Invertierender Impedanzwandler - Rätsel

Mit positiver Rückkoppelung hast du einen Komparator. Aber da du den Eingang mit dem Ausgang vergleichst, hängt das Ergebnis am Anfang von der Offset-Spannung ab.

Hallo,

Danke. Das heißt der verbaute U7 hat zufällig eine "günstige" Offsetspannung und deswegen funktioniert er invertierend?

Ja. Die LED kann nur dann angeschaltet werden, wenn die Eingangsspannung niedriger als der Ausgang ist. Wenn das 0 V ist, dann muss der Eingang negativ sein, was du nur mit einer negativen Offsetspannung schaffst.

(Sind diese ganzen Signale eigentlich analog oder digital?)

Clemens L. schrieb:

Ja. Die LED kann nur dann angeschaltet werden, wenn die Eingangsspannung niedriger als der Ausgang ist. Wenn das 0 V ist, dann muss der Eingang negativ sein, was du nur mit einer negativen Offsetspannung schaffst.

(Sind diese ganzen Signale eigentlich analog oder digital?)

Hallo,

aha verstehe. Danke.

Die Signale kommen vom Controllerboard bzw. gehen zum Board, an die I/O Pins. Sie werden wohl die meiste Zeit digital genutzt werden, analog ist auch möglich. Falls du über die offenen OPV Eingänge gestolpert bist, dass ist 'erstmal' gewollt. Wenn ich Pulldowns oder Pullups davor machen würde, dann hätte man ggf. einen Spannungsteiler mit den ggf. genutzten internen Pullups. Ich wollte jeden 'negativen' Einfluss vermeiden. Allerdings reagieren die Leds mit sichtbarer Helligkeitsänderung wenn die Platine auf dem Tisch liegt und ich mit dem Fuß am Stuhlbein/Boden reibe. Das ist schon irgendwie heftig. Falls es eine Lösung gibt für einen definierten Eingangsruhepegel ohne Einfluss auf den Rest an den I/O Pins wäre gut.

Was mich nur wundert ist, dass die berühmte Led 13 auf den Arduino Boards nie komisch flackert, obwohl da auch nur ein OPV LMV358 zur Entkopplung als Impedanzwandler dranhängt mit komplett offenen Eingang.

Falls es mehr Sinn macht könnte man das auch im Projekt-Thread weiter diskutieren. Das hatte ich nur ausgekoppelt, weil es ursprünglich eine eingegrenzte Frage war. Beitrag "Arduino Nano Testboard"

Moin,

Ich habe mir nochmals das Datenblatt angesehen. Wenn ich es recht verstehe, kann nicht die unbekannte Offset der Übeltäter sein.

Das Problem liegt meiner Meinung daran, daß der Ausgang nur einige mV über Null gehen kann. Bei 10K werden minimal 10mV angegeben. Da der Vin- dann ein paar mV größer ist als die Vin+, vom uC Kommend oder bei offenen Eingang ist nun die Differenz der Eingänge nicht mehr in der selben Richtung. Wenn z.B. Vin+ = 0V ist und Vout=Vin-= +10mV, dann versucht der OPV in die andere Richtung zu schwingen, geht aber nicht wirklich, weil Masse die Grenze ist und er sich nicht unter 10mV bewegen kann. Das ist ein graues Gebiet. Ich vermute, bzw. bin ganz sicher, daß Deine Schaltung dann innerhalb von 10mV < Vin <=5V richtig funktioniert. Bitte mache das nach Möglichkeit. Würde mich interessieren.

Vielleicht kannst Du das Phänomen in LTSpice nachvollziehen.

Versuche mal, am Vin+ Eingang, also nach dem 1K über einen 1M eine kleine Spannung einzuspeisen die dann Vin+, sagen wir auf 20MV bringt, auch wenn vor dem 1K die Spannung aktuell Null ist. Dann vermute ich, daß der Ausgang dieser künstlichen Offset gefolgt hat und richtig funktioniert.

Daß der LM358 beim UNO anscheinend richtig funktioniert, ist interessant.

VG, Gerhard

Hallo,

ich überlege mir mal wo ich die 20 Mega Volt herbekomme. :-)

Ich versuche das nachzuvollziehen.

Wegen LTSpice, da kommt es darauf an welchen OPV man verwendet. Ein invertierender OPV Spannungsfolger funktioniert bspw. mit OP291 fälschlicherweise und mit AD824 korrekterweise nicht. Simulation ist immer so eine Sache des Vertrauens. Ich versuche es real aufzubauen. Der Spass müßte es wert sein.

Hallo,

Ja, das ist so eine Sache mit der Simulation. Sei beruhigt, mit 20MV wird Dir gewiss ein einmaliger Erfolg beschieden sein:-)

Jedenfalls fürchte ich, daß Dein OPV in einen grauen Bereich arbeitet, wenn der Ausgang nicht niedrig genug werden kann, so daß sich Eingänge und Ausgänge gegensätzlich beeinflussen.

Hallo,

Ub 5,08V

Wenn ich den OPV nur mit R1 und ohne R2, ohne R5 usw. teste, dann schaltet er wie erwartet nicht um. Soweit war das ja klar. Immer 5,08V an OUT, egal was IN(-) per Taster macht.

Klemme ich eine Last aus R2 und Led ran. Dann schaltet er invertierend um wenn sich der Pegel an IN(-) ändert. Dann messe ich an OUT 5,06V. Das heißt OPV(-) muss größer OPV(+) bzw. OPV(out) werden. Soweit war das inzwischen auch klar.

Dann habe ich Gerhards Test versucht. Plan so wie ich es verstanden habe. Wobei in der Anforderung bestimmt die OPV Eingänge verwechselt wurden. Der 1K Eingangswiderstand hängt am OPV(-) Eingang. Ist ja falsch beschalten.

Jetzt ist die Schaltung laut Plan nur ohne Last aus R2 und ohne Led. Es tut sich jedoch nichts wenn ich über R5 bis zu 20mV einspeise. Die Spannung am Poti Abgriff zieht es nur um paar mV hoch wenn ich an IN(-) per Taster Ub anlege. Am OPV Ausgang liegt dauerhaft Ub an.

Eigentlich benötige ich eine 2. Spannungsquelle damit man um paar mV höher kommt wie Ub mittels R5.

-------- Plan2 --------------------------- Dann dachte ich mir, vielleicht habe ich Gerhard doch falsch verstanden und haben es laut Plan2 aufgebaut. Ich ziehe praktisch OPV(+) runter. Sollte den gleichen Effekt haben wie OPV(-) zu erhöhen. Der OPV schaltet erst um wenn ich den R4 Poti Abgriff auf mindestens 5,01 (Richtung Masse) eingestellt habe. Größer 5,01V passiert nichts.

Hallo Veit,

Ich sehe Du hast mich falsch verstanden. Bitte vertausche die Eingänge bei der ersten Schaltung und sonst nichts und wiederhole Deine Untersuchungen.

Der Zweck, wie von mir erhofft, ist, die Offset des Vin+ Eingangs über das Ausgangsminimum zu erhöhen. Z.B. wenn die niedrigstmögliche Vout 7mV wäre, dann bewirkt die Eingangsoffset bei Vextin=0, dass die OPV Vin+ nicht unter der Minimum Vout sinken kann. Dann sollte es funktionieren.

Vg, Gerhard