Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DMS-Brücke mit INA126 verstärken


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von Christian (Gast)


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Hallo Leute,
nach dem letzten Thread den ich zu dieser Aufgabe geöffnet habe und 
viele gute Anmerkungen bekommen habe - Danke - und weiteren Recherchen 
zu meinem Vorhaben habe ich jetzt eine neue Schaltung entworfen.

Da ich noch nicht so viel praktische Erfahrung mit OpAmps habe (außer 
einem dürftigem Uni-Praktikum) wäre ich froh drüber wenn jemand nochmal 
sich die schaltung anschauen könnte ob das funktionieren kann bevor ich 
das löte.

Wenn diese Schaltung funktioniert möchte ich für die aufgabe dann 
nochmal eine schaltung entwickeln ohne Instrumentenverstärker. Ich 
brauche aber erst eine Lösung die funktioniert um sie weiter zu 
verwenden.

Also den ersten Op07 oben links im Bild möchte ich als nicht 
invertierenden Verstärker (Impedanzwandler/ Spannungsfolger) betreiben 
mit einer 10V Z-Diode am nicht invertierenden Eingang um am Ausgang eine 
Stabile gute 10V Spannung gegen Masse zu bekommen. Als 
Versorgungsspannung möchte ich 2 Handyladegeräte mit 12V 1A in Reihe 
benutzen. Sind die Ladegeräte ok dafür?

Den zweiten Op07 unten links im Bild möchte ich als invertierenden 
Verstärker betreiben mit einer 10V Z-Diode am invertierenden Eingang um 
am ausgang -10V gegen Masse zu bekommen. hier ebenfalls die 2 Ladegeräte 
als versorgungsspannung.

mit einen der Beiden Outputs der Op07 betreibe ich dann die DMS-Brücke 
und die AUsgänge der Brücke gebe ich dann auf die Inputs vom INA 126. RG 
wähle ich so, das ich am Ausgang des INA 126 max 8V bekomme.

Um den Offset der Brücke und des Ina126 zu korrigieren benutze ich den 
Op07 unten Rechts im Bild als Impedanzwandler, wobei ich den nicht 
Invertierenden Eingang über einen Spannungsteiler und einem Poti Speise 
sodass ich gegenüber Masse eine Spannung von +- 5 mV bekomme.

habe ich was vergessen zu erwähnen? was sagen die experten?

von Schorsch X. (bastelschorsch)


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Kleine Anmerkungen:
- 12V sind für einen OP07 zu klein, wenn 10V rauskommen sollen
- Es würde (wenn überhaupt) eine Zener-Diode reichen, besser eine andere 
Referenz
- mit 1k als DMS dürfte schon fast der Ausgangsstrom vom OP07 ausgereizt 
sein
- oftmals sind DMS Brücken niederohmiger
- es fehlt jegliche Filter/Kondensatorbeschaltung

von Christian (Gast)


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Schorsch X. schrieb:
> Kleine Anmerkungen:
> - 12V sind für einen OP07 zu klein, wenn 10V rauskommen sollen

laut texas instruments datenblatt abschnitt 10.2 reichen 12 V supply um 
11V output zu erhalten

> - Es würde (wenn überhaupt) eine Zener-Diode reichen, besser eine andere
> Referenz

dieser satz macht sprachlich keinen sinn. es sind jeweils nur eine 
zennerdiode am eingang vorhanden.
welche referenz könnte man sonst nehmen?

> - mit 1k als DMS dürfte schon fast der Ausgangsstrom vom OP07 ausgereizt
> sein

seltsamerweise steht dazu nix im datenblatt aber es würde mich wundern 
wenn 10mA schon zu viel wären. wieso heißt das ding dann operational 
AMPLIFIER

> - oftmals sind DMS Brücken niederohmiger

hier 1k je DMS

> - es fehlt jegliche Filter/Kondensatorbeschaltung

du meinst ceramik kondensator an den versorungsspannung pins in reihe zu 
ground?

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> laut texas instruments datenblatt abschnitt 10.2 reichen 12 V supply um
> 11V output zu erhalten

bei welchem Ausgangsstrom? Der ist nicht angegeben? Na, dann schau 
vielleicht lieber auf die Angabe der "Peak output voltage" im 
Datenblatt. Die ist bei einer Last von 1kOhm bei typisch 12V, wenn die 
Versorgung 15V beträgt. Dein 10V Regler mit 12V Versorgung dürfte also 
tatsächlich schon an seine Grenzen kommen.

Christian schrieb:
> aber es würde mich wundern
> wenn 10mA schon zu viel wären. wieso heißt das ding dann operational
> AMPLIFIER

Dann wundere dich. Der heißt "precision operational amplifier", weil man 
damit Messsignale sehr präzise verstärken kann. Nicht, weil er zum 
Treiben großer Ströme gedacht ist (dann hieße er eher "power 
amplifier").

Deine Mimik aus 100kOhm und 10V Zenerdiode wird wahrscheinlich auch 
nicht genauer/stabiler, als ein stinknormaler Spannungsregler (z.B. 7809 
oder ggf. eine low drop Alternative). Und Spannungsregler sind 
tatsächlich dafür gemacht, ausreichend Strom am Ausgang zu treiben (im 
Gegensatz zu deinem OP07).

Christian schrieb:
> dieser satz macht sprachlich keinen sinn. es sind jeweils nur eine
> zennerdiode am eingang vorhanden

Ja: jeweils eine Zenerdiode. Schorsch schlägt dir vor, nur insgesamt 
eine Zenerdiode (oder andere Referenz) zu verwenden. Wenn du eine 
negative Referenz brauchst, kannst du die positive Referenz invertieren.

