Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik op-amp verstärkung verstellbar machen


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von Steven J. (jodziste)


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Hallo,
ich habe einen nicht invertierenden OP-AMP welchen ich zwischen den 
Verstärkungsfaktoren 1 und 10 hin- und her schalten will(nichts 
dazwischen). Wie das für die beiden Fälle auszusehen hat weiß ich, die 
Frage ist welchen Schalter ich benutzen soll. Dieser muss im AN-zustand 
sehr niederohmig sein (sonst hab ich mehr als 1 als Verstärkungsfaktor) 
und im AUS-zustand hochohmig. Die Schaltvorgänge erfolgen höchstens ein 
mal pro Sekunde.
Ich habe mir analoge Schalter IC IC´s wie den 4066 angeschaut, diese 
sind jedoch oft nicht sehr niederohig.
Eine andere Idee war ein Relais zu benutzen da dieses die Anfoderungen 
erfüllt und wenn man ein bistabiles Relais benutzt sogar relativ 
stromsparend, jedoch würde ich lieber etwas kleineres und billigeres 
benutzen.
Im Anhang ist eine kleine Schaltung zur Verdeutlichung.
MfG Steven

von Georg M. (g_m)


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Wozu S2?

von Kurt B. (kurt-b)


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Steven J. schrieb:
> Hallo,
> ich habe einen nicht invertierenden OP-AMP welchen ich zwischen den
> Verstärkungsfaktoren 1 und 10 hin- und her schalten will(nichts

Warum verwendest du zwei Schalter?

 Kurt

von Steven J. (jodziste)


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S2 ist dafür um im 1x Verstärkungsmodus den Wiederstand zu überbrücken 
und die verbindung auf 0Ohm zu bringen. Zumindest so in der Theorie. 
Kann man S2 auch ganz weglassen?

von Steven J. (jodziste)


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Ja,S2 ist überflüssig.
Was für einen Schalter würdet ihr mir empfehlen?

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von Kurt B. (kurt-b)


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Steven J. schrieb:
> Ja,S2 ist überflüssig.
> Was für einen Schalter würdet ihr mir empfehlen?

Ein Relais mit vergoldeten Kontakten.

 Kurt

von Georg M. (g_m)


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Steven J. schrieb:
> die Frage ist welchen Schalter ich benutzen soll.
>
> Eine andere Idee war ein Relais zu benutzen

Relais können natürlich alles schalten, auch sehr negative Spannungen.
Aber vielleicht kann man die Schaltung doch irgendwie ohne Relais 
realisieren? Das hängt davon ab, was der analoge Switch schalten muss 
und womit er gesteuert wird.

von THOR (Gast)


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Bei nem nichtinvertierenden OPV Verstärker hat man einen Widerstand nach 
Masse, dem kann man eine Reihenschaltung aus BJT und Widerstand parallel 
schalten.

Dimensionierung so, dass der zweite Widerstand zusammen mit dem ersten 
V=1 ergibt und der BJT sättigt.

von THOR (Gast)


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Die Schaltung ist merkwürdig gezeichnet. Ist ja ein nichtinv.

von Gerald M. (gerald_m17)


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Kauf dir einen VGA (variable gain amplifier,  auch PGA) gibt es auch mit 
verstärkung 1 und 10.
Bei langsamen umd starken Signalen mag das mit einem Schalter gehen (ich 
würde übrigens 1k und 9k in Reihe schalten, und mit dem Schalter bei 
Bedarf den 9k brücken) aber bei schnellen und kleinen Signalen hast du 
wegen dem Schalter Probleme.
Da du nichts über das Signal verraten hast würde ich also einfach ein 
fertig-IC kaufen

von Steven J. (jodziste)


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So hier? (von der Anordnung her)
Wegen dem Signal: min. 1 mV bis zu 5V und bis zu 100kHz

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


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Steven J. schrieb:
> So hier? (von der Anordnung her)

Ja, aber viel hochohmiger und dann R3=R1 in die + Leitung des OPV um die 
Eingangsströme zu kompensieren. Also, sofern der OPV signifikante 
Eingangsströme hat.

von Joe F. (easylife)


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Du könntest den Verstärker auch 2x aufbauen (die unterschiedlichen 
Verstärkungen fest eingestellt), und dann zwischen den beiden Ausgängen 
umschalten - z.B. mit einem Analogschalter.
Dann spielt der Innenwiderstand des Umschalters kaum noch eine Rolle 
(jedenfalls nicht für den Verstärkungsfaktor).

von Steven J. (jodziste)


