Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp mit 2,5 Gain und "0" Offset


von Heinz L. (luli)


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Hallo Gemeinde,

benötige einen OpAmp mit 2,5x Verstärkung (Gain) der Ausgangsspannung 
(im Vergleich zur Eingangspannung) und mit nahezu "0" Offset!


Gibt es sowas und welchen könnt ihr da empfehlen?

Sollte nicht zu schwer zu beschaffen sein.

Vielen Dank

: Verschoben durch User
von Wolfgang (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> benötige einen OpAmp mit 2,5x Verstärkung (Gain) und nahezu "0" Offset!
>
> Was könnt ihr da empfehlen?

Wie die Bezeichnung OpAmp schon sagt, suchst du einen 
Operatiorsverstärker. Eine Eigenschaft eine OpAmps ist es, dass die 
Verstärkung der Schaltung erst durch die Beschaltung festgelegt wird. 
Die Leerlaufverstärkung brauchst du für genauere Betrachtungen, z.B. 
bezüglich Bandbreite. Der Offset wird übrigens in der Einheit Volt 
angegeben und OpAmps ohne Offset gibt es IMHO nicht.

von Der Andere (Gast)


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Ein OP hat immer eine sehr hoha Leerlaufverstärkung.
Eine definierte Verstärkung bekommst du mit der entsprechenden 
Grundschaltung: invertierender Verstärker mit OP bzw. 
nihctinvertierender Verstärker.

Um dir evt. zu einem bestimmten Typ raten zu können musst du mehr 
Parameter definieren:
AC/DC Signal
Frequenz evt. slew Rate
Versorgungsspannung
gewünschter max. Eingangs / Ausgangsspannungen bzw Spannungshübe
...

auch die paraemtrische Hilfe der Hersteller kann dir helfen deinen OP zu 
finden.

von HildeK (Gast)


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... und auch den Offset kann man durch geeignete Beschaltung abgleichen 
bzw. minimieren.

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> paraemtrische Hilfe der Hersteller

Sorry ich habe wohl gerade einen Knoten in den Fingern
"parametrische Suche der Hersteller"
sollte das heissen.

von Forist (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Gibt es sowas und welchen könnt ihr da empfehlen?

Das kommt auf die Anwendung und die genauen Anforderungen drauf an, 
jedenfalls wenn du nicht mehr Geld als nötig ausgeben willst.

p.s.
Im Analogtechnik-Forum wäre deine Frage deutlich passender angesiedelt.

von Der Andere (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> 2,5x Verstärkung

Bei so einer niedrigen Verstärkung sollte doch der Offset eh nur eine 
geringe Rolle spielen.

von Heinz L. (luli)


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also,

Versorgungspannung sollte +12V DC sein.

ich benötige den OpAmp weil ich einen Controller habe der mir 10mV/1C 
ausgibt.

mit einem OmAmp mit 2,5 fachen Verstärkung (angeschlossen an diesen 
Controller) der Eingangsspannung würde ich dann eben bei 0-12V ->> 
0-1200C am DVM ablesen können.

Das Offset sollte halt so gering wie möglich sein, ich weiß das es kein 
"0"-Offset OpAmp in Wirklichkeit gibt

wie kann ich die Verstärkung der Eingangsspannungvon um das 2,5fache 
realisieren? Könnte mir das jemand kurz aufzeichnen?

vielen Dank

: Bearbeitet durch User
von Unwilliger (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> wie kann ich die Verstärkung der Eingangsspannungvon um das 2,5fache
> realisieren? Könnte mir das jemand kurz aufzeichnen?

