Ausgang in einen Analog-Digital 
Converter eines Mikrocontrollers, richtig? Dann solltest Du hinter den 
Ausgang noch zur Sicherheit einen Widerstand (10k) und eine 3.3V Zeener 
Diode vorsehen, damit der Ausgang wirklich nicht signifikant über die 
3.3V springen kann.

[TM F. (p_richner)]

Einen nichtinvertierenden Verstärker aufbauen(siehe Wikipedia) mit V = 
8.25(Dabei einen Widerstand selber wählen), den negativen Eingang mit 
Spannungsteiler auf 1,5V.

edit: Andere waren schneller:)

[Der Andere (Gast)]

TM F. schrieb:
> den negativen Eingang mit
> Spannungsteiler auf 1,5V.

Was so einfach nicht geht, weil man den negativen Eingang ja für die 
verstärkungsbestimmende Rückkopplung benötigt.
Also entweder wie Nils sagt einen Instrumentenverstärker oder ein 
nichtinvertierender Verstärker mit Offset:

https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset

[Helmut S. (helmuts)]

> Spannungsteiler auf 1,5V

Die 1.5V stimmen nicht. Es muss etwas mehr sein. Die genaue Zahl verrate 
ich nicht. :-)

[TM F. (p_richner)]

Ist am Ausgang -3,3 oder +3.3V ?? Je nach Spannung brauchst du den 
invertierenden oder nichtinvertierenden OPV.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Maro schrieb:
> Am Ausgang sollte die Spannung Umin 0V -Umax 3.3V betragen.
Welche Versorgung bietest du den OP-Amps?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Man kann es so ungefähr wie im Anhang machen. Wenn VCC tatsächlich nur
3,3V ist und an den Ausgang ein ADC kommt, musst du als Opamp einen
Rail-to-Rail-Typ nehmen.

Des Weiteren solltest du dann als Ausgangsspannungsbereich nicht 0 bis
3,3V ansteben, sondern etwas weniger, also bspw. 0,1V bis 3,2V. Dann
bist du sicher, dass das Ausgangssignal am unteren und oberen Ende nicht
verfälscht wird. Entsprechend müssen dann die Widerstände anders
dimensioniert werden.

[Harald W. (wilhelms)]

Yalu X. schrieb:

> Dann bist du sicher, dass das Ausgangssignal am unteren und oberen
> Ende nicht verfälscht wird.

..und man kann die Werte <0,1V und >3,2V als Fehlerindikator verwenden.

[Andi (Gast)]

Ich versuche hier gerade wie blöd Maschengleichungen aufzustellen, um 
Yalu's Schaltung zu verstehen und dimensionieren zu lernen.
Stelle mich etwas doof an. Vielleicht kann mir da einer auf die Sprünge 
helfen wie das berechnet wird? Wäre nett.

Ich hätte Schleifen versucht:

(1) -V2 + I1*R1 + 3.3 = 0

(2) -3.3 - I1*R1 + T3*R3 = 0

(3) -V2 - R2*R2 + Vout = 0

und

I2 = I1 + I3


Muss ich noch irgendeinen Trick nehmen und V2 in dem Sollbereich 
1.5..1.9 annehmen?
Ich tue mich da etwas schwer, hatte mich zuerst über die 'Übungsaufgabe' 
gefreut, aber jetzt...

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Andi schrieb:
> Muss ich noch irgendeinen Trick nehmen und V2 in dem Sollbereich
> 1.5..1.9 annehmen?

Wo ist das Problem?

Du hast 4 Gleichungen (mit ein paar Tippfehlern ;-)) und die 4
Unbekannten Vout, I1, I2, I3. Dieses Gleichungssystem löst du und hast
damit Vout in Abhängigkeit von V2. Setzt du nun die Werte 1,5V und 1,9V
in diese Lösung ein, kommen für Vout 0,03V bzw. 3,32V heraus.

Ich löse aber solche Aufgaben meist mit dem Knotenpunktverfahren. Das
führt in diesem Fall zu einer einzigen statt 4 Gleichungen.