Christian schrieb:
> Um den Offset der Brücke und des Ina126 zu korrigieren benutze ich den
> Op07 unten Rechts im Bild als Impedanzwandler, wobei ich den nicht
> Invertierenden Eingang über einen Spannungsteiler und einem Poti Speise
> sodass ich gegenüber Masse eine Spannung von +- 5 mV bekomme.

wenn deine selbsterzeugten 10V wackeln, wackelt der Offset mit. "Echte" 
Refernzelemente wären deutlich besser als deine Zenerdioden, über die du 
grade mal 20µA fließe lassen willst. Schau dir die Kennlinie deiner 
Zenerdioden an, wie gut die bei dem Strom die Spannung festhalten.

von Christian (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> laut texas instruments datenblatt abschnitt 10.2 reichen 12 V supply um
>> 11V output zu erhalten
>
> bei welchem Ausgangsstrom? Der ist nicht angegeben? Na, dann schau
> vielleicht lieber auf die Angabe der "Peak output voltage" im
> Datenblatt. Die ist bei einer Last von 1kOhm bei typisch 12V, wenn die
> Versorgung 15V beträgt. Dein 10V Regler mit 12V Versorgung dürfte also
> tatsächlich schon an seine Grenzen kommen.
>
ich sehe ein danke für den hinweis. also opamp output spannung 
reduzieren

> Christian schrieb:
>> aber es würde mich wundern
>> wenn 10mA schon zu viel wären. wieso heißt das ding dann operational
>> AMPLIFIER
>
> Dann wundere dich. Der heißt "precision operational amplifier", weil man
> damit Messsignale sehr präzise verstärken kann. Nicht, weil er zum
> Treiben großer Ströme gedacht ist (dann hieße er eher "power
> amplifier").

das war mir so nicht klar dachte die könnten mehr. dann regel ich mit 
dem opamp die basis oder gate eines transistors, welcher dann die 
gegenkopplung macht.

>
> Deine Mimik aus 100kOhm und 10V Zenerdiode wird wahrscheinlich auch
> nicht genauer/stabiler, als ein stinknormaler Spannungsregler (z.B. 7809
> oder ggf. eine low drop Alternative). Und Spannungsregler sind
> tatsächlich dafür gemacht, ausreichend Strom am Ausgang zu treiben (im
> Gegensatz zu deinem OP07).
>
ja das hatte ich mich nämlich auch gefragt ob diese spannungsregler so 
genau sind. vielleicht nehme ich stattdessen einfach soeinen statt der 
opamps

> Christian schrieb:
>> dieser satz macht sprachlich keinen sinn. es sind jeweils nur eine
>> zennerdiode am eingang vorhanden
>
> Ja: jeweils eine Zenerdiode. Schorsch schlägt dir vor, nur insgesamt
> eine Zenerdiode (oder andere Referenz) zu verwenden. Wenn du eine
> negative Referenz brauchst, kannst du die positive Referenz invertieren.
>
wieso sind zwei zennerdioden schlecht? dann hab ich vielleicht keine 
symetrische spannungsversorgung für den ina126. ist das nachteilig wenn 
ich die negative versorgung nur zum offset korrigieren brauche?

> Christian schrieb:
>> Um den Offset der Brücke und des Ina126 zu korrigieren benutze ich den
>> Op07 unten Rechts im Bild als Impedanzwandler, wobei ich den nicht
>> Invertierenden Eingang über einen Spannungsteiler und einem Poti Speise
>> sodass ich gegenüber Masse eine Spannung von +- 5 mV bekomme.
>
> wenn deine selbsterzeugten 10V wackeln, wackelt der Offset mit. "Echte"
> Refernzelemente wären deutlich besser als deine Zenerdioden, über die du
> grade mal 20µA fließe lassen willst. Schau dir die Kennlinie deiner
> Zenerdioden an, wie gut die bei dem Strom die Spannung festhalten.

ja die zennerdioden stabilisieren am besten im bereich von 10µA bis 1mA. 
jedoch sind die kennlinien alle in einem diagram sodass man nicht sehr 
gut die abweichung sehen kann. es sieht zumindest so aus als gäbe es 
keine abweichung.

was ist denn ein echtes referenzelement?

von Christian (Gast)


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> wenn deine selbsterzeugten 10V wackeln, wackelt der Offset mit. "Echte"
> Refernzelemente wären deutlich besser als deine Zenerdioden, über die du
> grade mal 20µA fließe lassen willst. Schau dir die Kennlinie deiner
> Zenerdioden an, wie gut die bei dem Strom die Spannung festhalten.

meisnt du sowas? TL 431

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> ja die zennerdioden stabilisieren am besten im bereich von 10µA bis 1mA.

Echt? Hast du mal einen Link zum Datenblatt zu der von dir angedachten 
Zenerdiode?

Christian schrieb:
> meisnt du sowas? TL 431

Ja, das ist ein Beispiel für ein echtest Referenzelement. Davon gibt es 
diverse,je nach Anforderung (mal ist die Absolutgenauigkeit wichtig, mal 
die Zeitkonstanz, mal das geringe Rauschen...)

Zur generellen Herangehensweise: du solltest "Leistungs-Elemente" 
(Spannungsregler) von "Präzisions-Elementen" (Spannungsreferenz) 
getrennt halten. Auch wenn der Übergang zwischen beiden fließend ist.

von Christian (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> ja die zennerdioden stabilisieren am besten im bereich von 10µA bis 1mA.
>
> Echt? Hast du mal einen Link zum Datenblatt zu der von dir angedachten
> Zenerdiode?
>

http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/ZF%23MOT.pdf

> Christian schrieb:
>> meisnt du sowas? TL 431
>
> Ja, das ist ein Beispiel für ein echtest Referenzelement. Davon gibt es
> diverse,je nach Anforderung (mal ist die Absolutgenauigkeit wichtig, mal
> die Zeitkonstanz, mal das geringe Rauschen...)
>
> Zur generellen Herangehensweise: du solltest "Leistungs-Elemente"
> (Spannungsregler) von "Präzisions-Elementen" (Spannungsreferenz)
> getrennt halten. Auch wenn der Übergang zwischen beiden fließend ist.

wenn wir gerade beim thema sind. siehe bild. mich irritiert die 
schaltung im datenblatt des tl431. und zwar will der LM317 laut 
datenblatt zwischen den pins out und adjust immer 1,25V halten. der TL 
431 erzeugt aber am adjust pin mit seiner referenzspannung von 2,5V und 
den zwei 243 ohm widerständen 5 V am adjust pin. wie funktioniert diese 
schaltung?

von Christian (Gast)


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also konkret diese 3 schaltungen beißen sich für mich irgendwie. ich 
verstehe die ersten oben links nicht

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
>>> ja die zennerdioden stabilisieren am besten im bereich von 10µA bis 1mA.
>>
>> Echt? Hast du mal einen Link zum Datenblatt zu der von dir angedachten
>> Zenerdiode?
>>
>
> http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/ZF%23MOT.pdf

Das ist nicht ein Datenblatt, das sind zig Datenblätter in einem 
Dokument (wahrscheinlich weil Reichelt sich nicht vorab festlegen will, 
welche der konkrete Diode sie bei einer Bestellung verschicken wollen).

