Hallo erstmal, ich brauche Expertenhilfe bei einer kleinen Schaltung.
Ich habe wenig Ahnung von Elektronik. Es geht darum: Bei der im Bild
gezeigten Schaltung soll die angelegte Spannung bei Node2 im Bereich von
0 bis 5 V zur Node1 invertiert werden. Hoffe ich habe mich richtig
ausgedrückt. 5V ist die maximale Spannung und wenn bei Node1 3V Anliegen
sollen bei Node2 2V rauskommen. Bei Node1=5V dann Node2=0V usw.
Nur leider bekomme ich es nicht hin. Versuche es mit einem TLC272CP.
Ich dachte eigentlich die Dreiecke auf dem Bild sind Masse aber das
ergibt irgendwie keinen Sinn, da ja V1 5V sind. Bei V2 habe ich einen
100k Poti genommen. Und den Opamp habe ich wie auf der Zeichnung
angeschlossen plus noch VDD 5V und GND eben Masse.
Gruß, Bahm
Setze Mal V1 auf 10V statt 5V.
Das was du da hast ist ein Subtrahierer. Und wenn 5V am neg. Input vom
OpAmp liegen sollte das rauskommen, wovon du sprichst
Bahm schrieb:> Versuche es mit einem TLC272CP.
Mit welcher Versorgung?
> Bei V2 habe ich einen 100k Poti genommen.
Ein Poti gibt aber keine Spannung aus.
> Ich dachte eigentlich die Dreiecke auf dem Bild sind Masse aber das> ergibt irgendwie keinen Sinn, da ja V1 5V sind.
Und warum sollten dann die Dreiecke nicht Masse sein?
> Und den Opamp habe ich wie auf der Zeichnung angeschlossen plus noch VDD> 5V und GND eben Masse.
Zeichen mal einen Schaltplan von deinem Aufbau mitsamt deiner
Versorgung und schreibe noch ein paar Messwerte mit dazu. Und dann macht
du noch ein brauchbares Foto von deinem Aufbau und dann können wir
sinnvoll weiterdiskutieren. Mit "ich habe genau die Schaltung wie obern,
aber mit anderen Werten und anderer Verdrahtung" kommen wir nicht ans
Ziel.
Und dir sollte auch klar sein, dass der TLC272 ebi 5V Versorgung nur
funktioniert, solange beide Eingänge unter 3,8V sind. Und am Ausgnag
kommt er nicht zuverlässig über 3,5V hinaus.
Bahm schrieb:> Ich dachte eigentlich die Dreiecke auf dem Bild sind Masse aber das> ergibt irgendwie keinen Sinn, da ja V1 5V sind. Bei V2 habe ich einen> 100k Poti genommen. Und den Opamp habe ich wie auf der Zeichnung> angeschlossen plus noch VDD 5V und GND eben Masse.> Gruß, Bahm
Die Dreiecke sind hier das Symbol für Masse. Was soll dabei sinnlos
sein?
Nur spezielle Operationsverstärker können mit dem Ausgang bis an die
Versorgungsspannung herankommen, der hier kommt immerhin an die untere
Grenze. Damit du auch +5V am Ausgang erhalten kannst, musst du ihn mit
mindestens 7V versorgen!
V1 wird für den +E auf 2.5V heruntergeteilt.
Alles, was an Node1 größer als diese 2.5V ist, wird am Node2 um den
selben Betrag kleiner - und umgekehrt.
Invertiert ist der Ausgang also nur bezüglich des am +E anliegenden
Potentials. 0-5V am Eingang ergeben 5-0V am Ausgang.
Negativ, also invertiert bezüglich GND, kann das Ausgangssignal bei der
Schaltung nur werden, wenn der OPA mit einer negative
Versorgungsspannung an Pin 4 versorgt wird, also z.B. mit +/-7V. Dann
muss +E aber auch direkt auf GND gelegt werden.
Danke schonmal,
OK das mit Masse macht also schon Sinn. Hab nur nicht ganz verstanden
wieso hinter dem V1 nochmal Masse ist, aber ist ja eigentlich logisch.
