Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 0..4V verstärken auf +10..-10V


von Heiko K. (heiko_k)


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Hallo zusammen,

ich würde gerne den Ausgang eines 12-Bit-DAC, aus dem 0V bis 4V 
herauskommen auf die für Eurorack übliche control voltage verstärken, 
diese geht von -10V bis +10V bei einer Versorgungsspannung von +12V und 
-12V.

Da kommen hauptsächlich sich relativ langsam änderne Gleichspannungen 
raus, ein Hochpassfilter wäre also schlecht. Auch sollte die Verstärkung 
möglichst linear sein.

Leider habe ich von Verstärkern keine Ahnung. Ich denke, man wird eine 
Schaltung mit mehreren OP-Amps benötigen, oder vielleicht gibt es sowas 
(wäre mir am liebsten) als fertigen IC?

Kann mir jemand einen Tip geben in was ich mich einlesen sollte, oder 
hat etwas Ähnliches gemacht und eine Schaltung für mich?

Bin dankbar für jeden Tip, und sei es nur um zu entscheiden daß die 
Sache doch ne Nummer zu groß für mich ist^^

Danke im Voraus,

Heiko

von Wühlhase (Gast)


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Da reicht ein einziger Operationsverstärker. Die Schaltung nennt sich 
Differenzenverstärker.

von Wühlhase (Gast)


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von Experte (Gast)


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Im Prinzip reicht ein Operationsverstärker. Besser wird es mit drei 
Operationsverstärker als Instrumentenverstärker verschaltet. Nur Dein 
Nullpunkt, also 2 Volt, die werden kritisch, dass da nichts weg driftet 
und dass der Offset klein ist. Dafür ist eine gute Referenzspannung 
notwendig.

von Heiko K. (heiko_k)


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Hey, vielen Dank, damit komme ich schon mal weiter!

von beo bachta (Gast)


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Heiko K. schrieb:
> ein Hochpassfilter wäre also schlecht.

Vermutlich wäre ein Tiefpassfilter noch hilfreicher.

von Gerald K. (geku)


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Mit einem OPV in Addierschaltung zwei Volt subtrahieren und mit 5 
multiplizieren (Faktor 5 verstärken)

von MaWin (Gast)


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Nimm einen R2R OpAmp der 24V verträgt wie CA3140, OP184 oder besonders 
passend ADR821 mikt eingebauter Referenz und schliesse deren Versorgung 
an +12V und -12V an.

Baue folgende Schaltung

https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset

Widerstandswerte wenn VCC 5V ist: R1=R2=10k, R3=20k.

Widerstandswerte wenn VCC gleich den 2.5V des ADR821 ist: R1=10k, 
R2=weglassen, R3=40k.

von OPA627 (Gast)


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Alles andere als ein OPA627 ist eine audiophile Beleidigung!

von Arno H. (arno_h)


Angehängte Dateien:

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AD8422 RRO Instrumentationsverstärker, eine Referenzspannung ist sowieso 
erforderlich.

Arno

von Wühlhase (Gast)


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Instrumentenverstärker? Leute, er will einen Bereich von 4V abdecken und 
auf einem Bereich von 20V abbilden, das ist Faktor 5. Nicht 4nV oder 
so...

von Helge (Gast)


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MaWin schrieb:
Baue folgende Schaltung
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset
Um nur eine gleichspannung auszugeben, ist kein besonderer OPV 
notwendig.

von Arno H. (arno_h)


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Wühlhase schrieb:
> Instrumentenverstärker? Leute, er will einen Bereich von 4V abdecken und
> auf einem Bereich von 20V abbilden, das ist Faktor 5. Nicht 4nV oder
> so...

"Leider habe ich von Verstärkern keine Ahnung. Ich denke, man wird eine
Schaltung mit mehreren OP-Amps benötigen, oder vielleicht gibt es sowas
(wäre mir am liebsten) als fertigen IC?"

war eine der Vorgaben des TO.

Arno

von Butro (Gast)


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Heiko K. schrieb:
> Da kommen hauptsächlich sich relativ langsam änderne Gleichspannungen
> raus,

(Folgendes ist einfach nur mal ein Schuß ins Blaue:)
Ok, "hauptsächlich"... und was kommt "nebensächlich"? ;-)

von Heiko K. (heiko_k)


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MaWin schrieb:
> Nimm einen R2R OpAmp der 24V verträgt wie CA3140, OP184 oder besonders
> passend ADR821 mikt eingebauter Referenz und schliesse deren Versorgung
> an +12V und -12V an.

Klasse, vielen Dank. Ich stand gestern vor deinem Beitrag schon vor der 
Frage "Und welchen OpAmp nehme ich jetzt?" und hab mir - weil sie billig 
waren - eine Handvoll LM358 zum Testen bestellt.