Schau Dir doch mal den Artikel der Woche an.

von Andrew T. (marsufant)


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Heinz L. schrieb:
> also,
>
> Versorgungspannung sollte +12V DC sein.
>
> ich benötige den OpAmp weil ich einen Controller habe der mir 10mV/1C
> ausgibt.
>
> mit einem OmAmp mit 2,5 fachen Verstärkung (angeschlossen an diesen
> Controller) der Eingangsspannung würde ich dann eben bei 0-12V ->>
> 0-1200C am DVM ablesen können.
>
> Das Offset sollte halt so gering wie möglich sein, ich weiß das es kein
> "0"-Offset OpAmp in Wirklichkeit gibt
>
> wie kann ich die Verstärkung der Eingangsspannungvon um das 2,5fache
> realisieren? Könnte mir das jemand kurz aufzeichnen?

z.B. Ein AD8227 , und an dessen Ausgang eine Spannungsteile 10k/10K


8227 hat (unbeschaltet) eine Verstärkung von 5, und der Teiler am 
Ausgang halbiert,

somit hast du V = 2.5


Schaltung etc: datasheet AD8227.

hth.

von Der Andere (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> wie kann ich die Verstärkung der Eingangsspannungvon um das 2,5fache
> realisieren? Könnte mir das jemand kurz aufzeichnen?
Man sollte lernen selbst zu googeln, Hinweise gab es schon oben.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Verst.C3.A4rkergrundschaltungen

Heinz L. schrieb:
> der mir 10mV/1C
> ausgibt.

Also 1V pro 100°C.
Wie soll da ein Verstärker von 2,5 was nützen, dann hättest du 2,5V pro 
100°C.

Heinz L. schrieb:
> einen Controller
was soll das konkret sein? Mit Controller ist meist ein µC gemeint, der 
gibt normalerweise weder analoge Signale aus, noch kann er Temperatur 
messen.

Heinz L. schrieb:
> 0-1200C am DVM ablesen können.

Wie gesagt, mit deinen Angaben hast du das ohne Verstärkung von 2,5.

von Heinz L. (luli)


Angehängte Dateien:

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also,

der "Controller", so nenne ich ihn halt, gibt an seinem Ausgang 0-5V 
aus.

Wobei für 0V ->0C und für 5V ->1250C gelten.

Wenn ich nun einen OpAmp mit 2,5 facher Verstärkung verwende, dann kann 
ich ganz einfach am DVM die Temperatur ablesen.

Wird die Verstärkung wie auf dem Bild realisiert? Habe ich das richtig 
Verstanden?

Also:

Gain = 1 + R2/R1

von Forist (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> ich benötige den OpAmp weil ich einen Controller habe der mir 10mV/1C
> ausgibt.

Ah, ein Ladungsmessverstärker.

Bezgl. Offset wirst du einen Spannungswert für den maximal tolerierbaren 
Wert angeben müssen.

von Heinz L. (luli)


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Forist schrieb:
>
>
> Ah, ein Ladungsmessverstärker.
>
> Bezgl. Offset wirst du einen Spannungswert für den maximal tolerierbaren
> Wert angeben müssen.

wie meinst du das genau? " maximal tolerierbarer Wert"?

: Bearbeitet durch User
von Forist (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> wie meinst du das genau?
Du sagst, dass du von deinem Controller ein Signal von 10 Millivolt pro 
Coulomb bekommst.

Jetzt musst du abschätzen, wie groß der Offset des OP maximal sein darf, 
ohne dass deine Messgenauigkeit zu sehr unter diesem Fehler leidet. Und 
damit man anhand dieses Wertes einen Typ suchen kann, der das mindestens 
erfüllt, wirst du den Wert konkret angeben müssen.
"So gut wie möglich" wirst du nicht bezahlen wollen.

von Heinz L. (luli)


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Forist schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> wie meinst du das genau?
>
> Du sagst, dass du von deinem Controller ein Signal von 10 Millivolt pro
> Coulomb bekommst.
>
> Jetzt musst du abschätzen, wie groß der Offset des OP maximal sein darf,
> ohne dass deine Messgenauigkeit zu sehr unter diesem Fehler leidet. Und
> damit man anhand dieses Wertes einen Typ suchen kann, der das mindestens
> erfüllt, wirst du den Wert konkret angeben müssen. "So gut wie möglich"
> wirst du nicht bezahlen wollen.

du meinst, weil durch die Verstärkung dann eben es NICHT tatsächlich 
1250C sein werden, sondern eigentlich (wegen dem Offset) mehr/weniger?!

und C ist nicht Coulomb sondern Grad Celsius!!!

der LTH1050 sollte doch passen, oder?