Die Zeichnung ist mein erster Schaltplan, hoffe er ist zu verstehen.
Meine Schaltung habe ich nochmal neu gesteckt.
Messwerte:
Node 2: Je nach Potistellung 4,1 bis 4,7V
Node 1: " 0 bis 5V
Dann den Poti so eingestellt dass Node1=3,7V.
TLCout=4,2V
TLCin-=3,9V
TLCin+=5V (hier frage ich mich schon ob es nicht niedriger sein sollte
aufgrund des Widerstands?)
TLCvdd=5V
Und auf dem Bild erkennt man leider wohl nicht alles. Hab darauf
geachtet, dass sich die Beine der Widerstände nicht berühren.
10V statt 5V habe ich auch versucht, ändert nur die Werte im selben
Verhältnis.
Und ja genau, subtrahieren trifft es wohl eher und nennt es sich dann
wohl auch.
Wikipedia werde ich mir ansehen. Jetzt gehe ich aber erst mal ins Bett
und sehe morgen weiter.
Welcher spezielle Opamp wäre denn da geeignet um bei 5V auch annähernd
wieder 5V zu bekommen?
Allerdings sollte die Subtraktion schon ziemlich genau sein, falls sie
das nicht bei allen ist.
Vielen Dank schonmal für die schnelle Hilfe.
Bin absoluter Anfänger, habe nur mal so ein paar Bausätze aller LED
blinkt zusammengesetzt, allerdings musste man nie etwas nachmessen.
Deswegen fällt es mir auch schwer die richtigen Ausdrücke zu finden.
Bahm schrieb:> Hab nur nicht ganz verstanden> wieso hinter dem V1 nochmal Masse ist, aber ist ja eigentlich logisch.
In der ersten Zeichnung sind drei Massesymbole und die sind alle
miteinander verbunden! Es ist eine Leitung, ein Potential. Die Dreiecke
sind nur eine Vereinfachung beim Zeichnen!
Dann: eine 5V-Quelle (V2) ist nicht das selbe wie ein 100k Poti! Der
Teil der Schalthng lebt davon, dass V2 eine niederohmige Quelle ist und
das Poti repräsentiert eine Quelle mit bis zu 50k Innenwiderstand.
Annäherung: mache die beiden Rs zwischen Node1 und Pin 1 und 2 zu 100k
und das Poti zu 1k.
Damit müsste sich jedenfalls annähernd das gewünschte Verhalten ergeben,
wenn die Schaltung auch nach der Zeichnung gesteckt wurde.
Bahm schrieb:> Welcher spezielle Opamp wäre denn da geeignet um bei 5V auch annähernd> wieder 5V zu bekommen?
Suche nach Rail-to-Rail für Ein- und Ausgang bei TI, Maxim, NXP etc.
oder den Distributoren.
Bahm schrieb:> Dann den Poti so eingestellt dass Node1=3,7V.> TLCout=4,2V> TLCin-=3,9V
Die Spannungen sind allesamt ausserhalb des Bereichs, in dem der OPAmp
mit 5V Versorgung funktionieren kann. Das wurde hier schon ein paar Mal
erwähnt...
Stell da mal was um 1V ein, dann hast du eine chance, dass der im
erlaubten/funktionierenden Bereich bleibt.
> TLCin+=5V (hier frage ich mich schon ob es nicht niedriger sein sollte> aufgrund des Widerstands?)
"aufgrund der beiden Spannungsteiler-Widerstände"
Die Spannung dort muss dank des Spannungsteilers ziemlich genau 2,5V
sein. Du hast da einen Schaltungsfehler drin (eh' klar, sonst würde das
ja wie bei allen anderen funktionieren...). Steck mal den OP aus und
miss diese In+ Spannung nochmal.
Aber so wie ich das sehe, passt der Schaltplan schon allein von der
Anzahl der Widerstände nicht zum Aufbau. Wo ist da der zweite
Spannungsteiler-Widerstand (der im Schaltplan unten rechts gezeichnet
ist(*))?