Wäre aber natürlich sehr interessiert an einer guten Lösung, die auch 
gerne etwas teurer sein darf. Der ADR821 klingt wegen Referenz sehr 
interessant, scheint aber nicht mehr verkäuflich zu sein. Fällt dir 
einer ein der noch erhältlich ist?

von Heiko K. (heiko_k)


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Butro schrieb:
> Ok, "hauptsächlich"... und was kommt "nebensächlich"? ;-)

Primär wollte ich da Tonhöhenänderungen in V/Oct ausgeben und LFO 
Signale, also weit unter Audiobereich.

Eventuell, je nachdem wie es klingt und ob ich es programmiert bekomme 
auch Hüllkurven. Die wären schon etwas schneller, aber die muß ich 
erstmal aus dem Microcontroller rausbekommen ohne daß der aus dem Tritt 
kommt wenn er 16 gleichzeitig berechnen muß...

von MAHWE (Gast)


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Du wolltest +-10V bestellst aber single supply op?
Schau mal Op 07 oder so z.B..

von Heiko K. (heiko_k)


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MAHWE schrieb:
> Du wolltest +-10V bestellst aber single supply op?

Hab ich erwähnt daß ich keinen Plan habe?^^ Ich hab bei Amazon "OpAmp" 
eingegeben :-)

>Schau mal Op 07 oder so z.B..

Dankeschön!

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Heiko K. schrieb:
> Dankeschön

Vergiss den.
Ein typischer Forentroll.
Der OP07 kann, wenn er mit +/-12V versorgt wird, keine +/-10V am Ausgang 
erreichen.

von Rainer V. (a_zip)


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Heiko K. schrieb:
> Hab ich erwähnt daß ich keinen Plan habe?^^ Ich hab bei Amazon "OpAmp"
> eingegeben :-)

Jeminee...wenn es nicht so abgrundtief lächerlich wäre, hätte ich doch 
glatt "Lidl" empfohlen...

von HildeK (Gast)


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MAHWE schrieb:
> Du wolltest +-10V bestellst aber single supply op?
> Schau mal Op 07 oder so z.B..

Man kann jeden OPA mit single oder dual Supply versorgen!

Dass immer mal wieder im Datenblatt von 'single Supply' die Rede ist, 
liegt nur daran, dass es R2R-Typen sind, die mit relativ kleiner 
Versorgungsspannung auskommen.

von Wolfgang (Gast)


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Experte schrieb:
> Dafür ist eine gute Referenzspannung notwendig.

Die wird der DAC doch hoffentlich besitzen und die genau sollte man dann 
auch für den Offset verwenden.

von Wolfgang (Gast)


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Experte schrieb:
> Dafür ist eine gute Referenzspannung notwendig.

p.s.
Es ist egal, wie gut die ist. Es muss nur die selbe sein, die auch der 
DAC verwendet.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Hat hier jemand inzwischen eine OPV-Schaltung mit Widerstandswerten 
entwickelt, die ich mal sehen kann?

von Wolfgang (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Hat hier jemand inzwischen eine OPV-Schaltung mit Widerstandswerten
> entwickelt, die ich mal sehen kann?

Sogar die Formel wurde schon aufgestellt, so dass du selber gucken 
kannst.

Wühlhase schrieb:
> https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

von Not_a_simple_question (Gast)


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Von welchem DAC sprecht ihr da?

Wolfgang schrieb:
> Experte schrieb:
>
>> Dafür ist eine gute Referenzspannung notwendig.
>
> p.s.
> Es ist egal, wie gut die ist. Es muss nur die selbe sein, die auch der
> DAC verwendet.

von Not_a_simple_question (Gast)


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Von welchem DAC sprecht ihr da?

Wolfgang schrieb:
> Experte schrieb:
>
>
> p.s.
> Es ist egal, wie gut die ist. Es muss nur die selbe sein, die auch der
> DAC verwendet.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Wolfgang schrieb:
> Sogar die Formel wurde schon aufgestellt, so dass du selber gucken
> kannst.

Ach soo. Tatsächlich! Aber ich dachte eigentlich, ich könnte mir hier in 
diesem Thread die fertige Schaltung mal ansehen, ohne dass ich selber 
rechnen bräuchte. Das Thema ist nämlich doch ganz interessant und die 
Schaltung wird so, oder so ähnlich öfter mal gebraucht.

von Wolfgang (Gast)


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Not_a_simple_question schrieb:
> Von welchem DAC sprecht ihr da?

von dem:
Heiko K. schrieb:
> ... eines 12-Bit-DAC ...

von ElektroFH (Gast)


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MaWin schrieb:
> Der OP07 kann, wenn er mit +/-12V versorgt wird, keine +/-10V am Ausgang
> erreichen.

Sehr wahrscheinlich falsch...

Bei +/-15V garantiert ist Vout,min +/-13,7V.
Sogar bei einige mA Ausgang und kompletten Temp-Bereich Ta -40°C...125°C

Bei +/-12V  soll Vout +/-10V machen können, oder?

von ElektroFH (Gast)


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Heiko K. schrieb:
> Fällt dir
> einer ein der noch erhältlich ist?