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Wird die Verstärkung wie auf dem Bild realisiert? Habe ich das richtig
> Verstanden?
>
> Also:
>
> Gain = 1 + R2/R1

Genau so!
Und mach R2 1.5 mal größer als R2, also z.B. 10k und 15k.
Wenn die Quelle niederohmig ist, dann würde ein dritter Widerstand 
zwischen Eingang und +E mit R2||R1 (für meinen Vorschlag sind das dann 
6k) Stromoffsetfehlern entgegenwirken. Damit sehen dann beide 
OPA-Eingänge die selbe Quellimpedanz.

von hinz (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> "0" Offset!

Chopper stabilisierter Opamp!

Gibts den ICL7650 noch?

von Heinz L. (luli)


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sorry,

Tippfehler von mir!

meinte natürlich den LTC1050 von LINEAR

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1050fb.pdf

ist sogar speziell für Thermocouple-Anwendung konzipiert und ist für 
+12V Betriebsspannung.

Was meint ihr?

von Peter D. (peda)


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Heinz L. schrieb:
> und mit nahezu "0" Offset!

Die Offsetspannung gibt man in mV oder µV an, aber nicht in "nahezu".
Rechne einfach aus, welchen Fehler Deine Anzeige bezogen auf den Endwert 
haben darf.

von Heinz L. (luli)


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HildeK schrieb:
> ...... ein dritter Widerstand zwischen
> Eingang und +E mit R2||R1 (für meinen Vorschlag sind das dann 6k)
>

das mit dem "+E mit R2||R1" verstehe ich nicht!!

kurze Zeichnung bitte

von Heinz L. (luli)


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Peter D. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> und mit nahezu "0" Offset!
>
> Die Offsetspannung gibt man in mV oder µV an, aber nicht in "nahezu".
> Rechne einfach aus, welchen Fehler Deine Anzeige bezogen auf den Endwert
> haben darf.

du meinst die Abweichung des angezeigten Wertes zum tatsächlichen 
Tempraturwert?

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Heinz L. schrieb:
> und C ist nicht Coulomb sondern Grad Celsius!!!

Hausnorm oder wo?

von Christian L. (cyan)


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Heinz L. schrieb:
> Was meint ihr?

Dass du mit Kanonen auf Spatzen schießen willst. Überlege dir doch mal 
deine eigenen Anforderungen. Bei einem Messbereich von 0-1200 bei 0 bis 
12V wäre ein Fehler von einem Digit an der letzten Stelle eben 10mV. 
Eventuell darf die Abweichung auch größer sein. Dieser Fehler ist 2,5 
fach verstärkt. Ergo darf dein OPV maximal 4mV Fehler haben. Du wählst 
einen OPV mit typ. 0,5µV und max. 5µV Offset aus. Der OPV ist also etwa 
Faktor 1000, wenn es schlecht läuft, bzw. 10000 fach normal 
Überdimensioniert. Das bezahlst du am Ende auch entsprechend.

Ein billiger TS9112 ist völlig ausreichend.

von m.n. (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Wobei für 0V ->0C und für 5V ->1250C gelten.

Eigentlich brauchst Du eine Verstärkung von 250 ;-)

Teil Dein Eingangssignal /4, dann kannst Du auch 0 - 1250 ablesen.

von Heinz L. (luli)


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Hp M. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> und C ist nicht Coulomb sondern Grad Celsius!!!
>
> Hausnorm oder wo?

User "Forist" schrieb was von Coulomb, habe in nur darauf aufmerksam 
machen wollen das mein Controller 10mV/1C (Grad Celsius) ausgibt!

von Christian L. (cyan)


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Ach, es sollte natürlich TS912 heißen. Leider kann ich nicht mehrt 
editieren.

von Der Andere (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> 10mV/1C (Grad Celsius)

Meine Güte, dann schreib halt "°C". Du gehst ja auch nicht zum 
Obsthändler und verlangst Birnen wenn du eigentlich Äpfel willst.
Kleiner Tipp: Die Taste ist unterhalb der 'Escape' Taste.

von Heinz L. (luli)


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Der Andere schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> 10mV/1C (Grad Celsius)
>
> Meine Güte, dann schreib halt "°C". Du gehst ja auch nicht zum
> Obsthändler und verlangst Birnen wenn du eigentlich Äpfel willst.
> Kleiner Tipp: Die Taste ist unterhalb der 'Escape' Taste.

