Hallo zusammen,
ich möchte mit Hilfe eines LM324 einen Impedanzwandler bauen, damit ich
mit einem Atmega328 Widerstandwerte in der Größenordnung 10MΩ
zuverlässig messen kann.
Ich habe mir daher zunächst den folgenden einfachen Test aufgebaut:
1
+5V __________
2
| | |
3
| | |\ |
4
| | | | \ |
5
| | ---| \ |
6
| | - | \___|___ U out
7
| | | /
8
| |<---------| /
9
| | Uin + | /
10
| | |/
11
|
12
GND LM324
13
14
10MΩ
Mit Hilfe eines Potis simuliere ich die späteren Messwerte.
Ich habe nun mit zwei DMM sowohl die Eingangsspannung als auch die
Ausgangsspannung gemessen. Leider funktioniert das Ganze nicht, wie ich
es aus der Theorie erwartet hätte. Ich habe immer ein Delta, zwischen
der Eingangs- und Ausgangsspannung.
Ein paar Messwerte aus meinen Versuchen:
1
Vin Vout
2
0,57V 0,62V
3
1,55V 1,79V
4
2,15V 2,51V
5
2,48V 2,89V
6
4,17V 4,48V
Die Schaltung ist auf einem Stück Lochstreifenplatine aufgebaut, der
invertierende Eingang direkt Pin:Pin verlötet. Das Poti ist auch nur 2cm
entfernt. Vcc und GND sind verlötet, der Mittelabgriff kann mit einem
kurzen Kabel auf einen Pin direkt am + Eingang gesteckt werden bzw.
entfernt werden, um die Situation des fehlenden Eingangssignals zu
simulieren.
Beide Spannungen sind sehr stabil, keine Schwankungen am DMM zu sehen.
Jedochr ist die Differenz zwischen Ein- und Ausgang für mich
unbrauchbar.
Weiterhin habe ich das Problem, daß bei offenem positivem Eingang, die
Ausgangsspannung innerhalb von ca. 1 Minute von 0 auf 5V steigt.
Ich muss jedoch später auch den Fall erkennen können, dass kein
Eingangswert vorliegt.
Kann mir jemand hier Tips geben, was ich noch verbessern kann, damit
einerseits die Ausgangsspannung wirklich der Eingangsspannung
entspricht, andererseits ich die Situation erkennen kann, daß kein
Meßsignal anliegt.
Hans W. schrieb:> Geht es um einen MCP6602 oder LM324?
Überschrift geändert, hatte zunächst vor einen MCP zu nehmen, das in
meinen Notizen auch vermerkt, fand aber keinen und habe es mit dem LM324
aufgebaut.
Habe dann leider für die Überschrift meinen falschen Notizen vertraut.
Sorry!
Paredros schrieb:> Kann mir jemand hier Tips geben, was ich noch verbessern kann
Erst mal testhalber verifizieren um wieviel sich die Ausgangs-
spannung ändert wenn du das Multimeter am Eingang abklemmst.
Paredros schrieb:> Ich muss jedoch später auch den Fall erkennen können, dass kein> Eingangswert vorliegt.
Geht nicht, der Operationsverstärker kann nicht "nichts" verstärken.
> habe es mit dem LM324 aufgebaut.
Dieses IC funktioniert sowohl am Eingang als auch am Ausgang nur mit
maxinal 1,5V weniger als die Versorgungsspannung V+. Außerdem tun sich
alle Operationsverstärker schwer damit, Ausgangsspannungen nahe an V-
auszugeben. Wenn man das wirklich braucht, betreibt man sie mit einer
negativen Versorgungsspannung (deswegen heisst der Pin V-).
Dazu kommt, daß er keine hochohmigen Mosfet Eingänge hat. Der
Eingangsstrom belastet deine hochohmige Quelle.
These 1:
Wenn aber sowohl das DMM als auch der OP-Eingang die Quelle belasten,
dann wird das Eingangs-DMM ja trotzdem den aktuellen Wert anzeigen. Der
mag niedriger als berechnet sein, aber von einer Berechnung ist ja nicht
die Rede
Und bei V=1 am Ausgang trotzdem die gleiche Spannung anliegen.
These 2:
Im Rail to Rail-Problem würde ich erwarten, dass im unteren und oberen
Bereich die Ausgangsspannung kleiner ist als die Eingangsspannung und im
mittleren Bereich übereinstimmt.
Auch das ist nicht der Fall. Die Ausgangsspannung ist stets größer als
die Eingangsspannung.
