Guten Tag liebe Community, ich habe eine Schaltung aufgebaut, welche das Signal eines Sensors von ±15V auf 0-5V umwandelt. Dafür habe ich den LT1366 von der Fimra Linear Technology benutzt. Alles funktioniert soweit Einwandfrei. Die derzeitige Spannungsversorgung erfolgt durch zwei Quellen, eine mit +15V und die andere mit -15V (Dual-Supply-Versorgung). Die Schaltung soll in eine bestehende Hardware implementiert werden, welche eine Versorgungspannung von maximal 5V bereitstellen kann. Ist es möglich einen OPV im Single-Supply Betrieb so zu betreiben, dass die oben genannten Eigenschaften erhalten bleiben ohne das der OPV Schaden nimmt? Mit freundlichen Grüßen
Vitaly W. schrieb: > Ist es möglich > einen OPV im Single-Supply Betrieb so zu betreiben, dass die oben > genannten Eigenschaften erhalten bleiben ohne das der OPV Schaden nimmt? Ja, aber dann musst du die Schaltung natürlich umdimensionieren.
Vielen Dank für die schnellste Antwort die ich je in einem Forum erhalten habe ! :D Wie müsste man bei der Dimensionierung vorgehen? Kannst du mir eventuell geeignete Literatur hierzu nennen? Gruß
Max M. schrieb: > ich habe eine Schaltung aufgebaut, welche das Signal eines Sensors von > ±15V auf 0-5V umwandelt. Da reicht normalerweise ein Spannungsteiler mit Offset. Näheres dazu findest Du hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Offset.2C_passiv
Ich habe noch leider kein Datenblatt des Sensors. Ich habe die Schaltung in LTSpice simuliert, wo der Sensor durch eine AC Spannungsquelle ersetzt wurde um ersteinmal einen Überblick zu bekommen.
Gut, du hasst keinen Sensor, DU musst aber trotzdem definieren, welchen Innenwiderstand der Sensor maximal haben darf.
Yalu X. schrieb: > So z.B. Vielen Dank, die Schaltung funktionert einwandfrei. Nun habe ich mir Link von Harald Wilhelms angeschaut, das die Schaltung einige Nachteile bringt die ich nicht hinnehmen möchte. Hinter dieser Schaltung befindet sich ein ADC (TMS570LC43), welcher einen gewissen Strom zum laden des Csample Kondensator benötigt.
Max M. schrieb: > welcher einen gewissen Strom zum laden des Csample Butter bei die Fische und nicht rumlabern! Zahlen, Zahlen, Zahlen... (und besonders auch zum Sensor - wurde ja bereits verlangt)
Max M. schrieb: > Hinter dieser Schaltung befindet sich ein ADC > (TMS570LC43), welcher einen gewissen Strom zum laden des Csample > Kondensator benötigt. Wie oft misst du? Wenn sich der Messwert nur langsam ändert kann man das mit einem 1-100nF Kondensator prima abpuffern.
Beim Opamp hast du das Problem, dass dessen Ausgang bei der Versorgung mit +5V und 0V nur näherungsweise die 5V und 0V erreicht. Wenn die Sache genau werden soll, müssen die Versorgungsspannungen etwas außerhalb des Ausgangsspannungsbereichs, also bspw. bei +6V und -1V, liegen. Du könntest bspw. der Schaltung aus meinem letzten Beitrag einen Opamp als Spannungsfolger nachschalten, um die Ausgangsimpedanz zu reduzieren. Das obige Problem hast du aber immer noch.
Ich habe mal nach einem Sensor gesucht welcher meine Anforderungen erfüllt: http://www.lorenz-messtechnik.de/deutsch/produkte/rotierend_schleifringlos/dr-2212.php Das Ausgangssignal des Sensors ist jedoch ±10 V, ändert aber nicht die Fragestellung.
andi schrieb: > Die Rail 2 Rail Spannung die der LT1366 kann reicht für seine Anwendung > mit Sicherheit Das Problem was ich habe ist, sollte die Rückkopplung eines Differenzverstärkers brecken/nicht richtig gelötet sein würde ja die Spannung des Sensors also die ±15 an den Input Pin des OPVs liegen. Ihc habe mal irgendwo gelesen, das die Eingangsspannung am OPV nicht die Versorgungsspannung des OPV überschreiten darf.