Und solange die der OP funktioniert, wie er soll, ist am In- die exakt
gleiche Spannung wie am In+. Das zu regeln ist die eigentliche Aufgabe
des OP in dieser Schaltung.
Bahm schrieb:> Meine Schaltung habe ich nochmal neu gesteckt.
Recht unübersichtlich und fehlerträchtig.
Die beiden Spannungsteilerwiderstände für den In+ könntest du z.B. auch
ganz ohne zusätzliche Brücken stecken. Die Drähte der Widerstände sind
lang genug, um mit einem Widerstand von V+ zum In+ und mit dem zweiten
von In+ nach GND zu fahren.
(*): du solltest in einem Schaltplan übrigens jedem Bauteil einen Namen
geben, dann kann man sagen R1 und R2, jetzt muss man sagen, "dem unteren
linken Widerstand und dem unteren rechten Widerstand", das zieht sich in
die Länge...
HildeK schrieb:> Der Teil der Schalthng lebt davon, dass V2 eine niederohmige Quelle ist> und das Poti repräsentiert eine Quelle mit bis zu 50k Innenwiderstand.
Es sind in Mittelstellung maximal 25kOhm (50k||50k). Bei jedem anderen
Drehwinkel ist es immer weniger... ;-)
Aber das ist zum Glück hier im statischen Betrieb eh' nicht interessant,
die KL des Potis (Drehwinkel vs "Ausgangsspannung") wird dann samt der
Gesamtverstärkung der Schaltung halt sehr nichtlinear. Die im statischen
Betrieb gemessenen Spannungen sind natürlich trotzdem "wahr".
Ich würde aber auch eher ein 1k oder 500R Poti empfehlen, um solche
eigenartigen Effekte deutlich zu reduzieren.
Lothar M. schrieb:> Es sind in Mittelstellung maximal 25kOhm (50k||50k). Bei jedem anderen> Drehwinkel ist es immer weniger... ;-)
Oh ja, so ist es! Einen Überlegungsfehler habe ich immer drin :-(.
Den 1k für's Poti hatte ich ihm zusammen mit höheren Werten für die
beiden Widerstände im NonInv-Eingang auch schon vorgeschlagen.
Damit ist das Verhalten zwar noch immer nicht vollständig linear, was
spätestens bei dynamischen Eingangsignalen auffallen sollte.
Danke für die Hilfe.
Es stimmt, einen Widerstand hätte ich komplett vergessen.
Nun habe ich es nochmal neu gemacht. Danke für den Tipp zwecks
Übersichtlichkeit mit den Widerstandsbeinen. Soweit habe ich nicht
gedacht.
Es funktioniert nun auch, im Bereich von 0,4 bis 4,1V.
Hab auch schon ein bisschen was gelernt Dank euch, z. B. Das mit dem
Rail to Rail. Werde dann wahrscheinlich noch einen Opa350 besorgen.
4,1V sollte eigentlich ausreichen, nur wäre es gut wenn es bei 0V
anfangen würde.
Den Tip mit dem 1K Poti kann ich leider nicht testen, da ich im Moment
keinen habe. Aber nun funktioniert es ja wohl im Rahmen des ICs so wie
es soll.
Aber eine Frage hätte ich noch: konkret ist die Schaltung für einen
(Audio)Oszillator. Der Poti wird dann mit Steuerspannung ersetzt. Diese
Steuerspannung ist 1V/Octave bei 0V(=NoteC0) bis 5V.
Der ic erwartet das aber umgekehrt also note C0=5V
Wohin könnte ich noch einen Trimmpoti setzen um die Spreitzung der
Subtraktion zu verändern? Um sozusagen die Stimmung über die 4 bis 5
Oktaven einzustellen?
Sprich 5V (auch wenn es hier nicht ganz erreicht wird) bleibt bei 5V
aber am anderen Ende der Skala bei 0V soll es einstellbar sein von. 0
bis 0,5V oder so ähnlich. Oder umgekehrt müsste es ja auch
funktionieren.
