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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik antiproportionale Verstärkung von Operationsverstärkern


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von Nicolas K. (ccodex)


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Hallo zusammen,
ich habe das Problem, dass mein Operationsverstärker bei kleiner 
Spannung am Eingang eine große Verstärkung und bei großer Spannung eine 
kleine Verstärkung haben soll.

Der Widerstand R4 soll also variabel sein.

Der Operationsverstärker soll unabhängig von der Eingangsspannung immer 
eine Spannung zwischen 0V und max. 4-5V Ausgeben.

Die gesamte Schaltung selber, soll mir die Nulldurchgänge der 
Wechselstromquelle zurück geben. Der Bereich des Stroms am Eingang liegt 
zwischen 25mA und 5A.

Gibt es eine Möglichkeit den Widerstand R4 variabel zu machen um die 
Verstärkung antiproportional zu steuern oder gibt es bessere 
Möglichkeiten den Nulldurchgang der Wechselstromquelle zu erfassen?

MFG Nicolas K

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Was du suchst in the Compressor

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Ist das nicht einfach nur ein Komparator, was du brauchst?

von Bernd K. (prof7bit)


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Nicolas K. schrieb:
> Der Operationsverstärker soll unabhängig von der Eingangsspannung immer
> eine Spannung zwischen 0V und max. 4-5V Ausgeben.
>
> Die gesamte Schaltung selber, soll mir die Nulldurchgänge der
> Wechselstromquelle zurück geben.

Dazu muss die Verstärkung sich nicht variabel sein!? Du stellst es so 
ein daß es selbst bei den kleinsten zu messenden Amplituden noch 
funktioniert und bei größeren Amplituden geht es einfach in die 
Begrenzung, was dem Ziel der ganzen Anwendung aber keinen Abbruch tut.

Die in #1 gezeigte Schaltung erscheint mir übrigens auch schon irgendwie 
unpassend und auch schon viel zu kompliziert, wozu richtest Du es gleich 
wenn Du doch nur die Nulldurchgänge einer Wechselspannung haben willst?

von Ulf L. (ulf_l)


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Hallo

Wenn Du bei einem invertierenden Verstärker eine sehr hohe Verstärkung 
einstellst und dann über den Rückkopplungswiderstand zwei Dioden 
antiparall drüber schaltest, dann hast Du deine hohe Verstärkung um den 
Nullpunkt und über ca. 0,7V nicht mehr so viel. Wenn das jezt unbedingt 
auf 4V angehoben werden muß, dann kann man da ja noch Zener-Dioden dazu 
schalten.

von Wolfgang (Gast)


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Nicolas K. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit den Widerstand R4 variabel zu machen um die
> Verstärkung antiproportional zu steuern oder gibt es bessere
> Möglichkeiten den Nulldurchgang der Wechselstromquelle zu erfassen?

Du baust in die Gegenkopplung parallel zum Widerstand eine Diode (mit 
zweiten Widerstand) ein. Solange die Diode nicht leitet, bestimmt der 
erste die Verstärkung, darüber sinkt sie durch den über den Diodenzweig 
fließenden Strom.

Für die reine Nulldurchgangserkennung reicht, wie schon /Der Zahn der 
Zeit/ vermutet, ein Komparator.

von MaWin (Gast)


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Nicolas K. schrieb:
> Der Operationsverstärker soll unabhängig von der Eingangsspannung immer
> eine Spannung zwischen 0V und max. 4-5V Ausgeben.

Ersetze ihn durch eine 1.5V Batterie.

(deine Aufgabenbeschreibung ist Humbug,
Elektronik kann nichts unlogisches)

Entweder deine Prosa sucht einen logarithmischen Verstärker,
oder einen Kompressor/Limiter.

Nicolas K. schrieb:
> Die gesamte Schaltung selber, soll mir die Nulldurchgänge der
> Wechselstromquelle zurück geben.

Das kann schon ein Komparator.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Komparator - wahlweise mit Auto Level:
In           +------\
O-+----------| +     \
  |          |        +------->
  |  R       |       /
  +-|===|-+--| -    /
          |  +-----/
       C ---
         ---
          |
         ---


von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Für den Zweck scheint mir eine Amplitudenregelung völlig übertrieben.

Für Rundfunkempfang in AM brauchte man so eine geregelte AGC (automatic 
gain control), für FM reicht ein Begrenzerverstärker. Die Amplitude ist 
hier nicht relevant.

Der Nulldurchgang ist von der Amplitude unabhängig, und wenn am Ausgang 
sowieso ein Rechteckimpuls gleichbleibender Höhe herauskommen soll ist 
das eine Aufgabe für einen Komparator. Matthias hat recht, eine selbst 
mitlaufende Vergleichsschwelle ist eine gute Idee.

von Nicolas K. (ccodex)


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Vielen Dank für eure schnellen Antworten, ich werde es mit dem 
Komparator versuchen.

Diese Schaltung ist keine Aufgabenstellen von einem Professor, sondern 
ist für ein Hobby Projekt. In diesem Projekt möchte ich die 
Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom messen, indem ich die 
Zeit der Nulldurchgänge messe und dann in einen Winkel umrechne. Das 
ganze sollte nur eine Übung für mich sein, um die Theory aus der Uni 
anzuwenden.

MFG Nicolas K

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph db1uq K. schrieb:

> Matthias hat recht, eine selbst
> mitlaufende Vergleichsschwelle ist eine gute Idee.

So etwas hat man früher oft in Empfangsschaltungen für DCF eingebaut.
Auch dort geht es ja um die Erkennung der Austastimpulse bei wechseln-
der Amplitude.

von Harald W. (wilhelms)


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Nicolas K. schrieb:

> In diesem Projekt möchte ich die
> Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom messen, indem ich die
> Zeit der Nulldurchgänge messe und dann in einen Winkel umrechne.

Das hat man früher oft in Energiemessgeräten gemacht, um die Wirk-
leistung zu berechnen. M.W. ist man davon aber abgekommen, da die
Verbraucher heutzutage leider keine reinen Sinusströme mehr auf-
nehmen, sondern der Strom eine stark verzerrte Form hat.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Völlig überdimensioniert wäre der hier:

LF–2.7 GHz RF/IF Gain and Phase Detector AD8302
https://www.analog.com/en/products/ad8302.html
Typical Nonlinearity < 1 Degree

von Werner H. (werner45)


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In den Zero-Crossing-Relais ist der Nulldurchgangsschalter einfach eine 
Graetzbrücke mit einem Transistor diagonal.
Der Transistor ist immer leitend - außer beim Nulldurchgang, da sperrt 
er. Das ist dann das Schaltkriterium.

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