LT1635 als ähnliche anscheinend...

Links oben die Alternative...
https://www.analog.com/en/products/adr821.html

von MaWin (Gast)


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ElektroFH schrieb:
> Sehr wahrscheinlich falsch...
> Bei +/-15V garantiert ist Vout,min +/-13,7V.

htps://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07. 
pdf

Output Voltage Swing VO RL ≥ 10 kΩ ±12.0 ±13.0 V
RL ≥ 2 kΩ ±11.5 ±12.8 V
RL ≥ 1 kΩ ±12.0 V
−40°C ≤ TA ≤ +85°C
Output Voltage Swing VO RL ≥ 2 kΩ ±12 ±12.6 V

Nirgends steht da was von 13.7V, du verbreitest fake news.

von PowerIng (Gast)


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MaWin schrieb:
> ElektroFH schrieb:
>> Sehr wahrscheinlich falsch...
>> Bei +/-15V garantiert ist Vout,min +/-13,7V.
>
> htps://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07.
> pdf
>
> Output Voltage Swing VO RL ≥ 10 kΩ ±12.0 ±13.0 V
> RL ≥ 2 kΩ ±11.5 ±12.8 V
> RL ≥ 1 kΩ ±12.0 V
> −40°C ≤ TA ≤ +85°C
> Output Voltage Swing VO RL ≥ 2 kΩ ±12 ±12.6 V
>
> Nirgends steht da was von 13.7V, du verbreitest fake news.

OK, du schaust an dem alten OP07 :-)

Es gibt auch ein OP07D als neuere Version...
Seite 4.. Min Vout Werte mit 13,7V.
https://www.analog.com/en/products/op07d.html

Auch CMRR, PSRR us höher als alten OP07.

von Heiko K. (heiko_k)


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Not_a_simple_question schrieb:
> Von welchem DAC sprecht ihr da?

MCP4822

von Falk B. (falk)


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Michael M. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Sogar die Formel wurde schon aufgestellt, so dass du selber gucken
>> kannst.
>
> Ach soo. Tatsächlich! Aber ich dachte eigentlich, ich könnte mir hier in
> diesem Thread die fertige Schaltung mal ansehen, ohne dass ich selber
> rechnen bräuchte. Das Thema ist nämlich doch ganz interessant und die
> Schaltung wird so, oder so ähnlich öfter mal gebraucht.

Ja, aber dann kommt der Nächste an, der mal wieder nicht ein paar 
einfache Formeln anwenden kann oder eher will.

Ein Differenzverstärker mit normalem OPV + 4 Widerständen oder ein 
fertiger Differenzverstärker sind das Mittel der Wahl. Aus der aller 
Wahrscheinlichkeit vorhandenen 4V Referenzspannung des DAC erzeugt man 
per Spannungsteiler exakte 2V = U_ref/2. Dann bildet man die Differenz 
auf U_DAC und U_ref/2 und verstärkt um Faktor 5.

Ua = (U_DAC-U_ref/2)*5

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

D.h. R1=R3=10k und R2=R4=49,9k

Für U_ref/2 nimmt man 2x10k und einen OPV als Puffer. Denn Puffer kann 
man sich sparen, wenn man einen echten Differenzverstärker nimmt, der 
hat 2 sehr hochohmige Eingänge.

Beitrag "Re: 0..4V verstärken auf +10..-10V"

Wobei man keine -10V Referenzspannung braucht, U_ref/2 ist deutlich 
einfacher machbar.

Wenn die Kennlinie auf grund der Toleranzen nicht genau genug ist, muss 
man per Software kalibrieren.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Für U_ref/2 nimmt man 2x10k und einen OPV als Puffer. Denn Puffer kann
> man sich sparen, wenn man einen echten Differenzverstärker nimmt, der
> hat 2 sehr hochohmige Eingänge.

Den Puffer braucht man auch nicht, wenn man den Teiler für U_ref/2 mit 
in die Widerstandsberechnung einbringt.
(In meinem Bild bei V_ref=4V: R6 ≙ R1 || R6).

von ElektroFH (Gast)


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MaWin schrieb:
> Nirgends steht da was von 13.7V, du verbreitest fake news.

Nein, OP07D hat min 13,7V.
Du kannst es selber checken :-)
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP07D.pdf

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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HildeK schrieb:
> Den Puffer braucht man auch nicht, wenn man den Teiler für U_ref/2 mit
> in die Widerstandsberechnung einbringt.

Oder eben mit 1 Opamp und 3 Widerständen, wie von MaWin vorgeschlagen.
Ist die Referenzspannung 4V, wählt man R1=12kΩ, R2=20kΩ und R3=30kΩ.

