Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp mit Gain +-2 umschaltbar


von Lukas E. (lukas_e147)


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Moin,

ich habe ein Problem durch folgende Situation. Ein Arduino stellt eine 
PWM bereit, die wird durch einen Tiefpass zu einer Gleichspannung 
gemacht. Das funktioniert auch einwandfrei. Jetzt brauche ich eine 
Spannung, die entweder aus 0..5V 0..+10V, oder 0..-10V macht. Ansich 
auch kein Problem, ich nehme einen OP, den ich entweder als 
invertierenden oder nichtinvertierenden Verstärker beschalte, vielleicht 
ersetze ich noch einen R durch einen Trimmer um die Spannung am Ende des 
Kabels nachjustieren zu können. Die Krux an der Sache: Der 
Verstärkungsfaktor +2/-2 soll per Jumper, später per Mikrocontroller 
umschaltbar sein. Ich habe ein bisschen mit Spice gespielt, herauskam 
die Schaltung oben. Wenn ich R1 ebenfalls mit 10K ersetze, kann ich ein 
Gain von +1 / -1 erzielen, das funktioniert auch. Nur wenn ich den 
Widerstand erhöhe, auf 20K, hab ich natürlich nur -2, aber dennoch +1, 
da ja nur die invertierende Beschaltung verändert wird. Ich stehe gerade 
ein bisschen auf dem Schlauch, aber gibt es eine Möglichkeit, sowohl das 
Umschalten, als auch Verstärken, mit einem OP zu realisieren, anstatt 
einmal die Inverter- und dann die Verstärkerstufe?

Das Spice-File und ein Bild des Schaltplans hängt an.

Ich danke schonmal für eure Hilfe.

LG

Lukas

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Vielleicht Analogschalter einsetzen, aehnlich CD4066, waere eine Idee.

+/- hast Du schon, davor mache noch einen schaltbaren Widerstandsteiler.

von Dieter (Gast)


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von Georg (Gast)


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Lukas E. schrieb:
> aber gibt es eine Möglichkeit, sowohl das
> Umschalten, als auch Verstärken, mit einem OP zu realisieren, anstatt
> einmal die Inverter- und dann die Verstärkerstufe?

Ein Dual-OpAmp würde dich finanziell ruinieren?

Georg

von 1000V Dc (Gast)


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Dual opamp, beide Varianten parallel laufen und die Ausgänge mit 4046 
muxen

von WIRO (Gast)


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Hallo,
leiste Dir noch einen Widerstand und probiere es doch mal so!
Resultat?

Gruß
WIRO

von Otto (Gast)


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Hallo,
die Versorgungsspannung ist in der Simulation verpolt.
Gruß Otto

von Ohne Mampf kein Kampf (Gast)


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Otto schrieb:
> Hallo,
> die Versorgungsspannung ist in der Simulation verpolt.
> Gruß Otto


Damm muff ebn noch ein Inverter dahinter geschltet wrden.
;-)

(Entschuldigung -ich hatte gerade noch einen Stück Gänsebraten im Mund)

von hsc (Gast)


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Ich habe es nicht simuliert, daher kein bildchen. Ausgehend vom Originl: 
R3 darf gehen und zusätzlich ein Widerstand mit 20k vom negativen 
Eingang zur Masse.

von oldeurope O. (Gast)


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Lukas E. schrieb:
> 0..5V 0..+10V, oder 0..-10V macht.

Mach doch bei 2,5V 0V, bei 0V -10V und bei 5V +10V.
Dann hast Du sogar noch einen I/O am Arduino frei.

LG
old.

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
hsc schrieb:
> Ich habe es nicht simuliert, daher kein bildchen. Ausgehend vom Originl:
> R3 darf gehen und zusätzlich ein Widerstand mit 20k vom negativen
> Eingang zur Masse.

Ich habe es gerade mal mit einem TL071 (lag gerade so herum) als OP und 
einem BC548 als Schalter aufgebaut, funktioniert.

rhf

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6087051 wurde von einem Moderator gelöscht.
von 1000V Dc (Gast)


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Ursel schrieb im Beitrag #6087051:
> Schonmal was von PGA gehört ihr dilletanten?

Der mit nur einem Pin steuerbar ist? Zeig mal

von Dieter (Gast)


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Den unteren R=20k auch noch aufteilen und mit einem BC geschaltet, 
könnte noch die Umschaltung von +10 auf +5V erledigen.

PGA wie zum Beispiel MAX9939 macht aber auch keine Invertierung. Die mit 
Invertierung sind seltener. Die meisten halten aber nur bis 5.5V aus und 
es ist dann wiederum ein nachgeschalteter OP notwendig.

Wenn man mehr Werte einstellen müßte, dann ist das natürlich die 
sinnvollere Lösung, solange es nicht mit kleinen Jumpern oder 
DIL-Schaltern prozessorfrei auch eingestellt werden soll.

von Lukas E. (lukas_e147)


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Die Lösung von Roland werde ich so verwenden, ich habs gerade 
nachgebaut, wie zu erwarten, funktioniert, ich danke euch allen für eure 
Hilfe :)

Einen PGA habe ich nicht passend gefunden, zu vernünftigen Preisen, ich 
brauche das ganze 6* auf einem PCB, daher wären das dann so 6, anstatt 
mit zwei OP's 12, was dem Platz auf der Platine zugute kommt.

von reihaus (Gast)


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nennt sich bipolares Koeffizientenglied.
Tietze Schenk 8.Aufl. S 304

Beitrag #6087304 wurde vom Autor gelöscht.
von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Lukas E. schrieb:
> Die Lösung von Roland...

War ich nicht, ich habe nur das fehlende "bildchen" von  hsc gemalt.

Mir ist gerade aufgefallen, das ich vergessen habe R3 zu entfernen. Die
Schaltung vereinfacht sich also noch etwas.

rhf

von hsc (Gast)


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Zu beachten ist nur, das die Eingangsimpedanz nicht konstant ist und ein 
kleiner FET geeigneter wäre.
Sonst finde ich es wieder mal spannend, wie statt eines weiteren 
Widerstands lieber weitere OPs oder sogar PGA eingesetzt werden.  Es ist 
doch schön aus einfachen 0815-Komponenten seine Funktion abbilden zu 
können. Günstiger und einfacher verfügbar.

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