Ok, wenn man sich z.B. nur Fig. 7 auf S. 29 des Datenblatts anschaut 
könnte man meinen, dass die Kennlinie bei 20µA tatsächlich gut 
ausschaut.

Aber schau dir z.B. mal den Leakage Current (gemessen bei 1V 
Sperrspannung, Angaben auf S. 7) und dessen Temperaturabhängigkeit an. 
Der geht von 0,1µA bei 25° auf 20µA bei 150°. Wenn die Zenerdiode den 
vollen Temperaturbereich ausschöpfen würde, dann läge die Spannung bei 
20µA also irgendwo zwischen 10V und 1V. (Klar wird der Temperaturbereich 
nicht ausgeschöpft, aber eine ordentliche Drift der Spannung bei 
geringeren Temperaturänderungen kannst du trotzdem haben).

Auch Fig. 9 auf S. 4 solltest du dir anschauen: sie zeigt, wie stark die 
Impedanz der Zenerdiode vom Strom abhängt. (Die Impedanz gibt an, wie 
stark sich die Spannung bei einer Belastungsänderung verschiebt. Ideal 
wären hier 0Ohm - die Spannung bleibt konstant. Die 10V Zener hat bei 
20mA eine Impedanz von ~3 Ohm, bei 1mA eine Impedanz von ~30Ohm. Bei 
20µA dürfte der Wert nochmals viel größer ausfallen. (also weit weg von 
einem idealen Zenerverhalten).

Christian schrieb:
> also konkret diese 3 schaltungen beißen sich für mich irgendwie. ich
> verstehe die ersten oben links nicht

Um die Schaltung links oben zu verstehen, musst du erst die beiden 
anderen verstanden haben.

rechts oben: der TL431 regelt seinen Stromfluss so nach, dass am 
VREF-Eingang seine Referenzspannung anliegt (und Vo entprechend des 
Spannungsteilerverhältnisses größer ist). Wenn Vo zu groß ist, lässt der 
TL431 mehr Strom fließen, damit fällt mehr Spannung an Vorwiderstand R 
ab, damit sinkt Vo.... bis der Wert von Vo (und am Knoten Vref) den 
gewünschten Wert haben.

unten: der LM317 will ziwischen Out und Adj eine Spannung von 1,25V 
sehen. Ist die Spannung zu gering, dann lässt er mehr Strom fließen, Vo 
steigt, der Spannungsabfall an R1 steigt, .... bis alle Spannungen auf 
dem Sollwert sind.

oben links: der TL431 steuert den LM317, indem er die Spannung am 
Adj-Pin des LM317 vorgibt. Wenn Vo zu groß ist, dann lässt der TL mehr 
Strom fließen, an den 8,2k fällt mehr Spannung ab, die Spannung an Adj 
sinkt, der LM317 sieht mehr als 1,25V zwischen Out und Adjust, er lässt 
weniger Strom fließen, die Ausgangsspannung sinkt, ..... bis alle 
Spannungen den richtigen Wert annehmen.

Mit dieser Schaltung (bis zu 1,5A Strom) bist du gleich sehr viel höher 
gestiegen als mit der ursprünglichen OPV-Schaltung (die irgendwas in der 
Größenordnung 10mA hätte liefern können). Irgendwas dazwischen 
(meinetwegen ein Spannungsregler, der 100mA liefern kann) hätt ich mir 
für die Versorgung deiner Verstärker benommen.

Für die Referenzspannung dann meinetwegen einen TL431, und aus dieser 
Referenz mit 2 OPV dann meinetwegen eine Versorgung von +/-5V für die 
Brücke erzeugt (sofern dein DMS wirklich so große Spannungen sehen mag). 
Den Offsetabgleich für den INA126 hätte ich dann auch aus dieser 
Referenz abgeleitet (nicht aus der Versorgung der ICs).

von Christian (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>>>> ja die zennerdioden stabilisieren am besten im bereich von 10µA bis 1mA.
>>>
>>> Echt? Hast du mal einen Link zum Datenblatt zu der von dir angedachten
>>> Zenerdiode?
>>>
>>
>> http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A400/ZF%23MOT.pdf
>
> Das ist nicht ein Datenblatt, das sind zig Datenblätter in einem
> Dokument (wahrscheinlich weil Reichelt sich nicht vorab festlegen will,
> welche der konkrete Diode sie bei einer Bestellung verschicken wollen).
>
> Ok, wenn man sich z.B. nur Fig. 7 auf S. 29 des Datenblatts anschaut
> könnte man meinen, dass die Kennlinie bei 20µA tatsächlich gut
> ausschaut.
>
> Aber schau dir z.B. mal den Leakage Current (gemessen bei 1V
> Sperrspannung, Angaben auf S. 7) und dessen Temperaturabhängigkeit an.
> Der geht von 0,1µA bei 25° auf 20µA bei 150°. Wenn die Zenerdiode den
> vollen Temperaturbereich ausschöpfen würde, dann läge die Spannung bei
> 20µA also irgendwo zwischen 10V und 1V. (Klar wird der Temperaturbereich
> nicht ausgeschöpft, aber eine ordentliche Drift der Spannung bei
> geringeren Temperaturänderungen kannst du trotzdem haben).
>
versteh ich das richtig: Vr ist die spannung in sperrrichtung ? seltsam. 
schau mal zum vergleich auf seite 2 fig 3. da sind ganz andere angaben 
gemacht. bei Vz = 10 hast du 0.008 bis 0.2 µV zwischen 25 und 125 °C

ich sehe auch gerade das auf seite 7 in der tabelle als test conditionen 
oben in klammern Vf=1.5V sind, aber das ist doch die vorwärtsspannung 
was hat die denn damit zu tun?