Zu beachten wäre aber noch, dass die Referenzspannung des MCP4822 nicht
4V, sondern 2,048V ist. Des Weiteren ist gar sie nicht herausgeführt, so
dass man sowieso eine eigene Referenzspannungsquelle braucht. Deren Wert
ist ziemlich egal, solange er mindestens 2,5V (für 0-4V) bzw. 2,6V (für
0-4,096V) beträgt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Matzhias (Gast)


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HildeK schrieb:
> Falk B. schrieb:
>
>> Für U_ref/2 nimmt man 2x10k und einen OPV als Puffer. Denn Puffer kann
>> man sich sparen, wenn man einen echten Differenzverstärker nimmt, der
>> hat 2 sehr hochohmige Eingänge.
>
> Den Puffer braucht man auch nicht, wenn man den Teiler für U_ref/2 mit
> in die Widerstandsberechnung einbringt.
> (In meinem Bild bei V_ref=4V: R6 ≙ R1 || R6).

Jetzt muss ich da mal kurz nachfragen:
Du hast jetzt 2 OPV schaltungen einmal mit out1 und einmal mit out2.

Wenn ich das versuche nachzurechnen mit dem 4V Puls, erhalte ich beim 
linken OPV 3.333V am +Eingang über den Spannungsteiler R4 R2 und 2V an - 
Eingang über R1 R3. Die Verstärkung mit 1+R5/R3 =4.33.
Das kann doch aber irgendwie nicht sein. Ich komme so auf keine 10V am 
Ausgang. Ud kann ja nicht 3.33V-2V sein oder?? Der OP macht doch 0V 
eigentlich. Was ist falsch an meiner Rechnung

von Falk B. (falk)


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Matzhias schrieb:
>> Den Puffer braucht man auch nicht, wenn man den Teiler für U_ref/2 mit
>> in die Widerstandsberechnung einbringt.
>> (In meinem Bild bei V_ref=4V: R6 ≙ R1 || R6).
>
> Jetzt muss ich da mal kurz nachfragen:
> Du hast jetzt 2 OPV schaltungen einmal mit out1 und einmal mit out2.

Die sind äquivalent. Einmal eine 5V Referenz mit 20k/20k Spannungsteiler 
und einmal mit 2V Referenz und 10K Ausgangswiderstand. Aus Sicht des OPV 
-Eingangs liegen R1 und R3 PARALLEL! Damit wirkt die 4V V_REF1 wie eine 
2V VRef2 mit 10k Ausgangswiderstand.

> Wenn ich das versuche nachzurechnen mit dem 4V Puls, erhalte ich beim
> linken OPV 3.333V am +Eingang über den Spannungsteiler R4 R2

Ja.

> und 2V an -
> Eingang über R1 R3.

Nein. Man muss da auch R5 berücksichtigen.

> Die Verstärkung mit 1+R5/R3 =4.33.

Nein. Es ist 1+R5/(R3//R1).

> Das kann doch aber irgendwie nicht sein. Ich komme so auf keine 10V am
> Ausgang. Ud kann ja nicht 3.33V-2V sein oder??

Ist sie auch nicht.

> eigentlich. Was ist falsch an meiner Rechnung

Siehe oben. Am einfachsten geht die Betrachtung mit dem 
Superpositionsprinzip. D. h., man setzt alle Spannungsquellen auf 0V und 
rechnet die Ausgangsspannung aus, wenn jeweils ein Quelle ihren Nennwert 
hat. Die Gesamtspannung ist dann die Summe der Teilspannungen. Klingt 
komisch, ist aber so.

V_ref1 = 0V; V1=4V
-> V = (1 + R5/(R1//R3)) * (R2/(R2+R4)) = 6 * 0,8333 = 5

D.h. Aus Sicht von V1 hat die Schaltung die Verstärkung 5

V_ref1 = 4V; V1=0V
-> V = -R5/R1 = -5

Aus Sicht von V_ref hat die Schaltung die Verstärkung -5. Der 
Spannungsteiler R2/R4 hat hier keine Bedeutung, denn durch den liegt der 
+Eingang auf 0V. R3 ist hier auch unwirksam, da beide Ende auf 0V 
liegen, unten direkt, oben am -Eingang des OPVs, welcher eine virtuelle 
Masse erzeugt.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Matzhias schrieb:
> Jetzt muss ich da mal kurz nachfragen:
> Du hast jetzt 2 OPV schaltungen einmal mit out1 und einmal mit out2.
>
> Wenn ich das versuche nachzurechnen mit dem 4V Puls, erhalte ich beim
> linken OPV 3.333V am +Eingang über den Spannungsteiler R4 R2 und 2V an -
> Eingang über R1 R3. Die Verstärkung mit 1+R5/R3 =4.33.
> Das kann doch aber irgendwie nicht sein. Ich komme so auf keine 10V am
> Ausgang. Ud kann ja nicht 3.33V-2V sein oder?? Der OP macht doch 0V
> eigentlich. Was ist falsch an meiner Rechnung

Die beiden sind im Verhalten gleich. Rechts die klassische 
Differenzverstärkerschaltung mit 2V Referenz; du musst ja 2V abziehen.
Links die Variante mit 4V Referenz (@Falk: 4V, nicht 5V -Tippfehler?)

