AD-Wandler:
Zur Digital-Analog-Wandlung empfehle ich Dir, einfach einen
invertierten OP-Verstärker aufzubauen. Das Widerstandsnetz muß an den
negativen Eingang des OPs; und der positive Eingang des OPs auf Masse.
Da die Differenz zwischen den Eingängen ca. 0V beträgt addieren sich
die entstandenen Ströme, und erzeugen über einen am negativen Eingang
zum Ausgang hin angeschlossenen Widerstand eine abgreifbare Spannung
(am Ausgang gegen Masse abgreifen!). Diese Spannung am Ausgang ist um
180 Grad verschoben.
Genauigkeit, Last:
Die digitalen Spannungswerte sollten möglichst genau sein, da sie über
das Widerstandsnetzwerk die Ströme erzeugen! Hier ist vor dem
AD-Wandler vielleicht noch eine zusätzliche Beschaltung notwendig, die
die logischen Pegel in genauere Spannungen umformt. Auch solltest Du
die Ausgänge am Mikrocontroller o.ä. nicht mit einem
Widerstands-netzwerk beschalten, dessen Widerstände zu klein sind. Die
Ausgänge werden sonst überlastet: 1 mA ist bei TTL als Ausgangsstrom
die Norm.
-> Rmin = 5V / 1mA = 5k z.B 4,7k. Dabei ist die Ausgangsspannung eher
um >2V anzunehmen, Toleranz 0,4..0,7 V (siehe oben!).
Abtastfrequenz filtern:
Nach dem DA-Wandler solltest Du mit einem Tiefpaß die Abtastfrequenz
deines Signals herausfiltern. Dazu kannst Du einen PT1
(Zeitver-zögerndes Glied 1. Ordnung) aufbauen. Es besteht aus einem
invertierenden OP-Verstärker, wobei zwischen negativen Anschluß und
Ausgang noch ein frequenzbestimmender Kondensator einzubauen ist. Okay,
das PT1-Glied ist nicht besonders dämpfend, ein PTn-Glied kann aber zu
Schwingungen führen. Zum gleichen Thema solltest Du auch beachten, dass
gängige OPs mit Tiefpass ausgestattet sind. Stärker dämpfende digitale
Filter (wie sie in handelsüblichen Geräten vorkommen) sind wesentlich
komplizierter aufzubauen und zu berechnen (Stichwort: z.B. FIR).
Ausgangsverstärker:
Es ist nicht sinnvoll, diesen DA-Wandler und den Filter mit vollem
Strom zu belasten. Daher solltest Du das Signal erst vor dem Stellen
verstärken. Dazu eignet sich als Ausgangsverstärker ein OP-
Impedanzwandler. Ein solcher Impedanzwandler besteht aus einer
widerstandlosen Rückkopplung des Ausgangssignals auf den negativen
Eingang. Am positiven Eingang des OP ist das zu verstärkende Signal
anzuschliessen. Beachte, daß der OP sicher eine Kühlung benötigt und
die Null-Offset-Spannung möglicherweise abzugleichen ist. Der
Ausgangswiderstand des OPs MUß sehr klein sein.
Willst Du dagegen eine Verstärkerschaltung aus Transistoren aufbauen,
solltest Du auf deren Temperaturempfindlichkeit achten. Die
Transistoren brauchen eine Gegenkopplung mit Widerständen, sonst läuft
der Arbeitspunkt mit Erwärmung davon.