(Was bei UE=4.17V schon eine Leistung ist, wenn der OP dann auf UA=4.48V
hochkommt)
Ich denke, beide Ansätze sind nicht die Fehlerursache
Paredros schrieb:> Widerstandwerte in der Größenordnung 10MΩ> zuverlässig
Hallo,
dafür würde ich sofort an einen OPV mit FET-Eingängen denken oder noch
besser einen CMOS-OPV. Zudem sollte seine Betriebsspannung hoch genug
sein. Tatsächlich lassen sich mit ihm noch bei 5 V Sinusgeneratoren
aufbauen.
Der LM324 ist dafür denkbar ungeeignet.
Die Mesungen zeigen allerdings eine deutlich größere Abweichung als nur
die Eingangs-Offsetspannung des LM324.
Da ein Potentiometer unbekannten Wertes am Eingang hängt, wird es wohl
zwischen Werten von 5 kOhm und 1MOhm sein. Was fehlt, ist eben in der
Rückkopplung ein ebensolcher Widerstandwert, der dem Eingangswiderstand
entspricht.
Von einem Abblockkondensator war auch keine Rede, vielleicht braucht man
den heute nicht mehr und nur altmodische Leute wollen den noch haben.
https://www.elektronik-kompendium.de/news/operationsverstaerker-elektronik-minikurse/
mfg
Paredros schrieb:> dass kein> Eingangswert vorliegt.
Bedeutet unendlich hochohmig. Nicht mit LM324 bloss, weil der so billig
und älter als 40 Jahre ist. Tut in unserer Heizung gute Dienste.
mfg
Christian S. schrieb:> Paredros schrieb:>> Widerstandwerte in der Größenordnung 10MΩ>> zuverlässig> (..)> Der LM324 ist dafür denkbar ungeeignet.
Unabhängig davon sollten bei einem Mehrfach-OP, der 324 hat 4 Stück in
einem Gehäuse, die unbenutzten nicht unbeschaltet bleiben.
Christian S. schrieb:> Da ein Potentiometer unbekannten Wertes am Eingang hängt, wird es wohl> zwischen Werten von 5 kOhm und 1MOhm sein. Was fehlt, ist eben in der> Rückkopplung ein ebensolcher Widerstandwert, der dem Eingangswiderstand> entspricht.
Wie im Schaltplan zu erkennen, hat das Poti 10M, um eben die zu
erwartende Situation nachzustellen.
Ok, der LM324 mag da nicht geeignet sein. Welchen Op-Amp kann ich für
einen solchen Zweck einsetzen?
@TO
Nur um dir die Problematik mit dem hochohmigen Spannungsteiler
aufzuzeigen..stelle das Poti mal auf 50% ein, also 5M. Miss dann ohne
den Chip die Spannung am Schleifer, die sollte rein theoretisch exakt
Vcc/2 betragen. Das wird bei dir nicht der Fall sein.
Jörg R. schrieb:> Christian S. schrieb:>> Paredros schrieb:>>> Widerstandwerte in der Größenordnung 10MΩ>>> zuverlässig>> (..)>> Der LM324 ist dafür denkbar ungeeignet.>> Unabhängig davon sollten bei einem Mehrfach-OP, der 324 hat 4 Stück in> einem Gehäuse, die unbenutzten nicht unbeschaltet bleiben.
Und wie soll ich die beschalten? Alle drei Pins auf Masse?
Christian S. schrieb:> Da ein Potentiometer unbekannten Wertes am Eingang hängt, wird es wohl> zwischen Werten von 5 kOhm und 1MOhm sein. Was fehlt, ist eben in der> Rückkopplung ein ebensolcher Widerstandwert, der dem Eingangswiderstand> entspricht.
Nein, das kann der LM324 schon. Da brauchts keine Widerstände. Ist ja
sogar im Datenblatt eine Beispiel-Application: "Unity-Gain-Amplifier".
Jörg R. schrieb:> Nur um dir die Problematik mit dem hochohmigen Spannungsteiler> aufzuzeigen..stelle das Poti mal auf 50% ein, also 5M. Miss dann ohne> den Chip die Spannung am Schleifer, die sollte rein theoretisch exakt> Vcc/2 betragen. Das wird bei dir nicht der Fall sein.
Da hast du sicher Recht. Aber das ist ja nicht die Frage.
Der TO misst gleichzeitig Ein- und Ausgangsspannung.
Und egal, wie sich die Eingangsspannung durch das DMM verändert, die
Ausgangsspannung sollte die gleiche sein.
Und erst recht nicht höher
Paredros schrieb:> Welchen Op-Amp kann ich für einen solchen Zweck einsetzen?
Es gibt keine idealen Operationsverstärker. Schau dir den MCP6002 an,
der ist nahe dran.