Max M. schrieb: > Ist es möglich > einen OPV im Single-Supply Betrieb so zu betreiben, dass die oben > genannten Eigenschaften erhalten bleiben Jein, Der LT1366 ist zwar ein Rail-To-Rail OpAmp, aber wenn der mit 5V versorgt wird, kann er nicht exakt 5V liefern, sondern nur 4.95 (bei 10k Last) und er kann nicht genau 0V liefern, sondern es kommen mindestens 0.05V raus. Wenn du damit leben kannst, geht es.
Michael B. schrieb: > Max M. schrieb: >> Ist es möglich >> einen OPV im Single-Supply Betrieb so zu betreiben, dass die oben >> genannten Eigenschaften erhalten bleiben > > Jein, > > Der LT1366 ist zwar ein Rail-To-Rail OpAmp, aber wenn der mit 5V > versorgt wird, kann er nicht exakt 5V liefern, sondern nur 4.95 (bei 10k > Last) und er kann nicht genau 0V liefern, sondern es kommen mindestens > 0.05V raus. > > Wenn du damit leben kannst, geht es. Stehen diese Angaben irgendwo im Datenblatt? Ich würde gerne wissen wie man das berechnen kann um wieviel kleiner das Signal dargestellt wird
Max M. schrieb: > Ihc habe mal irgendwo gelesen, das die Eingangsspannung am OPV nicht die > Versorgungsspannung des OPV überschreiten darf. Guck einfach ins Datenblatt des von dir verwendeten OPs. Alles andere ist leeres Geschwätz. Notfalls hilft eine Diode.
Max M. schrieb: > Stehen diese Angaben irgendwo im Datenblatt? Natürlich, gibt ein schönes Diagramm gleich auf der ersten Seite Output Saturation Voltage vs Load Current
Ich bedanke mich nochmal für die zahlreichen Antworten. Ich bin gerade erst so richtig in die Analogelektronik eingestiegen und stelle hoffentlich nicht allzu blöde Fragen. Die Hauptfrage wurde meiner Meinung bis jetzt immer noch nicht richtig beantwortet, ob es möglich ist die Input Eingänge eines OPVs mit höherer Spannung zu belasten als die Versorgungsspannung des OPV. Max M. schrieb: > Michael B. schrieb: >> Max M. schrieb: >>> Ist es möglich >>> einen OPV im Single-Supply Betrieb so zu betreiben, dass die oben >>> genannten Eigenschaften erhalten bleiben >> >> Jein, >> >> Der LT1366 ist zwar ein Rail-To-Rail OpAmp, aber wenn der mit 5V >> versorgt wird, kann er nicht exakt 5V liefern, sondern nur 4.95 (bei 10k >> Last) und er kann nicht genau 0V liefern, sondern es kommen mindestens >> 0.05V raus. >> >> Wenn du damit leben kannst, geht es. > > Stehen diese Angaben irgendwo im Datenblatt? Ich würde gerne wissen wie > man das berechnen kann um wieviel kleiner das Signal dargestellt wird Ich denke dies ist auch nur möglich wenn man den OPV mit 5 V versorgt. Die Simulation in LTSpice zeigt hier keine Fehler an, selbst wenn ich an den Input 100V lege funktioniert der OPV noch. Ich habe folgendes dazu in der Literatur "Operationsverstärker" - ISBN 978-3-8348-1643-6 S. 201 f. gefunden: "Operationsverstärker sind allgemein durch die Kurzschlussfestigkeit sehr unempfindliche Bauelemente. Zwei Dinge können ihn jedoch sehr schnell zerstören: Das erste wäre die Falschpolung der Versorgungsspannung und die zweite Möglichkeit wäre eine Eingangsspannung, die im Potenzial höher liegt als die Versorgungsspannung. So sollte bei einer Versorgungsspannung von ±10 V die Eingangsspannung am +Input eine Spannung von +8 V nicht überschreiten. Erfahrungsgemäß ist eine Zerstörung des OPs aber erst dann angesagt, wenn der Eingang eine mehr als 1 V höhere Spannung als die Versorgungsspannung aufweist." Der Autor bezieht sich hier auf den OPV allgemein, daher bin ich mir immer noch unsicher ob das vielleicht für bestimmte OPVs doch möglich ist.