Vielen Dank für die kompetente Hilfe,
Bahm
Bahm schrieb:> nur wäre es gut wenn es bei 0V anfangen würde.
Wenn du die Linearität bis an die Grenzen brauchst, dann packt auch ein
R2R OP das nicht. Denn auch der kommt nur "knapp" oder "ohne Last" an
die Grenzen. Mit einem zusätzlichen externen Lastwiderstand (ca. 1k)
nach GND kannst du ihm dabei allerdings ein wenig "helfen".
> OPA350
Lass lieber die Finger von dieser Rakete. Der könnte mit seiner GBW
leicht zu Schwingungen neigen (nicht umsonst gibt es da das Kapitel 10
"Layout Guidelines" im Datenblatt). Nimm einen mit einer deutlich
niedrigeren GBW.
> Wohin könnte ich noch einen Trimmpoti setzen um die Spreitzung der> Subtraktion zu verändern? Um sozusagen die Stimmung über die 4 bis 5> Oktaven einzustellen?
Du willst da nichts "spreizen", denn das würde ja bedeuten, dass du
statt 1V/Oktave eine andere Steigung mit z.B. 1,5V oder 0,5V/Oktave
hast. Das taugt bestenfalls für sehr experimentelle Musik...
Du willst nur den Offset ändern. Das machst du einfach, indem du den
Spannungsteiler R3+R4 am In+ durch ein Poti ersetzt.
Ok Danke,
Könntest du mir vielleicht einen Opa empfehlen?
Und doch, ich will die Spreitzung einstellen, so empfiehlt es zumindest
das Datenblatt des Oszillators.
Offseteinstellung ist dort bereits integriert.
Natürlich will ich nicht bis 0,5V/Oct. Eher geschätzt von 0,9 bis
1,1V/Oct. Einfach um ihn Stimmen zu können über die ganze Skala.
Und das mit dem 1K Lastwiderstand nach GND, würde das auch bei dem
TLC272 funktionieren? Hab es an den für mich logischen Stellen probiert
aber keine Änderung bemerkt. Meine Logik ist aber sehr begrenzt.
Gruß Rene
Wobei mir gerade einfällt:
Wenn ich mich mit 4 Oktaven insgesamt zufrieden gebe, dann kann ich ja
aufgrund der im Oszillator IC vorhandenen Offseteinstellung weiterhin
einfach meinen Opamp benutzen, richtig? Denn es ist ja dann egal ob er
bei 0V anfängt oder 0,5V.
Dann brauche ich diesen Lastwiderstand auch garnicht mehr zusätzlich
jetzt.
Bleibt nur noch die im letzten Post genannte Spreizungseinstellung.
Was natürlich auch noch super wäre, ein Oktavwahlschalter. Dann müsste
ich noch was einbauen was am NODE2 aber genau 1V addiert und/oder
subtrahiert. Allerdings wird das wohl nicht so einfach wenn es ganz
genau 1V sein muss um die Stimmung dann nicht wieder zu zerstören.
Gruß, Bahm
Bahm schrieb:> Und das mit dem 1K Lastwiderstand nach GND, würde das auch bei dem> TLC272 funktionieren?
Ja, damit kommt er am Ausgang auf (fast) 0V, das tut er bereits so
(<50mV) auch ohne den Widerstand. Aber er kommt nach oben nur auf typ.
3.8V. Und am Eingang funktioniert er nur bis max. 4V bei 5V Versorgung.
Nur die obere Grenze wirst du bei dem nur mit einer Versorgungsspannung
>7V erreichen können.
Bei Operationsverstärkerschaltungen tut man sich wesentlich leichter,
wenn man eine ausreichend hohe und symmetrische Spannungsversorgung
verwendet. Dann ginge praktisch jeder Feld-Wald-Wiesen-OPA.
Ein Vorschlag wäre der TS912, ich habe aber die anderen Daten nicht
überprüft, ob sie für deine Anwendung passen.