Robert W. schrieb:> Jörg R. schrieb:>>> Nur um dir die Problematik mit dem hochohmigen Spannungsteiler>> aufzuzeigen..stelle das Poti mal auf 50% ein, also 5M. Miss dann ohne>> den Chip die Spannung am Schleifer, die sollte rein theoretisch exakt>> Vcc/2 betragen. Das wird bei dir nicht der Fall sein.>> Da hast du sicher Recht. Aber das ist ja nicht die Frage.> Der TO misst gleichzeitig Ein- und Ausgangsspannung.> Und egal, wie sich die Eingangsspannung durch das DMM verändert, die> Ausgangsspannung sollte die gleiche sein.
Ups..das stimmt natürlich. Das er gleichzeitig mit 2 DMM misst habe ich
überlesen.
Jörg R. schrieb:> Unabhängig davon sollten bei einem Mehrfach-OP, der 324 hat 4 Stück in> einem Gehäuse, die unbenutzten nicht unbeschaltet bleiben.
Der TO könnte ja einen der anderen OPV mal testen.
Jörg R. schrieb:> Nur um dir die Problematik mit dem hochohmigen Spannungsteiler> aufzuzeigen..stelle das Poti mal auf 50% ein, also 5M. Miss dann ohne> den Chip die Spannung am Schleifer, die sollte rein theoretisch exakt> Vcc/2 betragen. Das wird bei dir nicht der Fall sein.
Logisch. Die wird deutlich unter U/2 liegen ...
Ansonsten isses egal, ob der OPV oder ein Meßgerät den Spannungsteiler
belastet, oder in der Rückkopplung ein R eingeschleift ist, oder was für
ein OPV-Basistyp das ist - der OPV muss (abgesehen von der geringen
Offsetspannung) in der gezeigten Schaltung an allen drei Pins die
gleiche Spannung anzeigen.
@TO:
Sicherstellen, dass die Betriebsspannungen abgeblockt sind - vergessen
die meisten immer gerne ...
Mal die anderen drei OPV testen
Wo ist der OPV überhaupt her?
Robert W. schrieb:> Da brauchts keine Widerstände. Ist ja> sogar im Datenblatt eine Beispiel-Application: "Unity-Gain-Amplifier".
Es geht dabei nicht um unity-gain-Stabilität, sondern um die um die
Kompensation des (Common-Mode) Input-Bias-Current.
Der ist beim LM324 je nach Hersteller mit 20-50nA spezifiziert. Gibt
dann bei 5M-Ohm einen Spannungsfehler von 100-250mV. Bei 10M dann das
doppelte.
(re)
Der LM324 ist dafür ungeeignet.
Deine Messung mit dem DMM ist ungeeignet.
Bei Mittelstellung deines Potis:
- Innenwiderstand der Quelle: 2.5MOhm
- Input-Bias LM324: Größenordnung 30-100nA, können je nach Hersteller
und Streuung auch > 200nA sein, aber ich nehme mal 50nA an
- Veränderung der Eingangsspannung durch den Bias-Strom: 75mV (es sind
unbelastet 2.5V, aber durch den Bias-Strom wird die auf 2.575V geschoben
und es könnten auch 3V sein bei nem schlechten Exemplar oder
schlechterem Modell)
- Veränderung der Eingangsspannung durch das DMM: üblicherweise 10MOhm
Innenwiderstand des DMM, macht gemessene 2.0V statt der realen 2.5V
Du brauchst einen OpAmp mit Bias-Strom unter 1nA. Bei den historischen
Bauteilen z.B. ein TL07x.
Wenn du die hochohmige Eingangsspannung misst, dann musst du den
Eingangswiderstand des DMM auch rechnerisch kompensieren. Oder du
"schätzt" die Eingangsspannung nur mit dem DMM und misst die Differenz
zwischen Eingang und Ausgang des OpAmp. Da sollte die Spannungsdifferenz
nur sehr gering sein und der Innenwiderstand des DMM kaum relevant.
Für die endgültige Schaltung wirst vermutlich 1MOhm nach +5V machen und
den Prüfling dann nach Masse. Dann hättest ohne Prüfling +5V und mit
Prüfling < 10MOhm maximal 4.545V. Darüber kannst Erkennen, ob ein
Prüfling anliegt.
Schon mal Danke für die vielen Hinweise. Werde nun nochmal suchen, in
irgendeinem Kistchen müsste ein MCP6601/02 sein.
Nun ein paar weitere Tests gemacht:
- Das Poti ist ein Ausfall, mit 10M beschriftet, hat es nur 6,9M. Das
erklärte, warum ich in Mittelmessung zunächst nur 3,5M gemessen habe.