Die linke Variante verwendet für die Referenz eine 
Ersatzspannungsquelle: 4V mit Teiler 20k/20k entspricht einer Quelle mit 
2V und Serienwiderstand von 20k/2 = 10k. Das ist genau das, was rechts 
zu sehen ist.
Als erstes gefunden und die Ersatzspannungsquelle ganz gut erklärt: 
https://www.youtube.com/watch?v=LoFk2-W5Qvw

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


Angehängte Dateien:

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Wenn die +/- 12V Dualversorgungsspannung stabil ist, kommt man auch ohne 
Referenzspannungsquelle aus. 4 Widerstände aus der E24 Reihe genügen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Michael M. schrieb:
> Wenn die +/- 12V Dualversorgungsspannung stabil ist, kommt man auch ohne
> Referenzspannungsquelle aus. 4 Widerstände aus der E24 Reihe genügen.

Die Dimensionierung stimmt aber nicht ganz. Wenn R2=18kΩ, sollten
R3=4,7kΩ und R4=15kΩ sein (ist nicht ganz exakt, aber mit das Beste, was
man mit E24 hinbekommen kann).

Wozu ist R1 da? Wenn er der Bias-Strom-Kompensation dienen soll, sollte
er R2||R3||R4 sein.

von MaWin (Gast)


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Michael M. schrieb:
> 20210622_115840.jpg

Auch ein LM358 schafft es bei 12:V Versorgung nicht 10V zu liefern, 
sondern bleibt bei 2k bis 4V und bei 10k Last 3V drunter

Output Voltage Swing VOH V
+ = +30V RL = 2k 26 V
, RL = 10kΩ
 27V

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Yalu X. schrieb:
> Die Dimensionierung stimmt aber nicht ganz.

Mit Deinen Werten komme ich auf 5,02. Das ist sehr gut. Mit meinen 
Werten komme ich aber exakt auf 5,0.

Yalu X. schrieb:
> Wozu ist R1 da? Wenn er der Bias-Strom-Kompensation dienen soll, sollte
> er R2||R3||R4 sein.

Daran habe ich zugegeben nicht gedacht. Bei offenem Eingang soll der 47k 
nur als Pull Down Widerstand dienen.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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MaWin schrieb:
> Auch ein LM358 schafft es bei 12:V Versorgung nicht 10V zu liefern

Komisch, bei meinen Versuchen mit 12V kam ich immerhin bis auf 10,5V. 
Also nur 1,5V drunter.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Michael M. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Die Dimensionierung stimmt aber nicht ganz.
>
> Mit Deinen Werten komme ich auf 5,02. Das ist sehr gut. Mit meinen
> Werten komme ich aber exakt auf 5,0.

Ja, die Verstärkung stimmt bei deiner Dimensionierung, aber der Offset 
liegt
2V daneben.
>
> Yalu X. schrieb:
>> Wozu ist R1 da? Wenn er der Bias-Strom-Kompensation dienen soll, sollte
>> er R2||R3||R4 sein.
>
> Daran habe ich zugegeben nicht gedacht. Bei offenem Eingang soll der 47k
> nur als Pull Down Widerstand dienen.

Ah, ok, das ist ein Argument.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Yalu X. schrieb:
> aber der Offset liegt
> 2V daneben.

Stimmt. Daran habe ich auch nicht gedacht. Ja, dann sind 4k7 und 15k die 
beste Wahl. Soll ich für R1 besser 18k nehmen?

von Matthias (Gast)


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HildeK schrieb:
> Matzhias schrieb:
>
>> Jetzt muss ich
>
> Die beiden sind im Verhalten gleich. Rechts die klassische
> Differenzverstärkerschaltung mit 2V Referenz; du musst ja 2V abziehen.
> Links die Variante mit 4V Referenz (@Falk: 4V, nicht 5V -Tippfehler?)
> Die linke Variante verwendet für die Referenz eine
> Ersatzspannungsquelle: 4V mit Teiler 20k/20k entspricht einer Quelle mit
> 2V und Serienwiderstand von 20k/2 = 10k. Das ist genau das, was rechts
> zu sehen ist.
> Als erstes gefunden und die Ersatzspannungsquelle ganz gut erklärt:
> https://www.youtube.com/watch?v=LoFk2-W5Qvw

Vielen Dank dir und Falk B. für die super Erklärungen. Mir ist jetzt 
alles klar.

von HildeK (Gast)


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Michael M. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Auch ein LM358 schafft es bei 12:V Versorgung nicht 10V zu liefern
>
> Komisch, bei meinen Versuchen mit 12V kam ich immerhin bis auf 10,5V.
> Also nur 1,5V drunter.