> Auch Fig. 9 auf S. 4 solltest du dir anschauen: sie zeigt, wie stark die
> Impedanz der Zenerdiode vom Strom abhängt. (Die Impedanz gibt an, wie
> stark sich die Spannung bei einer Belastungsänderung verschiebt. Ideal
> wären hier 0Ohm - die Spannung bleibt konstant. Die 10V Zener hat bei
> 20mA eine Impedanz von ~3 Ohm, bei 1mA eine Impedanz von ~30Ohm. Bei
> 20µA dürfte der Wert nochmals viel größer ausfallen. (also weit weg von
> einem idealen Zenerverhalten).
>
diese grafik verstehe ich nicht. es muss dochauch für bestimmte werte 
U=R*I gelten oder nicht? bei 10 V und 3 ohm komme ich nicht auf 20mA
außerdem steht da was von f=60Hz also nicht bei konstanter spannung


> Christian schrieb:
>> also konkret diese 3 schaltungen beißen sich für mich irgendwie. ich
>> verstehe die ersten oben links nicht
>
> Um die Schaltung links oben zu verstehen, musst du erst die beiden
> anderen verstanden haben.
>
> rechts oben: der TL431 regelt seinen Stromfluss so nach, dass am
> VREF-Eingang seine Referenzspannung anliegt (und Vo entprechend des
> Spannungsteilerverhältnisses größer ist). Wenn Vo zu groß ist, lässt der
> TL431 mehr Strom fließen, damit fällt mehr Spannung an Vorwiderstand R
> ab, damit sinkt Vo.... bis der Wert von Vo (und am Knoten Vref) den
> gewünschten Wert haben.
>
> unten: der LM317 will ziwischen Out und Adj eine Spannung von 1,25V
> sehen. Ist die Spannung zu gering, dann lässt er mehr Strom fließen, Vo
> steigt, der Spannungsabfall an R1 steigt, .... bis alle Spannungen auf
> dem Sollwert sind.
>
> oben links: der TL431 steuert den LM317, indem er die Spannung am
> Adj-Pin des LM317 vorgibt. Wenn Vo zu groß ist, dann lässt der TL mehr
> Strom fließen, an den 8,2k fällt mehr Spannung ab, die Spannung an Adj
> sinkt, der LM317 sieht mehr als 1,25V zwischen Out und Adjust, er lässt
> weniger Strom fließen, die Ausgangsspannung sinkt, ..... bis alle
> Spannungen den richtigen Wert annehmen.
>
ah ja verstehe vielen vielen dank. an den zwei 243 ohm widerständen 
fällt zwar jeweils 2,5V ab aberder tl lässt soviel strom fließen, das 
über ihm ca 3,75V abfallen und so liegen zwischen adj und out 1,25V

> Mit dieser Schaltung (bis zu 1,5A Strom) bist du gleich sehr viel höher
> gestiegen als mit der ursprünglichen OPV-Schaltung (die irgendwas in der
> Größenordnung 10mA hätte liefern können). Irgendwas dazwischen
> (meinetwegen ein Spannungsregler, der 100mA liefern kann) hätt ich mir
> für die Versorgung deiner Verstärker benommen.
>
aber schaden tut es nicht? das war zum lernen und erkennen meiner 
möglichkeiten. aber ein anderer einwand. der lm317 hat intern auch eine 
temperaturabhängige zenerdiode sodas da auch eine gewisse von dir oben 
erwähnte schwankung auftreten sollte?


> Für die Referenzspannung dann meinetwegen einen TL431, und aus dieser
> Referenz mit 2 OPV dann meinetwegen eine Versorgung von +/-5V für die
> Brücke erzeugt (sofern dein DMS wirklich so große Spannungen sehen mag).
> Den Offsetabgleich für den INA126 hätte ich dann auch aus dieser
> Referenz abgeleitet (nicht aus der Versorgung der ICs).

ja das hatte ich mir auch gedacht, das ich den tl als referenz für den 
op07 benutze und dann die basis/gate eines transistor mit dem op07 
ansteuere wobei die am transistorausgang erzeugte spannung rückgekoppelt 
wird. ich brauche nämlich min 0,2A

aber wenn ich den offset nur aus der referenz abgleichen will woher 
bekomme ich meine negative spannung bzgl ground?

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> versteh ich das richtig: Vr ist die spannung in sperrrichtung ? seltsam.
> schau mal zum vergleich auf seite 2 fig 3.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Daten auf S.  2 und auf S.7: 
das eine sind typsiche Werte, das andere sind garantierte Maximalwerte. 
(zusätzlich ist die obere Temperatur anders).

Christian schrieb:
> ich sehe auch gerade das auf seite 7 in der tabelle als test conditionen
> oben in klammern Vf=1.5V sind, aber das ist doch die vorwärtsspannung
> was hat die denn damit zu tun?

Kann ich dir auch nicht sagen. Der reverse leakage current ist 
jedenfalls bei einer reverse voltage von 1V angegeben.

Christian schrieb:
> diese grafik verstehe ich nicht. es muss dochauch für bestimmte werte
> U=R*I gelten oder nicht?

Beim ohmschen Widerstand ja, bei der Zenerdiode nicht so unbedingt. Die 
in Fig. 9 gezeigte dynamische Impedanz gilt für eine kleine 
Stromänderung bei 1kHz. Sie zeigt dir also die Steigung der Kennlinie im 
Bereich des Arbeitspunkts. Es gilt also nicht U=I*R, aber es gilt 
dU=dI*|Z| (und die Änderungen von Strom und Spannung sind dabei klein 
gegenüber den Werten U und I, die den Arbeitspunkt festlegen).

Christian schrieb:
> aber schaden tut es nicht? das war zum lernen und erkennen meiner
> möglichkeiten.

kannst du machen.