Habe jetzt eines verwendet, das wirklich 10M hat. Extern in
Mittelstellung gemessen: 5,1M. Eingebaut und Spannung gemessen: 2,1V. Da
haut das DMM tatsächlich ordentlich rein! Das bedeutet im Umkehrschluss,
dass ich mir auch tatsächlich einen Impedanzwandler für
Spannungsmessungen an hochohmigen Widerständen für meine DMM bauen muss.
Wenn ich die Messung der Eingangsspannung abklemme, springt die
Ausgangsspannung gleich etwas in die Höhe. 10%-20%.
Das erklärt mir aber immer noch nicht, warum ich die Differenz sehe,
wenn zwei Geräte zeitgleich messen. Der vom Eingangsgerät verursachte
Einbruch, sollte ja auch 1:1 auf den Ausgang gehen.
Aber nichts desto trotz: Kann mir jemand einen aktuellen Op-Amp
empfehlen, den ich für diesen Zweck verwenden kann?
Und die zweite Frage: Warum steigt die Ausgangsspannung, wenn am
positiven Eingang keine Spannung anliegt. Dies entspricht ja eigentlich
einem extrem hochohmigen Widerstand, also müssten da 0V anliegen. Wie
kann man dieses Verhalten verhindern, bzw. verhält sich da ein
modernerer, geeigneter OpAmp besser?
Paredros schrieb:> Warum steigt die Ausgangsspannung, wenn am> positiven Eingang keine Spannung anliegt.
Weil der LM324 PNP-Darlington-Eingänge besitzt, die ihn tauglich machen
sollen für Eingangssignale bis auf 0V herab, gemeint ist die untere
Grenze seiner Spannungsversorgung.
mfg
Paredros schrieb:> Aber nichts desto trotz: Kann mir jemand einen aktuellen Op-Amp> empfehlen, den ich für diesen Zweck verwenden kann?
Hatte ich bereits: MCP6002> Und die zweite Frage: Warum steigt die Ausgangsspannung, wenn am> positiven Eingang keine Spannung anliegt.
Weil du den Eingang nicht auf GND herunter ziehst. Der Ruhepegel ohne
Stromfluss ist hoch.
Paredros schrieb:> Kann mir jemand hier Tips geben, w
Also mit einem MCP6002 hätte es nahezu funktioniert, mit dem LM324 geht
das nicht. Erstens belastet er den 10MegOhm Spannungsteiler zu sehr,
zudem kann er über 3.5V nicht mehr messen und unter 0.7V nicht mehr
liefern, genau so wie er über 3.5V Schwierigkeiten hat.
Er ist halt kein Rail-To-Rail (Eingang sowie Ausgang) OpAmp und nicht in
CMOS gebaut wie der MCP6002 (einen MCP6602 gibt es nicht).
Die gemessene Eingangsspannung weicht daher von der gemessenen
Ausgangsspannung ab, weil dein Messgerät vermutlich mit 10MegOhm den
Spannungsteiler belastet. Würdest du mit einem zweiten Messgerät
simultan den Ausgang messen, werden die Messergebnisse besser
übereinstimmen.
Paredros schrieb:> Ich habe nun mit zwei DMM
Messen die beiden die gleiche Spannung gleich, wenn sie beide parallel
geschaltet sind?
Paredros schrieb:> Weiterhin habe ich das Problem, daß bei offenem positivem Eingang, die> Ausgangsspannung innerhalb von ca. 1 Minute von 0 auf 5V steigt.
Leckstrom. Merke: man darf CMOS-Eingänge niemals offen lassen. Weder in
der Digitaltechnik noch in der Analogtechnik.
Michael B. schrieb:> Die gemessene Eingangsspannung weicht daher von der gemessenen> Ausgangsspannung ab, weil dein Messgerät vermutlich mit 10MegOhm den> Spannungsteiler belastet. Würdest du mit einem zweiten Messgerät> simultan den Ausgang messen, werden die Messergebnisse besser> übereinstimmen.Paredros schrieb:> Ich habe nun mit zwei DMM sowohl die Eingangsspannung als auch die> Ausgangsspannung gemessen.
Das klingt stark nach gleichzeitiger Messung beider Spannungen.
Der Einwand mit der Belastung wäre dann gegenstandslos.
Dieter W. schrieb:> Paredros schrieb:>> Ich habe nun mit zwei DMM sowohl die Eingangsspannung als auch die>> Ausgangsspannung gemessen.>> Das klingt stark nach gleichzeitiger Messung beider Spannungen.> Der Einwand mit der Belastung wäre dann gegenstandslos.
Ja, das wurde aber bereits geklärt.