Klar, 90% der Bauelemente sind nahe an ihren typischen Werten bei 
Raumtemperatur. So seine Schaltung auszulegen kann man mit einem 
ausgemessenen Einzelbauteil im Hobbybereich machen. Die 1.5V aber 
generell zu postulieren ist trotzdem falsch: niemand garantiert dir 
diese Werte über den Temperaturbereich und für alle neu beschafften 
LM358.

Vielleicht hattest du auch einen LM358B? Dort sind w.c. 1.6V Abstand von 
der oberen Rail bei 5mA spezifiziert. Für den 'Normalen' sind je nach 
Versorgungsspannung und Laststrom 1.5V ... 4V genannt.

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>
>> aber der Offset liegt
>> 2V daneben.
>
> Stimmt. Daran habe ich auch nicht gedacht. Ja, dann sind 4k7 und 15k die
> beste Wahl. Soll ich für R1 besser 18k nehmen?

Ich bins nochmals! 😉 Nur für mwin Verständnis. Der Offset ist doch der, 
welcher abgezogen werden sollte oder? Also die 2 Volt an deinem 
Spannungsteiler 18k und 3k6. Das ergibt doch bei 12V genau 2V und 
Seriewiderstand 18k//3k6 Ohm, also 3k, was doch mit den 12k auch wieder 
V=5 ergibt oder?

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>
>> aber der Offset liegt
>> 2V daneben.
>

Ich bins nochmals! 😉 Nur für mwin Verständnis. Der Offset ist doch der, 
welcher abgezogen werden sollte oder? Also die 2 Volt an deinem 
Spannungsteiler 18k und 3k6. Das ergibt doch bei 12V genau 2V und 
Seriewiderstand 18k//3k6 Ohm, also 3k, was doch mit den 12k auch wieder 
V=5 ergibt oder?

von MaWin (Gast)


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Michael M. schrieb:
> MaWin schrieb:
>
>> Auch ein LM358 schafft es bei 12:V Versorgung nicht 10V zu liefern
>
> Komisch, bei meinen Versuchen mit 12V kam ich immerhin bis auf 10,5V.
> Also nur 1,5V drunter.

Ja, manche Leute basteln Schaltungen durch Ausprobieren.

Das ist wie Strassenverkehraregeln durch Ausprobieren erfahren zu 
wollen, heute mal bei Rot über die Ampel, morgen auf der Überholspur 
parken, mittwochs entgegen der Einbahnstrasse fahren  Geht meistens

Andere gucken ins Datenblatt. Geht immer.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Matthias schrieb:
> Das ergibt doch bei 12V genau 2V und Seriewiderstand 18k//3k6 Ohm, also
> 3k, was doch mit den 12k auch wieder V=5 ergibt oder?

Alles richtig, aber der 12k belastet die 2V, weil der Ausgang des OP 
Null Volt hat. Deswegen muss das auch noch durch 4k7 und 15k mit 
berücksichtigt werden. Daran habe ich selbst auch erst nicht gedacht.

Natürlich kann man auch stumpfsinnig die vorgeschlagenen Formeln aus dem 
Kompendium zu Hilfe nehmen, aber ich bin da  normalerweise auch kein 
Freund von. Aber in diesem Fall wäre es doch besser gewesen.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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MaWin schrieb:
> Andere gucken ins Datenblatt. Geht immer.

Ja, vielleicht habe ich gerade einen gut gelungenen LM358 erwischt. Wer 
auf Nummer Sicher gehen will, nimmt einfach einen passenderen OPV.

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Matthias schrieb:
>
>> Das ergibt doch bei 12V genau 2V und Seriewiderstand 18k//3k6 Ohm, also
>> 3k, was doch mit den 12k auch wieder V=5 ergibt oder?
>
> Alles richtig, aber der 12k belastet die 2V, weil der Ausgang des OP
> Null Volt hat. Deswegen muss das auch noch durch 4k7 und 15k mit
> berücksichtigt werden. Daran habe ich selbst auch erst nicht gedacht.
> Natürlich kann man auch stumpfsinnig die vorgeschlagenen Formeln aus dem
> Kompendium zu Hilfe nehmen, aber ich bin da  normalerweise auch kein
> Freund von. Aber in diesem Fall wäre es doch besser gewesen.

Sorry das verstehe ich jetzt nicht.
Auch mit den Werten 18k, 4k7 und 15k werden doch die 2.5V am 
Spannungsteiler durch die 15k belastet.

Das Gleiche passiert doch auch bei HildeKs Schaltung weiter oben, nur 
seine ist halt eine Referenz, die auch für 2V sorgt, auch wenn man sie 
belastet

von m.n. (Gast)


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Hier wird immer von Datenblättern der OPVs geredet, aber den verwendeten 
MCP4822 betrachtet wohl niemand. Er liefert am Ausgang ca. 4,09 V FS und 
somit sind alle feinen Berechnungen der Widerstandswerte, die sich auf 2 
V beziehen, für die Katz.
Obige Schaltung, die diese Offsetspannung noch aus 12 V generiert, ist 
sogar für die Tonne: wenn schon Spannungsteiler, dann bitte 
ratiometrisch.