Christian schrieb:
> der lm317 hat intern auch eine
> temperaturabhängige zenerdiode sodas da auch eine gewisse von dir oben
> erwähnte schwankung auftreten sollte?

deren Temperaturgang wird aber vom TL431 ausgeregelt. Für die 
Genauigkeit zählst also nicht der Temperaturgang des LM317 (der ggf. 
heiß wird) sondern der Temperaturgang des TL431 (der sehr viel weniger 
Leistung verbraten muss).

Christian schrieb:
> ja das hatte ich mir auch gedacht, das ich den tl als referenz für den
> op07 benutze und dann die basis/gate eines transistor mit dem op07
> ansteuere wobei die am transistorausgang erzeugte spannung rückgekoppelt
> wird. ich brauche nämlich min 0,2A

Wofür brauchst du eine Referenzspannung (bei der es auf Genauigkeit 
ankommt), die 200mA treiben kann?

Christian schrieb:
> aber wenn ich den offset nur aus der referenz abgleichen will woher
> bekomme ich meine negative spannung bzgl ground?

Evtl. brauchst du keine (die Chance steht 50 zu 50). Ggf. kannst du die 
Ref invertieren und zwischen positiver und negativer Ref den 
Offsetabgleich legen. Aber eben zwischen zwei Referenzspannung (die 
genau sind und nicht zum "Heizen" verwendet werden) und nicht zwischen 
zwei Versorgungsspannungen.

von Christian (Gast)


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> deren Temperaturgang wird aber vom TL431 ausgeregelt. Für die
> Genauigkeit zählst also nicht der Temperaturgang des LM317 (der ggf.
> heiß wird) sondern der Temperaturgang des TL431 (der sehr viel weniger
> Leistung verbraten muss).
>
macht sinn

> Christian schrieb:
>> ja das hatte ich mir auch gedacht, das ich den tl als referenz für den
>> op07 benutze und dann die basis/gate eines transistor mit dem op07
>> ansteuere wobei die am transistorausgang erzeugte spannung rückgekoppelt
>> wird. ich brauche nämlich min 0,2A
>
> Wofür brauchst du eine Referenzspannung (bei der es auf Genauigkeit
> ankommt), die 200mA treiben kann?
>
ich will mehrere wägezellen speisen

> Christian schrieb:
>> aber wenn ich den offset nur aus der referenz abgleichen will woher
>> bekomme ich meine negative spannung bzgl ground?
>
> Evtl. brauchst du keine (die Chance steht 50 zu 50). Ggf. kannst du die
> Ref invertieren und zwischen positiver und negativer Ref den
> Offsetabgleich legen. Aber eben zwischen zwei Referenzspannung (die
> genau sind und nicht zum "Heizen" verwendet werden) und nicht zwischen
> zwei Versorgungsspannungen.

ich überlege eine neue schaltung. im datenblatt des op07 steht als 
supply voltage maximum
Vcc+  min 0V und max 22V
Vcc- min -22V und max 0V

kann ich dann an Vcc- 0 V und Vcc+ 44 V anschließen? weil ja zwischen 
-22V und +22V eine DIfferenz von 44V herrscht?

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> kann ich dann an Vcc- 0 V und Vcc+ 44 V anschließen? weil ja zwischen
> -22V und +22V eine DIfferenz von 44V herrscht?

Im Prinzip ja, es zählt nur die Differenz zwischen Vcc und Vss (und 
natürlich müssen auch die anderen Spannungen an Ein- und Ausgang alle im 
jeweils erlaubten Bereich bleiben).

Allerdings ist 44V schon das absolute maximum rating. Davon solltest du 
im Normalfall ein deutliches Stück Abstand halten (denn wenn du aufgrund 
irgendeiner kurzen Fluktuation - z.B. beim Einschalten - mal über die 
44V kommt, darf der Verstärker sofort den Geist aufgeben).

Außerdem kommen mir >40V Versorgung zur Auswertung von DMS-Brücken sehr 
heftig vor.

von Christian (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> kann ich dann an Vcc- 0 V und Vcc+ 44 V anschließen? weil ja zwischen
>> -22V und +22V eine DIfferenz von 44V herrscht?
>
> Im Prinzip ja, es zählt nur die Differenz zwischen Vcc und Vss (und
> natürlich müssen auch die anderen Spannungen an Ein- und Ausgang alle im
> jeweils erlaubten Bereich bleiben).
>
> Allerdings ist 44V schon das absolute maximum rating. Davon solltest du
> im Normalfall ein deutliches Stück Abstand halten (denn wenn du aufgrund
> irgendeiner kurzen Fluktuation - z.B. beim Einschalten - mal über die
> 44V kommt, darf der Verstärker sofort den Geist aufgeben).
>
> Außerdem kommen mir >40V Versorgung zur Auswertung von DMS-Brücken sehr
> heftig vor.

danke. ja das stimmt will ich auch garnet haben nur es geht ums prinzip. 
ich tu mich ein wenig schwer mit der primären versorgungsquelle man hat 
ja immer nur 12 oder 5 V daheim rumfliegen und wenn ich 15V am ausgang 
vom opamp haben will muss ich ja mehr als suply zur verfügung 
stellen....

von Christian (Gast)


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sehe ich das richtig, das ich mit dem nicht invertierenden op nur einen 
npn transistor ansteuern kann

und bei einem invertierenden op muss ich einen  pnp transistor nehmen?

ich krig den invertierenden schaltkreis mit transistor nicht hin -.-

von ths (Gast)


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Nur mal so als Vorschlag. Viel einfacher geht es nicht.

von Christian (Gast)


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ths schrieb:
> Nur mal so als Vorschlag. Viel einfacher geht es nicht.

danke. wie mein letztes bild

von Christian (Gast)


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so jetzt nochmal eine abgeänderte version mit tl431 als 
Referenzspannung.

Ich möchte die Versorgungsspannung mit einem Transistor realisieren, da 
ich mehrere solcher Brücken und INA126 betreiben will und somit eine 
höhere Belastbarkeit am Ausgang brauche.

0,1µF keramik kondensatoren werde ich an den Vcc+- in serie zu ground 
anbringen.