Dass der LM324 für dein Vorhaben keine gute Wahl ist, wurde ja bereits
mehrfach geschrieben. Deine etwas seltsamen Messergebnisse lassen sich
damit aber nicht erklären, weder der deutliche Spannungsunterschied
zwischen Eingang und Ausgang noch dieses hier:
Paredros schrieb:> Weiterhin habe ich das Problem, daß bei offenem positivem Eingang, die> Ausgangsspannung innerhalb von ca. 1 Minute von 0 auf 5V steigt.
Da beim LM324 der Bias-Strom aus dem Ausgang heraus fließt wirkt sich
ein offener Eingang (der den Bias-Strom blockiert) wie ein an diesem
Eingang angelegter hoher Spannungspegel aus. Da du den LM324 vermutlich
mit 5V versorgst, ist am Ausgang ein Pegel von 3,5 bis 4 V, also
deutlich weniger als die gemesssenen 5 V zu erwarten. Dieser Pegel
stellt sich sofort ein und nicht erst nach 1 Minute. So lange würde der
Vorgang nur dauern, wenn am Eingang eine Kapazität in der Größenordnung
von ein paar 100 nF angeschlossen wäre, was bei dir vermutlich nicht der
Fall ist.
Folglich steckt in deinem Aufbau ein Fehler (vielleicht ist der GND-Pin
des LM324 nicht richtig angeschlossen), oder der LM324 ist defekt.
Paredros schrieb:> Das bedeutet im Umkehrschluss, dass ich mir auch tatsächlich einen> Impedanzwandler für Spannungsmessungen an hochohmigen Widerständen für> meine DMM bauen muss.
Oder eine passende und besser geeignete Messchaltung verwenden.
Ein Tipp: Multimeter messen Widerstände auch nicht über Spannungsteiler.
Paredros schrieb:> Das erklärt mir aber immer noch nicht, warum ich die Differenz sehe,> wenn zwei Geräte zeitgleich messen. Der vom Eingangsgerät verursachte> Einbruch, sollte ja auch 1:1 auf den Ausgang gehen.
Du koppelst an dem hochohmigen +Eingang mit der Meßleitung Brumm- und
Störspannungen ein, die auch etliche Volt betragen können. Der OPV geht
bei niedriger Betrioebsspannung in Begrenzung, und Du siehst am Ausgang
irgendeinen Mittelwert.
Messe mal mit Deinem DMM im AC-Bereich.
Oszilloskop wäre dabei auch nicht schlecht, um das zu sehn ...
Hans W. schrieb:> Stephan schrieb:>> Bei den historischen Bauteilen z.B. ein TL07x.> Aber der taugt nicht mit einfacher 5V Versorgung. Eher +/- 9V.
Ja, aber symmetrisch versorgt gibt es keinen Ärger nahe Null und im
Gegensatz zum 324 haben die TL07x anständige Eingänge. Die
'symmetrische' Versorgung muß übrigens nicht plus / minus gleich sein,
z.B. +9V und -3V gehen auch, solange die Meßgröße im zulässigen Breich
ist.
Es darf auch TL06x oder TL08x sein, die 07 sind als rauscharm für Audio
beschrieben.
Nach einer Bauchlandung als Differenz-Meßverstärker vor vielen Jahren
habe ich den LM324 nicht mehr angefasst. Ich hatte mir damals eine
negative Versorgung hergezaubert und einen TL074 genommen, diese hatte
ich im Bestand.
Ein Pin für ne Ladungspumpe hätte der Atmega bestimmt noch frei. Aber
R2R ist einfacher. Zumal die letzten 0,3V zur Versorgung vermutlich
beidseitig kaum relevant sind.
Manfred P. schrieb:> und im> Gegensatz zum 324 haben die TL07x anständige Eingänge. Die
Nun wissen wir, daß das LM324 unanständige Eingänge haben muß. Also
besser alle Exemplare in Vorratshaltung entsorgen...
mfg
Christian S. schrieb:> Nun wissen wir, daß das LM324 unanständige Eingänge haben muß. Also> besser alle Exemplare in Vorratshaltung entsorgen...
Einfach nur getrennt lagern...
Paredros schrieb:> Ich habe immer ein Delta, zwischen> der Eingangs- und Ausgangsspannung.> Ein paar Messwerte aus meinen Versuchen: Vin Vout> 0,57V 0,62V> 1,55V 1,79V> 2,15V 2,51V> 2,48V 2,89V> 4,17V 4,48V
1. Eingangsstrom LM324 fließt von IC zu GND. Gibt es Widerstand zwischen
Eingang und GND, so gibt es auch zusätzliche Spannung, die sich auf
diesem Widerstand bildet. Das erklärt, warum Vout etwas über Vin liegt,
und zwar umso mehr, umso größer ist Widerstand zwischen Vin und Gnd.