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Die Eingangsströme sollten sehr gering sein. Ich habe als OP-AMP den 
TS912 im Auge, dieser hat einen geringen Input Strom, passt von der 
Frequenz her und hat einen niederohmigen Output. Der AMP wird vor einen 
ADC (MCP3201) gehangen, der max.1kOhm Impedanz an der zu messenden 
Spannung zulässt. Wenn ihr jedoch Vorschläge für einen anderen AMP habt, 
welcher vorallem besser mit Belastung am Output klarkommt(der TS912 
nicht so richtig) schreibt sie mir bitte.
Und würde ein BC847 gehen?

von Helmut S. (helmuts)


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Ein bipolarer Transistor als Schalter ist eine ganz schlecht Idee, Auf 
Grund der Sättigungsspannung verstärkst du dessen Ucesat (ca. 50mV) mal 
10. Das heißt du kannst dich schon mal auf bis zu 500mV 
unkontrollierbarem Offset am Ausgang des Opamps einstellen. man sollte 
sich halt immer überlegen warum niemand das bisher so gemacht hat. Ein 
Kleinsignal-Mosfet statt dem Bipolartransistor hätte dieses Problem 
nicht. Bitte keinen dicken Mosfet nehmen, weil der bringt zu große 
Kapazitäten mit.

von THOR (Gast)


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Da geht jeder Kleinsignal-BJT. Aber achte drauf, dass da nicht zuviel 
Strom drüberfließt, nicht dass der bei hohen Amplituden aus der 
Sättigung kommt.

von Steven J. (jodziste)


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@Joe
wäre möglich, jedoch ist der zweite Teil des OP-AMP auch schon belegt, 
dann würde ein zweiter opamp dazu kommen.
@Helmut
So einer wie 2N7000?

von Paul B. (paul_baumann)


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>> So hier? (von der Anordnung her)
THOR schrieb:
> Ja, aber viel hochohmiger und dann R3=R1 in die + Leitung des OPV um die
> Eingangsströme zu kompensieren. Also, sofern der OPV signifikante
> Eingangsströme hat.

Na?!
So hängt doch der Widerstand R2 "in der Luft", wenn der Transistor 
gesperrt ist.

MfG Paul

von Helmut S. (helmuts)


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Steven J. schrieb:
> @Joe
> wäre möglich, jedoch ist der zweite Teil des OP-AMP auch schon belegt,
> dann würde ein zweiter opamp dazu kommen.
> @Helmut
> So einer wie 2N7000?

Ja, wenn du mindestens 5V Ansteuerspannung am Gate bereitstellen kannst.

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von Wolfgang (Gast)


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Steven J. schrieb:
> Ich habe mir analoge Schalter IC IC´s wie den 4066 angeschaut, diese
> sind jedoch oft nicht sehr niederohig.

Es zwingt dich doch auch keiner, deine Gegenkopplung vom OP derartig 
niederohmig auszulegen.

Welche Bandbreite benötigst du?

von Steven J. (jodziste)


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Offset darf natürlich nicht sein. Selbst 50mV sind viel zu viel. Da wird 
ein Mosfet sicherlich besser sein.
@Paul
R2 sollte im "Buffermodus(1x Verstärkung)" auch im idealfall zu Masse 
unendlich Hochohmig sein.
@Helmut
5V am Gate sind möglich.

von Steven J. (jodziste)


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@Wolfgang
wenige Hz bis 100kHz
Hast recht ein 4066 o.ä würde gehen und die Gegenkopplung kann 
hochohmiger sein.

von Sonntag Nachmittag (Gast)


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THOR schrieb:
> und dann R3=R1 in die + Leitung des OPV um die
> Eingangsströme zu kompensieren.

Es wäre wirklich zu schön, wenn man so die Eingangsströme kompensieren 
könnte.
R3 bewirkt die näherungsweise Kompensation der durch den Biasstrom an R1 
hervorgerufenen Offsetspannung. Die Offsetspannung durch den 
Eingangsoffsetstrom wird nicht kompensiert.

von Joe F. (easylife)


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Noch ne Idee: statt 12-bit Wandler, 16-bit Wandler nehmen, und feste 
Vorverstärkung 1:1
1/10 des Signals sind dann eben ca. 3 ungenutzte Bits.

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


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Mir gings da auch nur um die input bias Ströme.

von Sonntag Nachmittag (Gast)


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THOR schrieb:
> Mir gings da auch nur um die input bias Ströme.

Es werden mit der Methode keine Ströme kompensiert, auch nicht die 
Biasströme.

von THOR (Gast)


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Ist diese Haarspalterei dein voller Ernst?

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