Selber würde ich den LM358 verwenden. Ein Widerstand nach +12 V stellt 
eine max. Ausgangsspannung von 10 V sicher, falls es überhaupt darauf 
ankommt.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Matthias schrieb:
> ...werden doch die 2.5V am Spannungsteiler durch die 15k belastet.

Und genau in dem Moment werden daraus die geforderten 2V.

Matthias schrieb:
> Das Gleiche passiert doch auch bei HildeKs Schaltung weiter oben, nur
> seine ist halt eine Referenz, die auch für 2V sorgt, auch wenn man sie
> belastet

Ja aber die Referenzspannungsquelle ist von Hause aus bereits 
niederohmig.

m.n. schrieb:
> Selber würde ich den LM358 verwenden. Ein Widerstand nach +12 V stellt
> eine max. Ausgangsspannung von 10 V sicher, falls es überhaupt darauf
> ankommt.

Perfekt!

von heiko (Gast)


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m.n. schrieb:
> Hier wird immer von Datenblättern der OPVs geredet, aber den verwendeten
> MCP4822 betrachtet wohl niemand

Ja, sorry, hätte das gleich angeben sollen. Dachte die 96mV machen 
keinen Unterschied bzw. erzeugen dann einfach ein halbes Volt mehr bzw. 
weniger.

Der DAC ist auch noch nicht Stein gemeißelt, wenn jemand einen weiß mit 
dem das Vorhaben einfacher oder genauer wird, nur raus damit.

von dfIas (Gast)


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Ich werfe mal einen DAC7760 für 6,- € in den Ring. Alles andere ist 
reines Rumgehampel mit der Konvertiererei. Die Software lässt sich doch 
sicher anpassen, oder?

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Matthias schrieb:
>
>> ...werden doch die 2.5V am Spannungsteiler durch die 15k belastet.
>
> Und genau in dem Moment werden daraus die geforderten 2V.
> Matthias schrieb:
>

Ich komme iwie nicht drauf, warum dass es genau 0.5V sind.

von Heiko (Gast)


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dfIas schrieb:
> Die Software lässt sich doch
> sicher anpassen, oder?

Die Software existiert noch nicht, also ja. Ich beschreib mal kurz was 
ich vorhabe:

Ich will aus einem Teensy 4.1 CV-Signale (via DAC) und Gate-Signale 
(vermutlich direkt an den PWM Pins) ausgeben, mindestens jeweils 16 
davon, gerne mehr. Also SPI und 4+ Pins zum adressieren. Brauche 
ansonsten nur noch einen Pin für einen Start/Stop-Taster.

Das Ganze soll ein Sequencer für Eurorack werden, der über den PC 
bedient wird.

Ich werde die Ausgabe der CVs sowieso irgendwie kalibrieren müssen, also 
sowas wie Wert 500 = 3V = Note C3, etc. Es wäre ziemlich cool wenn ich 
das nicht für jeden Kanal einzeln machen müsste, aber wenns nicht anders 
geht, auch gut.

von Heiko (Gast)


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dfIas schrieb:
> für 6,- €

Achja, und: Die Kosten für die Hardware sind nicht sooo wichtig. Das ist 
mindestens ein halbes Jahr Programierarbeit, ob die Hardware jetzt 50 
oder 100 Euro teurer oder billiger ist, fällt da nicht großartig ins 
Gewicht.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Matthias schrieb:
> Ich komme iwie nicht drauf, warum dass es genau 0.5V sind.

18k//4k7 sind 3k72. Daran würden dann 2,5V abfallen. Nun wird aber 
effektiv noch ein 15k parallel zu dem 3k72 geschaltet, das ergibt dann 
2k98. Jetzt kann man das im Prinzip schon mit einem Dreisatz lösen:

2,98k x 2,5V / 3,72k = 2,002V

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Matthias schrieb:
>
>> Ich komme iwie nicht drauf, warum dass es genau 0.5V sind.
>
> 18k//4k7 sind 3k72. Daran würden dann 2,5V abfallen. Nun wird aber
> effektiv noch ein 15k parallel zu dem 3k72 geschaltet, das ergibt dann
> 2k98. Jetzt kann man das im Prinzip schon mit einem Dreisatz lösen:
> 2,98k x 2,5V / 3,72k = 2,002V

Achso, danke. Ich habe das nicht als Parallelwiderstand gesehen die 15k.
Eine letzte Frage hab ich noch: Warum ist dieser Widerstand 15k genau 
parallel? Der ist ja mit dem OPV Ausgang verbunden und der hat ja intern 
doch einen Bezug zu - 12V und nicht GND. Oder sehe ich das falsch.

von Wolfgang (Gast)


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m.n. schrieb:
> Hier wird immer von Datenblättern der OPVs geredet, aber den verwendeten
> MCP4822 betrachtet wohl niemand. Er liefert am Ausgang ca. 4,09 V FS und
> somit sind alle feinen Berechnungen der Widerstandswerte, die sich auf 2
> V beziehen, für die Katz.
> Obige Schaltung, die diese Offsetspannung noch aus 12 V generiert, ist
> sogar für die Tonne: wenn schon Spannungsteiler, dann bitte
> ratiometrisch.

