Halli, Hallo.

Ich habe ein kleines Problem mit einer sogenannten "Differenzverstärkerschaltung".
Also, ich habe einen funktionierenden G-Kraft Messer, der zwischen -2 und 2G Beschleunigungen misst und bei -2G 1,86V und bei +2G 3,14V ausspuckt (U2 - siehe Zeichnung).
Da mein Mikrocontroller, der das verarbeiten soll allerdings A/D-Wandler-Eingänge hat, die zwischen 0 und 2,5 Volt messen, muss diese Spannung irgendwie "umtransferiert" werden.

Ich dachte mit ich nehme eine Differenzverstärkerschaltung, die zwei Spannungen gewissermaßen voneinander subtrahiert und nach belieben auch noch verstärkt, sodass UA (siehe Zeichnung) nachher genau bei -2G 0V und bei +2G 2,5V beträgt.

Da ich zum Bilden der Differenz ja erstmal die 1,86V "abziehen" muss, soll der linke Teil der Skizze 1,86V in der Mitte haben - sollte ungefähr passen.

Bei einer Differenzverstärkerschaltung bildet R4 geteilt durch R3 angeblich den Faktor der Verstärkung. Bei mir also 1.94 da der Spannungshub des G-Kraftmessers maximal 1,28V beträgt (3,14V - 1,86V) und später 2,5V betragen soll.

Jetzt meine Frage: Geht das so wie ich es vorhabe? Ich habe zwar schon Spannungsteiler (links) und Differenzverstärkerschaltungen ein wenig verwendet, bin aber noch blutiger Anfänger und frage mich daher, ob die 1,86V links überhaupt stabil bleiben, da R2 ja ansich mit dem oberen R3 und dem oberen R4 irgendwie parallelgeschaltet sind und der G-Kraftmesserausgang ja auch irgendwie vieleicht durch die unteren R3 und R4 beeinflusst wird.

Muss ich R1 und R2 vieleicht anders dimensionieren, oder R3 und R4? Das Verhältnis zwischen R1+R2 und das zwischen R3+R4 ist denke ich richtig, aber wie sieht es mit den absoluten Werten aus?

Wäre sehr dankbar, wenn mir jemand helfen könnte.

Hochgeladenes Bild : 02101531.gif

Habe leider keines, aber könnte ich den G-Kraft messer nicht simulieren, indem ich eine Widerstand, gefolgt von einem Poti und einem 2.Widerstand zwischen 5V und Masse einbaue und damit dann oberhalb des Potis 3,14 bis 1,86 Volt abgreifen?

Was hast Du denn für einen OpAmp ?
Der Biasstrom spielt evtl. beim Design der Eingangsschaltung eine Rolle, und Du solltest daran denken, daß der Ausgang nicht wirklich auf 0 kommt, da dort der Gegenkopplungswiderstand als Last nach + zieht.


_________________
Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

@Markus

Du hast Recht mit der Beeinflussung Deiner 1,94V Spannung durch die restliche Schaltung. Der Innenwiderstand deines Spannungstelers ist R1||R2 (||beduetet parralel geschaltet).
Du mußt also den oberen R3 so verkleinern, dass er
R3 oben = R3 unten -(R1||R2) ist. Dann hast Du die Beeinflussung kompensiert. eine andereMethode währe, einen zweiten OP zur Erzeugung der Spannung zu verwenden. Ich würde Dir sowieso eine Referenzspannungs Diode zum bilden der Spannung vorschlagen, wenn das genau werden soll.

@tivix:
Danke für die Berechnung mit R1||R2 etc. Das wird mir sicher helfen.

Kannst du mir vieleicht zeigen, wie ich mit meinem LM741 OpV eine "zweite Spannung" erzeugen kann und was mir das bringt? Hört sich gut an, aber was tut es?

Und was ist eine Referenzspannungs-Diode und was tut sie?

Zitat :

Und was ist eine Referenzspannungs-Diode und was tut sie?

Das ist eine hochgenaue Zenerdiode, die schon Temperaturbehandelt etc ist.

Erzeugt halt wie eine normale Z-Diode eine konstante Spannung nur halt viel genauer.


mfg CHillA

Und was ist nun mit der "zweiten Spannung"?

Du kannst ja solch eine Referenzdiode nehmen, und deren Ausgangsspannung mit einem zweiten OP mit einem durch Widerstände bestimmten Faktor multiplizieren (nicht invertierende Verstärkerschaltung). Der AUsgang erscheint dann sehr niederohmig, hat also quasi einen Innewiderstand von 0 Ohm. Damit kannste dann auf den Verstärker gehen.
Was für Betriebsspannnungen hast Du eigentlich?
Der LM741 ist nicht unbedingt das Gelbe vom Ei. Das ist ne alte Krücke. Nimm doch lieber was moderneres, wie z.B. den LM 358 (2 OP's in einem Gehäuse), oder den LM324(4 OP's).

Ich benutze 5V als Betriebsspannung (wie oben in dem Bild eingezeichnet).
Der LM741 wurde mir von einem Buch vorgeschlagen und deshalb habe ich ihn einfach übernommen. Was hat der LM358 denn für Vorteile, außer das es 2OpVs in einem Gehäuse sind?

Zitat :

Du kannst ja solch eine Referenzdiode nehmen, und deren Ausgangsspannung mit einem zweiten OP mit einem durch Widerstände bestimmten Faktor multiplizieren (nicht invertierende Verstärkerschaltung). Der AUsgang erscheint dann sehr niederohmig, hat also quasi einen Innewiderstand von 0 Ohm. Damit kannste dann auf den Verstärker gehen.

Wie meinst du das genau? Kannst du mir evtl. eine Schaltskizze davon geben? Ich bin wie gesagt noch Anfänger und kapier nicht alles...

nichtinvertierender Verstärker:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm

zu den OPs:

lad dir mal die Datenblätter runter, und vergleich mal.


mfg CHillA

Wie chilla schon sagt, wirste im Netz jede Menge Info (auch für Anfänger) zu Operationsverstärker Grundschaltungen kriegen. Der Grosse Vorteil vom LM358 ist, dass der Nicht so eine hohe Betriebsspannung braucht. Der geht von 3V bis 30V. Der LM741 will eigentlich immer 10V haben, um gut zu funktionieren. Verwendest Du eine einfache 5V Versorgung?? Oder +-5V ? Mit ner einfachen 5V Versorgung, und dem LM741 kann das nämlich überhaupt nicht klappen (wie schon gesagt, der will min. 10V für brauchbare ergebnisse). Mit dem LM358 müsste die Schaltung hingegen funktionieren. Und Du hast direkt nen 2. OPV um Deine Spannung zu erzeugen.

Also ich versorge den LM741 mit +5V und -5V. Die 10V sind also gegeben.

Funktionert es also so, wie ich dachte?

Kann dann schon sein. Aber der LM741 ist wirklich nicht so das tolle Ding. Der kommt mit seinen Ein- und Ausgängen nur auf ungefähr 2V an die Betreibsspannung an. Du musst also Deine SChaltung so designen, dass die SPannungen am OP alle zwischen -3V und +3V liegen. Lieber nen anderen OP verwenden! Die sind wesentlich pflegeleichter.

Also so n 358 kostet doch nur 20 ct. Warum um die feilschen, wenn du dir Ärger ersparen kannst?