Ich habe das dumme gefühl, das der untere op07 als invertierender 
Verstärker mit dem NPN Transistor so nicht funktionieren wird und ich 
einen PNP Transistor nehmen muss. Emitter liegt auf -12V und die Basis 
muss 0,6V Positiver sein also -11,4V. Wenn nun ein größerer Strom 
rückgekoppelt werden muss, wird der Op eine größere Spannung ausgeben 
dadurch wird der Transistor aber mehr schließen und bezüglich Ground 
eine größere Spannung abgreifen, wodurch letzlich weniger Spannung 
rückgekoppelt wird.

Sehe ich das so richtig? geht das überhaupt mit einem NPN-transistor?


Achim S. schrieb:

> Für die Referenzspannung dann meinetwegen einen TL431, und aus dieser
> Referenz mit 2 OPV dann meinetwegen eine Versorgung von +/-5V für die
> Brücke erzeugt (sofern dein DMS wirklich so große Spannungen sehen mag).
> Den Offsetabgleich für den INA126 hätte ich dann auch aus dieser
> Referenz abgeleitet (nicht aus der Versorgung der ICs).

sollte ich für den offsetabgleich des ina126 dennoch eine separate opamp 
versorgung realisieren oder kann ich das so machen wie im aktuellen 
bild, denn mit den transistoren sollte ja eine hohe belastbarkeit (bis 
zur nennlast des Netzteils) gegeben sein?

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> ja immer nur 12 oder 5 V daheim rumfliegen und wenn ich 15V am ausgang
> vom opamp haben will muss ich ja mehr als suply zur verfügung

du willst viele DMS-Brücken versorgen, bist aber auf die zufällig 
vorgefundenen Netzteile zum Handyladen angewiesen? Auch das passt in 
meinen Augen nicht ganz zusammen. Für die Inbetriebnahme von Schaltungen 
wirst du früher oder später ein brauchbares Labornetzteil wollen 
(spätestens wenn dir zum ersten mal eine Platine abgeraucht ist, weil du 
keine Strombegrenzung einstellen konntest). Für den späteren Einsatz 
einer Schaltung, auf der du massenhaft nicht ganz billige ICs verbaust, 
sollte auch ein passend ausgewähltes Netzteil noch im Budget sein.

Christian schrieb:
> ich krig den invertierenden schaltkreis mit transistor nicht hin -.-

Dann vergiss einfach, dass er invertierend ist, und bau einen 
"Spannungsfolger" für eine negative Spannung (siehe Bild). Denk auch 
daran, dass bei dieser (und bei deiner Schaltung für positive 
Spannungen) der OPV-Ausgang noch mal näher an die Versorgung rangehen 
muss (für 10V am Ausgang der Schaltung muss der OPV-Ausgang auf ~10,7V).

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> 0,1µF keramik kondensatoren werde ich an den Vcc+- in serie zu ground
> anbringen.

Oh, das hätte ich fast überlesen.

Deine Verbraucher wollen eine solche Abpufferung der Versorgng 
üblicherweise sehen. Bei vielen integrierten Spannungsreglern ist es 
auch unkritisch, eine höhere Lastkapazität an den Ausgang zu hängen (nur 
manche Low Drop Regler sind da heikel).

Bei "selbstgebastelten Spannungsreglern" aus OPV und Transistor kann so 
eine kapazitive Belastung aber schnell mal dazu führen, dass der OPV 
instabil wird (weil der Kondensator den Phasengang der 
Rückkoppelschleife verbiegt). Überleg dir genau, was du da tust, 
simulier es ggf. vor dem realen Aufbau ausgiebig.

Im Anhang die Schaltung von eben mit AC-Simulation. Die 
Verstärkungsüberhöhung von 18dB mit kapazitiver Last macht es sehr 
wahrscheinlich, dass diese Schaltung in der Realität schwingen würde. 
(Es kommt natürlich auf den konkret gewählten OPV an, und ggf. auf 
Kompensationsmaßnahmen, die du ergreifst um ihn stabil zu halten).

von ths (Gast)


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Nein Christian, nicht wie dein letztes Bild.

Bei dir gehen noch vier Widerstände und deren Qualität ein, der OP wird 
unnötigerweise mit negativer Speisung versorgt und du hast drei 
unabhängige 12 V Betriebsspannungen und die TL431 hat Daten unter aller 
Kanone: Aufwendige Lösung mit schlechter Qualität.

von Christian (Gast)


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ach scheise leute sorry da ist etwas schief gelaufen und das neueste 
bild wurde nicht hochgeladen. also hier nochmal das die neuste schaltung

Achim S. schrieb:
> du willst viele DMS-Brücken versorgen, bist aber auf die zufällig
> vorgefundenen Netzteile zum Handyladen angewiesen? Auch das passt in
> meinen Augen nicht ganz zusammen. Für die Inbetriebnahme von Schaltungen
> wirst du früher oder später ein brauchbares Labornetzteil wollen
> (spätestens wenn dir zum ersten mal eine Platine abgeraucht ist, weil du
> keine Strombegrenzung einstellen konntest). Für den späteren Einsatz
> einer Schaltung, auf der du massenhaft nicht ganz billige ICs verbaust,
> sollte auch ein passend ausgewähltes Netzteil noch im Budget sein.
>

ja wenn ich unter reichelt labornetzteil schaue finde ich nur geräte die 
ab 45 euro losgehen und so groß sind wie ein schuhkarton. das ist zum 
experimentieren wohl danz gut aber für eine fertige anwendung doch ein 
wenig zu teuer und zu groß. es muss doch etwas taugliches und 
kompakteres günstigeres geben? also ich weiß nicht welche der 
festspannugnsquellen bei reichelt eine ausreichend gute qualität haben

> Christian schrieb:
>> ich krig den invertierenden schaltkreis mit transistor nicht hin -.-
>
> Dann vergiss einfach, dass er invertierend ist, und bau einen
> "Spannungsfolger" für eine negative Spannung (siehe Bild). Denk auch
> daran, dass bei dieser (und bei deiner Schaltung für positive
> Spannungen) der OPV-Ausgang noch mal näher an die Versorgung rangehen
> muss (für 10V am Ausgang der Schaltung muss der OPV-Ausgang auf ~10,7V).