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Max M. schrieb: > ob es möglich ist die Input Eingänge eines OPVs mit höherer > Spannung zu belasten als die Versorgungsspannung des OPV. i.A. nicht, Ausnahmen sind over-the-top OpAmp wie TLV2401 (5V), OPA2340 (0.5V, TI), INA117 (200V, TI), LT1490/LT1491/LT1638/LT1639 (44V, LT) andere gehen bis zu bestimmten Spannungen (meist 36V) wenigstens nicht kaputt, funktionieren aber nicht, wie LM324/LM358, LF411 etc. LF356/357, TL071/072/074/etc.
Lösung des Problems: Fertiges Wandlermodul von +5V auf +- 15 V. Gibt es die denn nicht mehr? Gruß - Werner
Werner H. schrieb: > Lösung des Problems: > Fertiges Wandlermodul von +5V auf +- 15 V. > Gibt es die denn nicht mehr? > > Gruß - Werner Man kann das Pferd auch von hinten aufzäumen. Der TE braucht keine Hilfsspannungsversorgung, er will nur ein Signal umwandeln. Die passive Methode wurde vorgeschlagen aber die will er wohl nicht, jetzt muss halt ein Impedanzwandler dazu. Aber das geht alles ohne Hilfsspannung.
THOR schrieb: > Werner H. schrieb: >> Lösung des Problems: >> Fertiges Wandlermodul von +5V auf +- 15 V. >> Gibt es die denn nicht mehr? >> >> Gruß - Werner > > Man kann das Pferd auch von hinten aufzäumen. Der TE braucht keine > Hilfsspannungsversorgung, er will nur ein Signal umwandeln. > > Die passive Methode wurde vorgeschlagen aber die will er wohl nicht, > jetzt muss halt ein Impedanzwandler dazu. Aber das geht alles ohne > Hilfsspannung. Hallo, die passive Variante ist eine sehr einfache und gute Schaltung aber nicht für meine Zwecke geeignet. Selbst wenn ich die Pegelanpassung mit der passiven Methode mache, habe ich immer noch das Problem mit den nachfolgenden Bauteilen wie z.B. einen aktiven Tiefpassfilter. Der Filter benötigt auch eine Versorgungsspannung. Da ich nur 5 V Versorgungssapnnung habe, wird der Spannungsfall am Ausgang mit größerer Belastung unzulässig. Falls ich was falsch verstaden habe, so bitte ich um aufklärung. Mit freundlichen Grüßen Max
Route 6. schrieb: > Max M. schrieb: >> welcher einen gewissen Strom zum laden des Csample > > Butter bei die Fische und nicht rumlabern! > Zahlen, Zahlen, Zahlen... > (und besonders auch zum Sensor - wurde ja bereits verlangt) Max M. schrieb: > wird der Spannungsfall am Ausgang mit größerer > Belastung unzulässig. Wenn du nicht endlich, endlich, endlich mit klaren Zahlen rausrückst, kann dir Niemand helfen!
Max M. schrieb: > habe ich immer noch das Problem mit den > nachfolgenden Bauteilen wie z.B. einen aktiven Tiefpassfilter. Dann wirds mit nur 5V versorgung sowiso immert schlechter. Also besorge dir ein DC DC Wandlermodul das aus den 5V +-12V macht. Oder zeige den gesamten Schaltplan. Und gebe die notwendige Genauigkeit an.
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Schaltung1.PNG
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Schaltung1.PNG
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Hallo, ich habe die Schaltung hinzugefügt um die es geht. Die Genauigkeit sollte bei mindestens einem Prozent liegen. Da ich das ganze mit LTSpice simuliere, versuche ich nur Bauteile von Linear Technology zu verwenden, da nicht immer Spice - Models von anderen Hersteller zugänglich sind. Im Datenblatt des Herstellers steht, das die Eingangspins des LT1632 eine höhere Spannung als die Versorgungsspannung vertragen. Leider sind dafür keine genauen Grenzen definiert (oder ich habe sie übersehen). Da Signale mit +- 15V ankommen, bin ich mir unsicher ob der OPV das aushält wenn ich den in Single-Supply mit 5V betreibe. Einen Sensor habe ich noch nicht, die Spannungsquelle mit -+15 V soll aber diesen darstellen. mfg
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Bearbeitet durch User
Wie ist das beim passiven Spannungsteiler mit Offset? Da fliesst doch der Strom in den Sensor wenn die Spannung unter dem Offset ist, oder? Gefaerdet das den denn nicht?
Max M. schrieb: > Die Simulation in LTSpice zeigt hier keine Fehler an, selbst wenn ich an > den Input 100V lege funktioniert der OPV noch. Dann nimm mal einen echten OPV und schau ihm beim rauchen zu.
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