2. Vin von LM324 darf nicht höher sein als VCC - 1,5 V. Auch Ausgang von
LM324 ist so gebaut, daß Vout mindestens um 2*Vbe+Vke, d.h. auch ca. 1,5
Volt tiefer sein sollte als VCC. Deshalb ist die letzte Messung mit
4,17/4,48V fragwürdig.
3. Billige Multimeter haben oft relativ kleine Rin, 100 MOhm oder gar 10
MOhm. Somit ungeeignet, die Spannung zu messen, die von 10 MOhm Poti
kommt.
Paredros schrieb:> Weiterhin habe ich das Problem, daß bei offenem positivem Eingang, die> Ausgangsspannung innerhalb von ca. 1 Minute von 0 auf 5V steigt.
Na klar. Wohin sollte sonst Eingangsstrom von LM324 fließen? Cin (einige
pF) wird damit geladen, Vin steigt.
In unseren Zeiten, wo man bei Mouser ziemlich guten OV kaufen kann (so
wie z.B. OPA1655 oder OPA1679), um LM324 zu verwenden sollte man ganz
besondere Gründe haben.
Maxim B. schrieb:> Billige Multimeter haben oft relativ kleine Rin, 100 MOhm oder gar 10> MOhm.
10M sind üblich.
> Somit ungeeignet, die Spannung zu messen, die von 10 MOhm Poti kommt.
Das ist nicht richtig: wenn man das Multimeter anklemmt, dann zeigt es
genau die Spanung an, die an seinen Klemmen anliegt. Dass man dann bei
einem 10M Poti in Mittelstellung eine für Laien "unerwartete" Spannung
misst, liegt nur daran, dass der Laie diesen Innenwiderstand nicht
beachetet. Man kann aber über eine Ersatzspannungsquelle oder die
Spannungsteilerformel ausrechnen, welche Spannung angezeigt wird.
> Somit ungeeignet, die Spannung zu messen, die von 10 MOhm Poti kommt.
Ich kann auch bei einer hochohmigen Quelle das Messergebnis
interpretieren.
Maxim B. schrieb:> Deshalb ist die letzte Messung mit 4,17/4,48V fragwürdig.
Hier weiß nur der TO, mit welcher Spannung der OP versorgt wird.
Paredros schrieb:>> Unabhängig davon sollten bei einem Mehrfach-OP, der 324 hat 4 Stück in>> einem Gehäuse, die unbenutzten nicht unbeschaltet bleiben.> Und wie soll ich die beschalten? Alle drei Pins auf Masse?
Man schaltet bei einem OP niemals die beiden Eingänge zusammen. Nie!
Auf keinen Fall!
Und den Ausgang schließt man auch nicht gegen Masse kurz. An dieser
Stelle doch bitte einfach mal selber mitdenken.
Die nicht benutzten OPs werden am einfachsten so beschaltet, dass ein
Spannungsfolger aufgebaut wird (nichtinvertierender Verstärker ->
Ausgang an -Eingang, das geht natürlich nur bei OPS, die
unity-gain-stabil sind. der LM324 ist ein solcher) und der +Eingang wird
auf einen Pegel gelegt, der in seinem Gleichtaktbereich liegt (beim
unipolar versorgten LM324 wäre das z.B. GND). Damit sieht die
Beschaltung der unbenutzen OP im LM324 so aus:
Da die Ausgangsspannung ausnahmslos höher ist als die angebliche
Eingangsspannung, ist meine Theorie:
Es wurde nur ein Messgerät benutzt, und zuerst der
Eingangsspannungsteiler gemessen, der ja belastet wird und dann etwas
einsackt.
Danach der Ausgangswert, der nach dem Impedanzwandler den Widerstand des
Messgeräts rückwirkungsfrei verträgt.
Die Schaltung funktioniert einwandfrei und gibt am Ausgang die Spannung
aus die sie am Eingang bekommt.
Hätte man leicht erkannt wenn man gleichzeitig zwei identische
Messgeräte benutzt hätte.
Lothar M. schrieb:> Dass man dann bei> einem 10M Poti in Mittelstellung eine für Laien "unerwartete" Spannung> misst, liegt nur daran, dass der Laie diesen Innenwiderstand nicht> beachetet.
Habe gerade etwas Ähnliches:
Arduino Giga bekommt für A10/PA1_C und A11/PA0_C Spannungen von 100 mm -
Poti mit Mittelpunkt (Center Detent) 10 kOhm + RC-Glied 3k3. Mit
10bit-Scala wäre zu erwarten, daß die beiden Eingänge in Mittelpunkt
Wert 511 oder 512 zeigen. In Wirklichkeit aber ist das 517, bei beiden.