Mit dem MCP4822 sind die Diskussionen zur Erzeugung der Offsetspannung 
für die Nullpunktverschiebung sowieso müßig, weil man nicht an die 
Referenzspannung des Chips ran kommt. Einzige Möglichkeit wäre, den 
zweiten Kanal mit festem Eingangswert dafür zu benutzen.
Sonst ist man auf eine zweite, in der Genauigkeit passende 
Referenzspannungsquelle angewiesen.

von m.n. (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Einzige Möglichkeit wäre, den
> zweiten Kanal mit festem Eingangswert dafür zu benutzen.

Warum nicht? Gute Idee!
Will zwar keiner haben, aber ich hätte noch ein paar AD667 zu 
verschenken. Oder werden die jetzt schon mit >= 50 Euro/Stk. gehandelt? 
;-)

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Matthias schrieb:
> Warum ist dieser Widerstand 15k genau parallel? Der ist ja mit dem OPV
> Ausgang verbunden und der hat ja intern doch einen Bezug zu - 12V und
> nicht GND. Oder sehe ich das falsch.

In dem Moment bei dem der DAC 2V liefert, ist der Ausgang vom OPV auf 
Null Volt (das gleiche Potential wie GND) und der 15k liegt dann quasi 
parallel zum 3k72 (der hängt ja auch einseitig an GND).

von Matthias (Gast)


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Michael M. schrieb:
> Matthias schrieb:
>
>> Warum ist dieser Widerstand 15k genau parallel? Der ist ja mit dem OPV
>> Ausgang verbunden und der hat ja intern doch einen Bezug zu - 12V und
>> nicht GND. Oder sehe ich das falsch.
>
> In dem Moment bei dem der DAC 2V liefert, ist der Ausgang vom OPV auf
> Null Volt (das gleiche Potential wie GND) und der 15k liegt dann quasi
> parallel zum 3k72 (der hängt ja auch einseitig an GND).

Morgen Michael

Ok, verstehe. Aber weisst du das durch Simulation, dass es so ist oder 
ist das aus der Theorie irgendwo bekannt? Ich sehe einfach nicht, warum 
der OPV gerade dann 0V liefert. Ich weiss nicht ob es irgendwo an meinen 
Grundlagen fehlt es zu sehen, ist das rechnerisch iwie zu zeigen? Das 
würde sehr helfen.

von Matthias (Gast)


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Matthias schrieb:
> Michael M. schrieb:
>
>>
>> In dem Moment bei dem der DAC 2V liefert, ist der Ausgang vom OPV auf
>> Null Volt (das gleiche Potential wie GND) und der 15k liegt dann quasi
>> parallel zum 3k72 (der hängt ja auch einseitig an GND).
>
> Morgen Michael
> Ok, verstehe. Aber weisst du das durch Simulation, dass es so ist oder
> ist das aus der Theorie irgendwo bekannt? Ich sehe einfach nicht, warum
> der OPV gerade dann 0V liefert. Ich weiss nicht ob es irgendwo an meinen
> Grundlagen fehlt es zu sehen, ist das rechnerisch iwie zu zeigen? Das
> würde sehr helfen.

Also was ich meine ist, dass eigentlich die 2 V immer am - Eingang 
anliegen sollten, denn wir wollen ja, dass stets 2V abgezogen werden, 
egal welches Eigangssignal am +Eingang anliegt, ob 0 oder 4V oder 
irgendwas dazwischen. Wenn immer genau dann, wenn 2V anliegen der 
Ausgang des OPV 0V liefert, kann ja die Forderung +-10V nie gegeben 
sein. Einen DAC sehe ich in deiner Schaltung nicht. Die Referenz 
erzeugst du ja in deiner Schaltung mit der Quellenspannung 12V.

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Heiko K. schrieb:
> Hallo zusammen,
> ich würde gerne den Ausgang eines 12-Bit-DAC, aus dem 0V bis 4V
> herauskommen auf die für Eurorack übliche control voltage verstärken,
> diese geht von -10V bis +10V

Der TE möchte aber einen DAC einbauen und damit das so funktioniert wie 
der TE das haben will, muss bei einer Eingangsspannung von 2V am Ausgang 
0V rauskommen.

Das ist ja gerade das Dingen.

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