Geht nicht vom Handy!

von Heinz L. (luli)


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m.n. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> Wobei für 0V ->0C und für 5V ->1250C gelten.
>
> Eigentlich brauchst Du eine Verstärkung von 250 ;-)
>
> Teil Dein Eingangssignal /4, dann kannst Du auch 0 - 1250 ablesen.

nein, sicher nicht!

denn 1V entsprechen ca.250C am 0-5V Ausgang des Controllers!

Um am DVM dann 2,50 abzulesen (was 250C entsprechen würden) muss das 
Signal nur 2,5fach verstärkt werden ! ;-)

von Der Andere (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Geht nicht vom Handy!

Dann schmeiß es auf den Boden und trete drauf. Oder schreibe halt 
"Celsius".

von m.n. (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> ich benötige den OpAmp weil ich einen Controller habe der mir 10mV/1C
> ausgibt.

Heinz L. schrieb:
> denn 1V entsprechen ca.250C am 0-5V Ausgang des Controllers!

Ja, wenn Du nur wüßtest, was Du willst :-(

von Heinz L. (luli)


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m.n. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> ich benötige den OpAmp weil ich einen Controller habe der mir 10mV/1C
> ausgibt.
>
> Heinz L. schrieb:
> denn 1V entsprechen ca.250C am 0-5V Ausgang des Controllers!
>
> Ja, wenn Du nur wüßtest, was Du willst :-(

Der Chip auf dem "Controller" gibt 10mV/C aus, wird dann 
Weiterverarbeitet und gibt am Output-Pin 0-5V aus.

Jetzt verstanden?

Den "Controller" habe ich schon fertig da, komplett auf der Platine.

Jetzt muss nur noch das 0-5V Ausgangssignal Verstärkt werden.

: Bearbeitet durch User
von John (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Geht nicht vom Handy!

Was hast Du für ein krüppeliges Handy?

von m.n. (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Der Chip auf dem "Controller" gibt 10mV/C aus, wird dann
> Weiterverarbeitet und gibt am Output-Pin 0-5V aus.

Dann teil doch die blöden 5 V / 4. Ist das zu kompliziert?

von Heinz L. (luli)


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also ich versuche es mit dem LTC1050 und einer 2,5 fachen Verstärkung

der LTC1050 ist ja wie geschaffen für solche Anwendungen. Und der Offset 
ist ebenfalls gering.

Einwände diesbezüglich?

Dankeschön

von Heinz L. (luli)


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m.n. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
> Der Chip auf dem "Controller" gibt 10mV/C aus, wird dann
> Weiterverarbeitet und gibt am Output-Pin 0-5V aus.
>
> Dann teil doch die blöden 5 V / 4. Ist das zu kompliziert?

und was hab ich davon?

von Der Andere (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> und was hab ich davon?

Du brauchst keine 12V Versorgung
Du brauchst keinen Verstärker, nur einen präzisen Spannungsteiler.
Dein Multimeter hat auch einen Spannungsmessbereich von 0-2V

von Sascha_ (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Heinz L. schrieb:
>> 10mV/1C (Grad Celsius)
>>
>> Meine Güte, dann schreib halt "°C". Du gehst ja auch nicht zum
>> Obsthändler und verlangst Birnen wenn du eigentlich Äpfel willst.
>> Kleiner Tipp: Die Taste ist unterhalb der 'Escape' Taste.
>
> Geht nicht vom Handy!

Wasn das fürn Handy, meins hat ° und sogar °C und °F als eigenen 
Zeichen.

von Heinz L. (luli)


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Der Andere schrieb:
> Heinz L. schrieb:
>> und was hab ich davon?
>
> Du brauchst keine 12V Versorgung
> Du brauchst keinen Verstärker, nur einen präzisen Spannungsteiler.
> Dein Multimeter hat auch einen Spannungsmessbereich von 0-2V

Ah ok, du meinst ich soll den Weg gehen:

5V entsprechen ja 1250°C

5/4 = 1,250

Ok, habs kapiert :-) Danke!

und wie soll der Spannungsteiler, also der präzise, aussehen?