Nun rate ich: entweder sind beide Poti etwas ungenau, oder wirkt so
Eingangsstrom von ADC?
Jens M. schrieb:> Hätte man leicht erkannt wenn man gleichzeitig zwei identische> Messgeräte benutzt hätte.
Vermutlich hast Du Recht. Es braucht nicht mal 2 gleiche. Egal, ob eines
100M und das andere 100k hat, solange gleichzeitig gemessen wird.
Ich habe mich vom Eingangspost verwirren lassen und das:
Paredros schrieb:> Ich habe nun mit zwei DMM sowohl die Eingangsspannung als auch die> Ausgangsspannung gemessen.
als "gleichzeitig" interpretiert. Allerdings suggeriert das Wording
eher, dass er DMM1 genommen hat und danach mit DMM2 die gleiche Messung
wiederholt hat (--> am DMM kann es also nicht liegen).
Jens M. schrieb:> Es wurde nur ein Messgerät benutzt, und zuerst der> Eingangsspannungsteiler gemessen, der ja belastet wird und dann etwas> einsackt.
Möglich.
Aber höchte Differenz in Millivolt wird bei Halbspannung gezeigt, wo
Poti-Impedanz am höchsten. Deshalb plädiere ich für Eingangsstrom.
Jörg R. schrieb:> Überlege dir mal inwieweit dein Messgerät mit 10M Eingangswiderstand den> hochohmigen Spannungsteiler belastet.
wenn mit 2DMM sowohl die Ein wie auch die Ausgangsspannung gemessen
wurde, dann klingt die Beschreibung für mich so, als wäre das
gleichzeitig gewesen, dann spielt die Belastung keine Rolle
Maxim B. schrieb:> Möglich.> Aber höchte Differenz in Millivolt wird bei Halbspannung gezeigt, wo> Poti-Impedanz am höchsten. Deshalb plädiere ich für Eingangsstrom.
bei 2 Messgeräten spielt der Eingangsstrom keine Rolle. Dem Irrtum war
ich oben auch aufgesessen.
Wenn an + und am Ausgang gleichzeitig gemessen wird (mit Kurzschluss
Ausgang und -), dann ist alles andere egal (solange nichts in der
Begrenzung ist):
Die Spannung an + muss = Spannung am - (=Ausgang) sein.
Von daher: Ja, wir haben uns alle von 2DMM in die Irre leiten lassen.
So, habe nun doch den MCP6002 gefunden, mit dem ich es zunächst testen
wollte. Der tut auch tatsächlich was er soll!
Habe den LM aber spasseshalber doch durch einen anderen ersetzt, die
drei anderen OpAmps des IC jeweils den Ausgang auf den negativen Eingang
zurückgeführt und den positiven Eingang auf Masse (wie im Thread
vorgeschlagen).
Habe dann den Eingang des LM mit dem MCP als Impedanzwandler an einem
DMM gemessen, den Ausgang direkt mit dem zweiten.
unterhalb von ca. 1,9V ist das Ergebnis etwas erratisch, aber zwischen 2
und 5V läuft das auch 1:1.
Beim fehlerhaften auch die anderen 3 wie beschrieben versorgt, der
Fehler bleibt!
Werde auf die LM aber vermutlich verzichten, die liegen schon seit dem
letzten Jahrtausend hier.
Moin,
Paredros schrieb:> Ich habe nun mit zwei DMM sowohl die Eingangsspannung als auch die> Ausgangsspannung gemessen.
Darüber wurde ja schon geschrieben - nur ein Tipp zur Messmethode:
Miss mit nur einem DMM die Differenz zwischen Eingang und Ausgang. Wenn
die wie gewünscht null ist, fließt durch das DMM gar kein Strom. Und
wenn es eine Differenz gibt, kanns du die im kleinsten Messbereich
möglicherweise besser/genauer sehen.
Gruß, Roland
Chantalle schrieb:> Jörg R. schrieb:>> Überlege dir mal inwieweit dein Messgerät mit 10M Eingangswiderstand den>> hochohmigen Spannungsteiler belastet.>> wenn mit 2DMM sowohl die Ein wie auch die Ausgangsspannung gemessen> wurde, dann klingt die Beschreibung für mich so, als wäre das> gleichzeitig gewesen, dann spielt die Belastung keine Rolle
👍👍👍
Dieter W. schrieb:> (..> Das klingt stark nach gleichzeitiger Messung beider Spannungen.> Der Einwand mit der Belastung wäre dann gegenstandslos.
Du hättest anfangen müssen mit: „Ich habe jetzt nicht alles gelesen..“.
Maxim B. schrieb:> Nun rate ich: entweder sind beide Poti etwas ungenau, oder wirkt so> Eingangsstrom von ADC?
