Operationsverstärkerschaltung funktioniert nicht

[Derk O. (derkoncken)]

Hallo zusammen !!
Ich möchte Piezo-Elemente an ein CMOS-Schaltwerk anschließen, die sehr 
sensibel auf Klopfimpulse reagieren sollen. Dazu würde ich 
Operationsverstärker benutzen, um über einen hohen Verstärkungsfaktor 
die Sensibilität zu erreichen und um Spannungsspitzen auf die maximalen 
5V abzuschneiden.

Ich habe diese beiden Schaltungen ausprobiert: siehe Bild
Bei 1 ging die Ausgangsspannung nur bis +2 V runter und sprang 
unkontrolliert zwischen 2V und 4,2V hin und her. Bei 2 war die Spannung 
dauerhaft bei 4,2V.

Als OPV verwende ich den lf353 (kann schon gut sein, dass der falsch 
ist)

Die Probleme:
- Es funktioniert nicht :)
- "LOW"-Pegel ist mit +2V etwas niedrig

Ich denke, gerade die 2. Schaltung sollte doch klappen, ist ja eine 
nicht-invertierende Verstärkerschaltung. Oder ist das Piezoelement das 
Problem?

Wäre sehr cool, wenn ihr mir da weiterhelfen könnt oder ein paar schlaue 
Gedanken dazu habt :-)

Freundliche Grüße und schonmal vielen Dank :)

[MaWin (Gast)]

Ja nun, der LF363 funktioniert nicht mit Masse und 5V.
Nutze wenigstens -3V und +8V, oder einen modernen Rail-To-Rail OpAmp wie 
AD822.

Die erste Schaltung besitzt auch keine Rückkopplung.

[BD (Gast)]

Du brauchst einen Ladungsverstärker. Dazu gehört ein Kondensator, der 
die Ladung des Sesors speichert. Das ist ziemlich komplex. Sieh dir mal 
die Piezofoluensensoren von TE Connectivity an, da steht auch was über 
Spannungs- und Ladungsverstärker in den Datenblättern.

[Jörg R. (solar77)]

Ich habe noch nicht mit Piezos experimentiert. Erzeugen die nicht eine 
recht hohe Spannung, so dass der Eingang des OPV geschützt werden muss?
Spannungsteiler am Piezo mit Abgriff zum Eingang des OPV, oder schnelle 
Z-Diode vom Eingang nach GND?

[Klaus R. (klara)]

Derk O. schrieb:
> Als OPV verwende ich den lf353 (kann schon gut sein, dass der falsch
> ist)

Dann schau doch mal ins Datenblatt.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lf353.pdf?ts=1648694338426

Der LF353 wäre mit JFET-Input bei Piezo schon mal passend. Jedoch hat 
MaWin schon auf die Spannungsversorgung hingewiesen. Er ist für bis zu 
+-18V konzipiert, mindestens für +-3,5V.

Bei einer asymmetrischen Beschaltung des OPV würde ich an Deiner Stelle 
mit LTspice simulieren damit Du siehst wie Deine Pegel aussehen.

Dein +IN bekommt die negativen Schwinger des Piezos voll mit. Fragt sich 
nur wie hoch die sind und ob die Inputs geschützt sind.
"the absolute maximum negative input voltage is equal to the negative 
power supply voltage".
mfg klaus

[Klaus R. (klara)]

BD schrieb:
> Du brauchst einen Ladungsverstärker. Dazu gehört ein Kondensator, der
> die Ladung des Sesors speichert. Das ist ziemlich komplex.

Komplex wird es nur wenn Du definierte Spannungen erhalten willst, wie 
z.B. bei Messmikrofonen. Aber Du willst ja nur "Krach" erkennen. 
Generell ist der Tipp in Richtung Landungsverstärker schon OK und für 
Dich lehrreich. Der Elektor würde in Deinem Fall auch so wie Du 
vorgehen, jedoch noch ein paar Ableitdioden vorsehen. LTspice ist Dein 
Freund!
mfg Klaus