danke für das bild. du nimmst also auch einen pnp transistor für 
negative spannungen. habe ich nun auch abgeändert in meiner schaltung

Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> 0,1µF keramik kondensatoren werde ich an den Vcc+- in serie zu ground
>> anbringen.
>
> Oh, das hätte ich fast überlesen.
>
> Deine Verbraucher wollen eine solche Abpufferung der Versorgng
> üblicherweise sehen. Bei vielen integrierten Spannungsreglern ist es
> auch unkritisch, eine höhere Lastkapazität an den Ausgang zu hängen (nur
> manche Low Drop Regler sind da heikel).
>
> Bei "selbstgebastelten Spannungsreglern" aus OPV und Transistor kann so
> eine kapazitive Belastung aber schnell mal dazu führen, dass der OPV
> instabil wird (weil der Kondensator den Phasengang der
> Rückkoppelschleife verbiegt). Überleg dir genau, was du da tust,
> simulier es ggf. vor dem realen Aufbau ausgiebig.
>
> Im Anhang die Schaltung von eben mit AC-Simulation. Die
> Verstärkungsüberhöhung von 18dB mit kapazitiver Last macht es sehr
> wahrscheinlich, dass diese Schaltung in der Realität schwingen würde.
> (Es kommt natürlich auf den konkret gewählten OPV an, und ggf. auf
> Kompensationsmaßnahmen, die du ergreifst um ihn stabil zu halten).

wechselspannungen ? ich möchte nur mit gleichspannungen arbeiten. das 
einzige was da an wechselspannung drinn sein wird wird wohl das ripple 
der versorgungsspannung sein und das wird wohl 100hz haben also alles 
weit unter 100khz

von Christian (Gast)


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ths schrieb:
> Nein Christian, nicht wie dein letztes Bild.
>
> Bei dir gehen noch vier Widerstände und deren Qualität ein, der OP wird
> unnötigerweise mit negativer Speisung versorgt und du hast drei
> unabhängige 12 V Betriebsspannungen und die TL431 hat Daten unter aller
> Kanone: Aufwendige Lösung mit schlechter Qualität.

siehe neues bild. ja vier dms-widerstände die aus der wägezelle gegeben 
sind. ich gebe mich mit dem signal zufrieden es wird ausreichend sein 
für meine zwecke.

ich will am output vom ina126 0 bis 10 V ausgeben daher dachte ich das 
ich nach oben und unten genügend luft brauche also als 
versorgungsspannung -5 bis +15V. von mir aus nehme ich auch gerne +- 15 
V als versorgungsspannung wenn ich nur wüste wo ich ein entsprechendes 
netzteil finde.

wie soll ich mit nur einem netzteil -15 bis +15V erzeugen? irgendwie 
sind diese grundlegenden praktischen dinge in schule/uni nie erklärt 
worden.
wenn ich ein netzteil mit 0 bis 30V habe, dann müsste ich einen 
niederohmigen spannungsteiler nehmen und in der mitte masse definieren. 
dann habe ich aber eine recht große verlustleistung und lastabhängige 
stabilität...

von ths (Gast)


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Sei mir nicht böse, aber soviel Hilflosigkeit ist zum Haareraufen. Gute 
Güte, und ich mit meiner sparsamen Behaarung leide besonders....

Die TL 431 mit einem nachfolgenden OP und Transistor ist zur 
Betriebsspannungsstabilisierung selbstverständlich geeignet, aber das 
ist alles unnötig kompliziert. Es reichen z. B. ein 7812 und ein 7912 
völlig aus. Die Versorgung der DMS wird bitte nicht aus dem 7812 
genommen, das ist gar nicht gut, sondern aus der Schaltung mit der 
Referenz, die ich oben skizzierte. Und wenn man dann schon einen OP 
übrig hat, kann man damit die Referenzspannung invertieren und diese 
Spannung mit einem Vorwiderstand, einem Poti und noch einem 
Vorwiderstand zur Referenz verbinden und damit die Offsetspannung 
einstellen.

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> wechselspannungen ? ich möchte nur mit gleichspannungen arbeiten.

Dem OpAmp, der ggf. instabil wird, ist das leider egal: der wird 
fröhlich vor sich hin schwingen, auch wenn du eigentlich nur 
Gleichspannungen verarbeiten möchtest.

Die AC-Analyse ist ein Hilfsmittel, um die Tendenz zur Instabilität der 
Schaltung zu bewerten. Ein so hohes Peaking wie in der oben gezeigten 
AC-Analyse macht es wahrscheinlich, dass der OPV in der Realität bei 
dieser Frequenz schwingen wird.

Du kannst dir alternativ auch die Antwort auf einen kleinen 
Spannungssprung im Zeitbereich anschauen (und dabei ist egal, dass du 
die Spannung eigentlich gar nicht springen lassen willst): wenn die 
Schaltung als Reaktion darauf in der Simu ewig lange nachschwingt, dann 
ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie in der Realität instabil ist.

Im Anhang die Zeitsimu der selben Schaltung wie oben. Ohne Kondensator 
am Ausgang schwingt sie gemütlich ein, mit 100nF am Ausgang schwingt sie 
in der Simu sehr lange nach. Im realen Aufbau kann es dann leicht 
passieren, dass  das Schwingen ggf. gar nicht mehr aufhört sondern die 
Schaltung instabil wird. Die Wahrscheinlichkeit steigt, wenn man so 
hochohmige Rückkopplungen verwendet wie du (denn bei 1MOhm kann dich die 
Eingangskapazität deines OPV schon merkbar Phasenreserve und damit 
Stabilität kosten).

von Christian (Gast)


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ths schrieb:
> Sei mir nicht böse, aber soviel Hilflosigkeit ist zum Haareraufen.
> Gute
> Güte, und ich mit meiner sparsamen Behaarung leide besonders....

naja ich versuche deine kommentare zu verstehen. manches ist sehr 
undeutlich unklar formuliert oder unpräzise ohne erklärung kritisiert 
und ohne besseren vorschlag, da kann man nur hilflos sein. daher frage 
ich nach

> Die Versorgung der DMS wird bitte nicht aus dem 7812
> genommen, das ist gar nicht gut, sondern aus der Schaltung mit der
> Referenz, die ich oben skizzierte.

weil die spannung des 7812 zu hoch ist? oder was willst du mir sagen?