Lin/Log?
Wenn's der Strom wäre, würde der Wert m.E. kleiner als erwartet sein.
Was kommt raus wenn du die beiden Poti-Enden vertauscht?
Wieder 517 = ADC, 507 = Poti ungenau.
Jens M. schrieb:> Lin/Log?
PTL60-15R1-103B2, von Mouser. 60 mm Gang, und noch dazu rote LED in
Griff! Und, das war wichtig für mich, spürbare Einrasten in der Mitte.
Ich möchte diese Poti als Geber verwenden, etwa um Tempi beim Abspielen
einzugeben (+/- Bereich). So sollte sinnliche NULL in der Mitte sein.
Jens M. schrieb:> Was kommt raus wenn du die beiden Poti-Enden vertauscht?
Die sind fest auf die Platine gelötet... Ich werde aber mit anderen
versuchen. Ich habe noch 18 Stück, und die auf der Platine sind mit
Gleitkontakt über Lotbrücken geschaltet.
Auf dem Foto ist mein Spielzeug.
Maxim B. schrieb:> Nun rate ich: entweder sind beide Poti etwas ungenau, oder wirkt so> Eingangsstrom von ADC?
Vorneweg: der Strom in Richtung ADC ist es ganz sicher nicht.
Für ganz ganz hochohmige Quellen und den Umgang damit siehe die
Betrachtungen im
Beitrag "Re: Attiny85 ADC Eingangswiderstand - wie hoch"
Allerdings kann das Layout und eine ungleiche "Bezugsspannung" schon mal
ein paar mV Potentialverschiebung ausmachen.
> Nun rate ich: entweder sind beide Poti etwas ungenau
Mit Sicherheit sind beide Potis irgendwie ungenau. Und auch der ADC ist
sicher irgendwie ungenau. Aber sowas kann man mit einem Multimeter
messen. Oder mit einer Messbrücke. Das denkbar ungünstigste "Messgerät"
für die Beantwortung dieser Frage ist aber sicher eine selbst gebastelte
Schaltung mit einem µC.
Maxim B. schrieb:> Ich möchte diese Poti als Geber verwenden, etwa um Tempi beim Abspielen> einzugeben (+/- Bereich). So sollte sinnliche NULL in der Mitte sein.
Weil der "Endanschlag" bei diesem Poti ja auch shcon bei 10% und 90% des
Schieberweges errreicht werden, würde ich sinnigerweise hier in der
Mitte der Kennlinie per Software eine "Totzone" einbauen, dass zwischen
500 und 524 immer "Mittelstellung" angenommen wird.
> PTL60-15R1-103B2, von Mouser.
Von Bourns...
Leider ist in dessen Datenblatt nur der absolute Widerstand mit 20%
spezifiziert. Aber eben nicht die maximale Abweichung von der Idealkurve
(kurz die Linearität).
Danke für Tipps!
Ich denke, ich kann das in Programm berücksichtigen. Zustand von Poti
wird auf dem Bildschirm als Scala gezeigt. Trotzdem wäre es natürlich
angenehmer, wenn Rastpunkt genau in der Mitte von Scala steht. Auf Poti
ist 3V3 von Arduino Giga, ohne besondere Kunst. Und Giga hat
Inpulswandler, die 3V3 und 5V bereitstellen. Da beide Poti gleiche
Verhalten haben, hoffe ich wenigstens daß auch die anderen so sind. Zwar
möchte ich noch ähnlichen Poti mit grünen LED bestellen. Nur war die
Frage, ob es sich lohnt, statt 10k 2k-Variante zu nehmen (oder einen
OV-Puffer zwischen Poti und ADC).
Hier ist übrigens die Schaltung.
Paredros schrieb:> Da der Thread inzwischen gekapert wurde, kann er gerne gesperrt werden.>> Hab keine Ahnung, was Maxim mir hier sagen will!
Ich denke auch, dass Lothar besser aufgeräumt anstatt kommentiert hätte,
der Linearitätsfehler seiner Potis am µC hat mit dem Thema absolut
nichts zu tun!
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Lothar M. schrieb:> Maxim B. schrieb:>> Ich möchte diese Poti als Geber verwenden, etwa um Tempi beim Abspielen>> einzugeben (+/- Bereich). So sollte sinnliche NULL in der Mitte sein.> Weil der "Endanschlag" bei diesem Poti ja auch shcon bei 10% und 90% des> Schieberweges errreicht werden, würde ich sinnigerweise hier in der> Mitte der Kennlinie per Software eine "Totzone" einbauen, dass zwischen> 500 und 524 immer "Mittelstellung" angenommen wird.
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