Auf den Seiten
https://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker
bzw.
https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Operationsverst%c3%a4rker#Liste_g.C3.A4ngiger_Typen_von_Operationsverst.C3.A4rkern
findest du eine Übersicht über gängige OPAs mit Kurzdaten und der
Kennzeichnung, welche in welchem Bereich für Eingang und Ausgang an die
Rails herankommen - in den Spalten R2Rin, R2Rout bzw. 'Rail in' und
'Rail out'.
Die Spannungsversorgung ist durch das vorhandene System bei 5V. Es für
diesen Oszi zu erhöhen wäre zwar möglich, ist aber nicht nötig.
0,2 bis 4,2V habe ich nun hinbekommen durch einen Widerstand zwischen
VCC und Opamp Vc-in.
Das sind 4 Oktaven. Reicht mir.
Nur wo müsste ich ansetzen um die Spreitzung zu ändern?
Habe es mal am System probiert und habe leider nicht genau die
1V/Octave. Und das obwohl der Osci IC eh die Spannung zu Halbnoten
rechnet. Trotzdem weicht es nach wenigen Noten ab, sprich es stimmt
einfach die Spreitzung über die gesamte Range nicht.
Bahm schrieb:> Nur wo müsste ich ansetzen um die Spreitzung zu ändern?
Dann must du das Widerstandsverhältnis von R1 und R2 verändern.
Eventuell ist ein Poti hier nicht schlecht:
Bahm schrieb:> 0,2 bis 4,2V habe ich nun hinbekommen durch einen Widerstand zwischen> VCC und Opamp Vc-in.
Das ist eigentlich der falsche Ansatz, dadurch bringst du noch einen
zusätzlichen Offset ins Spiel und verbiegst die Verstärkung. aber wenn
das Gebastel tut...
> die Spreitzung zu ändern?
Das -t- tut dem Auge weh (*)
> die Spreitzung zu ändern?
Die "Spreizung" ist die Verstärkung der Schaltung und die stellst du
wie gesagt mit R1 und R2 ein (die Verstärkung kann bei entsprechender
Einstellung dann auch kleiner 1 sein). Und den Offset stellst du wie
gesagt mit R3 und R4 ein.
(*)Reim dich oder ich fress dich... ;-)
Bahm schrieb:> Nur wo müsste ich ansetzen um die Spreitzung zu ändern?
In deinem letzten Bild: R2/R1 bestimmt die Verstärkung. Die ist jetzt
v=1, wenn die Widerstände wirklich gleich sind. Ein größerer R2 macht
mehr Verstärkung.
Bahm schrieb:> 0,2 bis 4,2V habe ich nun hinbekommen durch einen Widerstand zwischen> VCC und Opamp Vc-in.
Wo???
Bahm schrieb:> Was natürlich auch noch super wäre, ein Oktavwahlschalter. Dann müsste> ich noch was einbauen was am NODE2 aber genau 1V addiert und/oder> subtrahiert. Allerdings wird das wohl nicht so einfach wenn es ganz> genau 1V sein muss um die Stimmung dann nicht wieder zu zerstören.
Wenn man vom Bild im Eröffnungspost ausgeht (übrigens: so sollten die
Schaltbilder aussehen!), dann kannst du mit einem weiteren Widerstand R5
am -E (Knoten R3/R4) eine Spannung anlegen, die dazu addiert wird.
Dein gewünschtes 1V muss aber relativ zu der Spannung an +E berechnet
werden.
Für +1V Offset musst du dort dann 2.5V-1V = 1.5V anlegen, für -1V Offset
entsprechend 2.5V+1V = 3.5V.
Das Ausgangssignal ist dann Ua = -U_Node1*R4/R3-U_Offset*R4/R5.
Die Schaltung ist ein invertierender Summierverstärker.
Ok ihr beiden das hilft mir schonmal weiter. Ich hab das mal kurz
getestet mit dem Poti und es fehlt nur noch feinabstimmung.
Diesen einen Widerstand habe ich einfach mal überall ausprobiert... Dann
mach ich den wieder weg.
Und den Oktavwahlschalter sehe ich mir abends an.
Vielen Dank.
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