Hast ne Skizze/Schaltung?

von Der Andere (Gast)


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von Heinz L. (luli)


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aber ein Spanunngsteiler mit Widerständen bei 5V/4 präzise genug 
hinzubekommen wird schwer.

Dann lieber mit einer Shunt-Diode wie im Bild.

Weiß jemand ob das gehen würde?

Danke

von W.A. (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> Weiß jemand ob das gehen würde?

Das kommt drauf an, was du als Ergebnis erwartest ...

von Heinz L. (luli)


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W.A. schrieb:
> Heinz L. schrieb:
>> Weiß jemand ob das gehen würde?
>
> Das kommt drauf an, was du als Ergebnis erwartest ...

naja, ziemlich genau 5/4= 1,25V

oder wie meinst das, was ich als Ergebnis erwarte?

: Bearbeitet durch User
von Heinz L. (luli)


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geht das nun mit einer Shunt-Diode anstatt mit einem klassischen 
Widerstands-Spannungsteiler?

Wie gesagt 5/4 = 1.25 möchte ich so genau wie möglich erreichen ohne 
viel Verluste.

vielen Dank

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Heinz L. schrieb:
> geht das nun mit einer Shunt-Diode anstatt mit einem klassischen
> Widerstands-Spannungsteiler?

Natürlich nicht. Du willst einen Spannungsteiler, aus dem 1/4 der 
angelegten Spannung herauskommen. Wie kommst du auf die blöde Idee, eine 
Diode wäre da irgendwie geeignet?

Gedankenexperiment:

a) du schaltest zwei Widerstände mit 1K und 9K in Reihe an eine Spannung 
von 10V. Welche Spannung fällt dann an dem 1K Widerstand ab?

b) die Spannung sei jetzt nicht fest 10V, sondern eine beliebige 
Spannung U. Welche Spannung fällt an dem 1K Widerstand ab?

c) ergänzend zu b) seien die Widerstandswerte nicht fest 1K und 9K, 
sondern wären mit R1 und R2 bezeichnet. Welche Spannung fällt an R1 ab?

Wie müßtest du die beiden Widerstände wählen, um eine Spannung durch 4 
zu teilen?

> Wie gesagt 5/4 = 1.25 möchte ich so genau wie möglich erreichen ohne
> viel Verluste.

Was denn jetzt wieder für Verluste?

von HildeK (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> aber ein Spanunngsteiler mit Widerständen bei 5V/4 präzise genug
> hinzubekommen wird schwer.

Ja,mag sein.
Aber mit OPA brauchst du genau so Widerstände und deren Ablagen gehen 
genauso in das Ergebnis ein; zusätzlich hast du noch die Fehler (Offset, 
wie selbst schon bemerkt) des OPA. `Du hast also das selbe Problem plus 
weitere...
Was kann genauer realisierbar sein für deinen Zweck als zwei präzise 
Widerstände als Spannungsteiler?

von HildeK (Gast)


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Heinz L. schrieb:
> geht das nun mit einer Shunt-Diode anstatt mit einem klassischen
> Widerstands-Spannungsteiler?

Nein! Was soll denn die Diode bewirken? Kannst du mal erklären, was du 
dir da vorgestellt hast?
In deiner Skizze wird unbelastet (=DMM) immer VDD am Ausgang auftreten - 
ob die Diode drin ist oder nicht.

von Heinz L. (luli)


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Ja, nach ein bisschen recherchieren ist mir auch auf gefallen das dass 
mit der Diode nicht geht.

Hätte da was mit Referenzspannung im Hinterkopf und dachte das könnte 
man da umsetzen.

aber um HildeK zu antworten:
ich dachte ich könnte die maximalen 5V (VDD) durch die Shunt-Diode auf 
1,25V runter bringen. Was ja auch gehen würde, aber logischerweise wenn 
dann nur z.B 3,6V (VDD) anliegen, wird das EBEN nicht automatisch 1/4 
davon, also 0,9V, am Ausgang sein.
Irgendwie hatte ich da einen Gedankenfehler.


Ich werde es dann mit dem Widerstandspannungsteiler machen.

Danke allen

: Bearbeitet durch User
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