> Und wenn man dann schon einen OP
> übrig hat, kann man damit die Referenzspannung invertieren und diese
> Spannung mit einem Vorwiderstand, einem Poti und noch einem
> Vorwiderstand zur Referenz verbinden und damit die Offsetspannung
> einstellen.

das sehe ich ein, da wenn sich die referenz minimal ändert, ändert sich 
auch das invertierte signal und somit bleibt die offsetkorrektur 
unberührt.

meine letzte schaltung beinhaltet ja im prinzip alle diese 
berücksichtigungen. ich benutze die referenz um mittels opamp und 
transistor das signal zu verstärken und/oder zu invertieren. zwar ist es 
keine symmetrische spannung für die offsetkorrektur, aber ich kann den 
spannungsteiler entsprechend dimensionieren und schwankungen in der 
referenzspannung wirken sich gleichmäsig aus, so wie das für mich 
aussieht.

und selbst wenn die versorgungsspannung der DMS sich um 1% ändert, 
bewirkt das einen messfehler von 0 bis 100 gramm im gesamten 
gewichtsbereicht, selbst das wäre für mich akzeptabel.

danke für alle einwände.

von Christian (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> wechselspannungen ? ich möchte nur mit gleichspannungen arbeiten.
>
> Dem OpAmp, der ggf. instabil wird, ist das leider egal: der wird
> fröhlich vor sich hin schwingen, auch wenn du eigentlich nur
> Gleichspannungen verarbeiten möchtest.
>
> Die AC-Analyse ist ein Hilfsmittel, um die Tendenz zur Instabilität der
> Schaltung zu bewerten. Ein so hohes Peaking wie in der oben gezeigten
> AC-Analyse macht es wahrscheinlich, dass der OPV in der Realität bei
> dieser Frequenz schwingen wird.
>
> Du kannst dir alternativ auch die Antwort auf einen kleinen
> Spannungssprung im Zeitbereich anschauen (und dabei ist egal, dass du
> die Spannung eigentlich gar nicht springen lassen willst): wenn die
> Schaltung als Reaktion darauf in der Simu ewig lange nachschwingt, dann
> ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass sie in der Realität instabil ist.
>
> Im Anhang die Zeitsimu der selben Schaltung wie oben. Ohne Kondensator
> am Ausgang schwingt sie gemütlich ein, mit 100nF am Ausgang schwingt sie
> in der Simu sehr lange nach. Im realen Aufbau kann es dann leicht
> passieren, dass  das Schwingen ggf. gar nicht mehr aufhört sondern die
> Schaltung instabil wird. Die Wahrscheinlichkeit steigt, wenn man so
> hochohmige Rückkopplungen verwendet wie du (denn bei 1MOhm kann dich die
> Eingangskapazität deines OPV schon merkbar Phasenreserve und damit
> Stabilität kosten).

ich glaueb du hast was falsch verstanden, oder ich verstehe etwas nicht. 
ich möchte keine kapazität zwischen ausgang und ground anlegen sondern 
zwischen den versorgungsspannungspins der opamps und ground

aber danke für den hinweis. das macht sinn wenn eine kapazität am 
ausgang anliegt wird der opamp eien geiwsse tendenz zum übersteuern 
haben, da die spannung nicht sofort auf den sollwert ansteigt und das 
kann zum schwingverhalten führen.

und danke für den hinweis mit dem zu großen rückkoppelwiderstand ich 
werde das im kopf behalten und ggf. ändern.

danke für alle hinweise ohne euch hätte ich mehrmals bei reichelt 
einkaufen müssen da ich die kenntnis und notwendigkeit diverser bauteile 
erst später erkannt hätte

super forum hier. :-)

von Achim S. (Gast)


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Christian schrieb:
> ich glaueb du hast was falsch verstanden, oder ich verstehe etwas nicht.
> ich möchte keine kapazität zwischen ausgang und ground anlegen sondern
> zwischen den versorgungsspannungspins der opamps und ground

Mag sein, dass ich dich falsch verstanden habe. (Inzwischen muss man 
sich deine jeweils letzte Schaltungsidee in mehreren Textbeiträgen 
zusammen suchen, das macht die Sache nicht einfacher).

Ich hatte folgenden Beitrag:

Christian schrieb:
> Ich möchte die Versorgungsspannung mit einem Transistor realisieren, da
> ich mehrere solcher Brücken und INA126 betreiben will und somit eine
> höhere Belastbarkeit am Ausgang brauche.
>
> 0,1µF keramik kondensatoren werde ich an den Vcc+- in serie zu ground
> anbringen.

so verstanden, dass du die Versorgung deiner Schaltung per 
OPV+Transistor realisieren willst. Die Pufferkondensatoren am 
Versorgungsanschluss deines INA wären damit am Ausgang deiner 
Transistorschaltung und damit potentiell gefährlich für deren 
Stabilität.

Wenn du stattdessen nun 8712 oder LM317 für die Versorgung deiner INA 
einsetzt, besteht keine Gefahr von Instabilität: die lassen sich von ein 
paar 100nF am Ausgang nicht aus der Ruhe bringen. Beim 7912 (für 
negative Versorgung) musst du sogar eine Mindestkapazität im µF-Bereich 
an den Ausgang des Spannungsreglers bringen, damit er stabil arbeitet.

von ths (Gast)


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Wie wär es denn, wenn du dir LTSpice oder was ähnliches besorgst, 
mehrere Varianten durchspielst und dann die vermeintlich beste Lösung 
aufbaust? Das ist nicht der längste Weg zum Ziel.

von Christian (Gast)


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ja ok achim. ist schlecht formuliert gewesen. danke nochmal für den 
hinweis

ich werde bald die teile kaufen und dann löten und dann hier bericht 
erstatten. wie es geworden ist.

auch ltspice werde ich mir mal zu gemüt führen...

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