Hilfe Analogschaltung

[Hans (Gast)]

Hallo zusammen,

ich hätte mal eine Frage zu einer Analogschaltung die ich grade versuche 
umzusetzen.
Dabei soll ein eine Spannung von 0V-5V am Eingang zu einer 
Ausgangsspannung von 4V-0V umgewandelt werden.
Also 5V am Eingang führen zu 0V am Ausgang.
0V am Eingang führen zu 4V am Ausgang.
Am besten wäre es, wenn man die Ausgangsspannung von 4V am Ausgang im 
Bereich von 3-4V einstellen könnte.

Hat jemand einen Vorschlag wie das am leichtesten umzusetzen ist?

Viel Dank!

[Dietrich L. (dietrichl)]

OpAmp als invertierender Verstärker mit Verstärkung -0,8 plus Offset am 
"+"-Eingang.
Siehe https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210141.htm

Aber bei so wenig Info (was muss der Ausgang leisten, welche 
Versorgungsspannungen hast du zur Verfügung, ...) kann man dir keine 
fertige Schaltung "liefern".

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Hier ist fast die Lösung. Die Widerstandswerte müssen noch entsprechend 
auf dein Problem zugeschnitten werden:

Beitrag "Re: Invertierender Differenzverstärker"

[Hans (Gast)]

Dietrich L. schrieb:
> plus Offset am
> "+"-Eingang.

Also +5V am "+"-Eingang anlegen?

[Dietrich L. (dietrichl)]

Hans schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> plus Offset am
>> "+"-Eingang.
>
> Also +5V am "+"-Eingang anlegen?

Nein! So:

              +------R2-------+
              |   +-------+   |
              |   |       |   |
Eing. >---R1--+---|(-)    |   |
                  |       >---+---Ausg. 
     +2,222..V ---|(+)    |
                  |       |
                  +-------+
                    OpAmp
     R1/R2 = 10/8

[HildeK (Gast)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Hier ist fast die Lösung.

Ja, hatten wir gestern schon.
Die Anpassung siehe Bild.

Wenn du die Ausgangsspannung verändern willst, dann musst du R2 und R4 
im selben Maße verändern, also ein Doppelpoti einsetze. Dein gewünschter 
Bereich von 3-4V benötigt für R2 und R4 jeweils einen 6k Widerstand und 
ein 2k Stereopoti in Reihe.
Die Widerstände kannst du skalieren wie es benötigt wird. Es muss eben 
das Verhältnis R2/R1 = R4/R3 erhalten bleiben.

Als OPA geht fast jeder, wenn du eine genügend große symmetrische 
Versorgung hast. Wenn nicht, dann schau in den Hinweisen des genannten 
Links.
Hier in der Simulation habe ich der Einfachheit halber den idealen 
generischen genommen.

[MaWin (Gast)]

Hans schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
> plus Offset am
> "+"-Eingang.
>
> Also +5V am "+"-Eingang anlegen?

Nein.
Es handelt sich nicht um Digitaltechnik.
Bei Analog gibt es auch Spannungswerte zwischen 0V GND und +5V VCC.

Allerding hat ein OpAmp, selbst ein Rail-To-Rail Typ wie TS912, 
Schwierigkeiten, mit dem Ausgang genau 0V zu erreichen, wenn er an GND 
nur 0V bekommt.

Er reicht entweder nur bis ca. 0.05V runter, oder benötigt eine negative 
Versorgungsspannung von -0.1V.

Wenn du also genau 0V erreichen musst, braucht man etwas mehr 
Gehirnschmalz.

[Hans (Gast)]

Dietrich L. schrieb:
> Nein! So:              +------R2-------+
>               |   +-------+   |
>               |   |       |   |
> Eing. >---R1--+---|(-)    |   |
>                   |       >---+---Ausg.
>      +2,222..V ---|(+)    |
>                   |       |
>                   +-------+
>                     OpAmp
>      R1/R2 = 10/8

Vielen Dank.
Ich werd mich daran mal versuchen

[Hans (Gast)]

Die Schaltung funktioniert soweit.
Wenn ich die Spannung am (+)-Eingang einstellbar mache und den R2 
ebenfalls kriege ich dazu eine Einstellung der Spannung am Ausgang hin.

Vielen Dank für die schnelle Hilfe und die vielen Antworten

[Harald W. (wilhelms)]

Dietrich L. schrieb:

> OpAmp als invertierender Verstärker mit Verstärkung -0,8 plus Offset am
> "+"-Eingang.

OPVs mit Verstärkung unter 1 neigen oft zum Schwingen.
Ich würde einen "Spannungsteiler mit Offset" und einen
nachgeschalteten invertierenden Verstärker nehmen.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Spannungsteiler#Spannungsteiler_mit_Offset.2C_passiv

[Peter D. (peda)]

Harald W. schrieb:
> OPVs mit Verstärkung unter 1 neigen oft zum Schwingen.

Kleiner als 1 geht nicht.
Für die Schleifenverstärkung ist immer der Spannungsteiler vom Ausgang 
zum invertierenden Eingang zuständig.

[hinz (Gast)]

Peter D. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> OPVs mit Verstärkung unter 1 neigen oft zum Schwingen.
>
> Kleiner als 1 geht nicht.
> Für die Schleifenverstärkung ist immer der Spannungsteiler vom Ausgang
> zum invertierenden Eingang zuständig.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210141.htm

[Dietrich L. (dietrichl)]

Peter D. schrieb:
> Kleiner als 1 geht nicht.

Das gilt nur für den Nicht-invertierenden Verstärker, bei dem das 
Eingangssignal direkt am (+)-Eingang angeschlossen ist.

[Peter D. (peda)]

Dietrich L. schrieb:
> Das gilt nur für den Nicht-invertierenden Verstärker, bei dem das
> Eingangssignal direkt am (+)-Eingang angeschlossen ist.

Für die Stabilität zählt nur die innere Schleifenverstärkung und die 
kann minimal 1 sein (= 100% Gegenkopplung).
Was nach außen hin wirksam ist, weiß der OPV ja nicht.