Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Programmable Gain Amplifier


von Gustl B. (-gb-)


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Hallo, ich möchte immer noch DC Spannung mit einem AD7356 
digitalisieren. Am Ende brauche ich ein differentielles Signal zwischen 
0 und 2.048V symmetrisch um 1.024V.
Wie man das macht weiß ich aber bereits. Meine Eingangsspannung der 
Quelle ist wie gesagt DC und zwar von 0 bis maximal 11V. Das kann man 
schön mit Spannungsteiler runterteilen oder mit R_g und R_f an einem 
Operationsverstärker. Dann hat man aber leider eine feste 
Spannungsteilung, die 12Bits des ADCs teilen sich also auf die 11V auf. 
Und das soll jetzt einstellbar sein, also wenn das Eingangssignal 
kleiner ist, dann soll trotzdem der ADC möglichst gut ausgenutzt werden.
Ich dachte da an einen Programmable Gain Amplifier, und zwar an den 
LTC6910-3 http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6910123fa.pdf

Nachteil ist, dass der invertiert. Aber gut, das ist auch egal. Ist die 
Schaltung im Anhang so OK? Vom Prinzip her ist der linke OPV wie der 
LTC6910-3 beschalten nach dessen Block Diagramm aus dem Datenblatt. Wie 
ich das sehe ist das gut, aber ich weiß nicht ob ich mit den maximal 11V 
direkt an den Eingang gehen darf, irgendwie finde ich keine Angaben zum 
Spannungsbereich.

Anhang:
Bild wie es bisher ist.
Bild wie ich es bauen möchte.

Vielen Dank!

von Wolfgang (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Nachteil ist, dass der invertiert.

ADC zielt oft auf digitale Signalverarbeitung. Eine Invertierung läßt 
sich dort mit einer Programmzeile wieder rückgängig machen ;-)

von Gustl B. (-gb-)


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Ja das stimmt schon, aber ein negatives Signal kann ich nicht auf den 
ADC-Eingang loslassen, der ist differentiell und geht von 0 bis 2V.

Edit:
Jetzt hab ich verstanden, im differentiellen Signal am ADC ist der 
niedrigste ADC Wert bei größter Spannung so wie ich jetzt die 
Soll-Schaltung habe. Ja, ist ein Einzeiler.

Edit:
Oder man tauscht die beiden ADC-Anschlüsse.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Hm ... dieser LTC Stein verstärkt ja nur. Das bedeutet ich muss die 
Spannung am Eingang schon vorher unterteilen auf 2V. Also damit wenn 12V 
von der Quelle kommen diese dann geteilt werden nach 2V, der PGA hat 
dann Verstärkung 1 und der ADC sieht auch die 2V. Kleinere Spannungen 
kann ich also dann verstärken aber irgendwie fühlt sich das nicht gut an 
zuerst einen Spannungsteiler und dann einen Verstärker dahinter für 
kleine Signale die man auch ohne Spannungsteiler bei kleinerer 
Verstärkung auf den ADC geben könnte.

Bei diesem PGA ist also R_F immer kleiner oder gleich R_G. Gibt es auch 
PGAs die einfach zu verwenden sind die nicht nur verstärken sondern auch 
abschwächen?

von Possetitjel (Gast)


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Gustl B. schrieb:

> aber irgendwie fühlt sich das nicht gut an zuerst einen
> Spannungsteiler und dann einen Verstärker  dahinter für
> kleine Signale die man auch ohne Spannungsteiler bei
> kleinerer Verstärkung auf den ADC geben könnte.

Im Prinzip richtig.

Allerdings hat man eine aehnliche Technik bei klassischen
Oszis perfektioniert. Dort wird mit einem schaltbaren
Abschwaecher geteilt und anschlieszend um einen festen
Faktor verstaerkt.

Optimal fuer Deinen Fall waere ein schaltbarer Abschwaecher,
aber da kenne ich nix integriertes.

von Quarktasche (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Gibt es auch
> PGAs die einfach zu verwenden sind die nicht nur verstärken sondern auch
> abschwächen?

Also ein zusaetzlicher progammable attenuator?

von Gustl B. (-gb-)


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Nun es gibt ein paar PGAs die auch abschwächen können, aber meist nicht 
genug , ich bräuchte Abschwächung um Faktor 5,5. Und das sind dann auch 
meist Steine für hohe Frequenzen in entsprechendem Package, ich brauche 
nur DC bis 1MHz.
Einen progammable attenuator habe ich auch noch nicht gefunden ausser 
als externes Gerät. Es gibt noch Digitalpotis.

von Schattentroll (Gast)


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Vergiss digitale Potis, die haben keine Bandbreite.

Das Sinnvollste ist in der Tat einen festen Abschwaecher und einen 
einstellbaren Verstaerker, speziell wenn man mitb Eingangsspannungen 
oberhalb der Speisung arbeiten will.

von Gustl B. (-gb-)


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OK sehr gut. Der PGA hat einen unterschiedlichen Eingangswiderstand je 
nach Verstärkung. Das hat zur Folge, dass wenn ich den direkt hinter 
einen festen Abschwächer (Spannungsteiler) baue dieser 
Eingangswiderstand die Eingangsspannung verändert. Also wenn ich 12V am 
Eingang feste Teile und dann den PGA mit Verstärkung 1 schalte ist die 
Spannung niedriger wie wenn ich nur den Spannungsteiler habe. Sollte man 
daher zwischen Spannungsteiler und PGA einen OPV als Impedanzwandler 
einbauen?

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