Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : rechteckspannung verstärken
hi,
ich brauch mal wieder eure hilfe :-b :
ich bekomm aus einem funkempfänger ein rechtecksignal von ner freq. mit 1000 oder 2000Hz..amplitude ist ca. 1mV. dieses signal muss ich auf 5V verstärken. soweit so gut...hab ein op genommen (LM741), ihn als nichtinvertierenden verstärker angeschlossen mit nem odernlichen verstärkungsfaktor. nun ja..:
- eingang mit spannungsteiler rückgekoppelt
+ eingang jag ich mein signal rein
ich betreib den mit 5V..aber nicht mit einer symetrischen spannung sondern Vcc und GND
so..also ausgangsspannung krieg ich meine knapp 5V..aber es kommt nich das signal raus, was ich am nicht-invertierenden eingang anleg....
als ich mal die verstärkung mit nem poti gemacht habe, zum einstellen, kam ich auch nicht unter die 5V..sprich egal was ich fürn faktor zum verstärken genommen habe, ausgang immer 5V..
des kann doch nicht sein..
meine fragen nun:
1. ist alles richtig angeschlossen?
2. brauch ich unbedingt die symetrische versorgungsspannug? in diesem fall eigentlich nicht oder? reicht glaub auch wenn ich es einfach auf masse leg...bin mir aber nicht sicher..hab auch mal was von ner virtuellen masse gelesen..aber das war ja nicht bei dem "nicht-invertierender" betrieb..sprich keine ahnung ^^
3. im datenblatt kann ich nur eine angabe für die max. spannungversorgung finden, und zwar +-22V..min hab ich nicht gefunden...sind meine 5V zu wenig?
4. warum konnte ich mit dem poti die ausgangsspannung nicht ändern?
5. bei mir lagen am ausgang immer knapp 5V an..auch wenn ich gar kein signal am eingang hatte..sprich der eingang offen war..oder auf masse gelegt war..das kann doch auch nicht sein oder? was will der da verstärken?
6. sonst noch irgentwelche ideen, warum es nicht funktioniert?
ich bin mal zuversichtlich, dass ihr mir helfen könnt =D>
gruss hacker
Wie muss man sich das Eingangssignal vorstellen?
Wechselt es einfach zwischen 0V und +1mV
Oder geht es auch ins negative?
Oder ist dem Eingangssignal noch eine Gleichspannung überlagert?
:-k
jop wechselt einfach hin und her
freq. mit 1000 oder 2000Hz..amplitude ist ca. 1mV. dieses signal muss ich auf 5V verstärken.
Da ist ja eine Aufgabe für einen AC Verstärker.
Mit einem C-MOS Inverter mit Gegenkopplung sollte das auch gehen.
Wenn OPV dann besser Arbeitspunkteinstellung durch DC Gegenkopplung und Signalankopplung mit AC.
Manfred
http://dolphin.wmin.ac.uk/~alan/components/opamps/
http://dolphin.wmin.ac.uk/~alan/components/opamps/opamp-acinv.png
öhmm tut mir leid, dass ich das nicht so recht versteh..^^ ich probiers mal, ok? ;)
AC Verstärker: ist ein rechtecksignal, was nicht im negativen bereich liegt, auch ein wechselspannungssignal? hab gedacht des muss auch immer im negativen bereich sein..
"Mit einer geeigneten Gegenkopplung kann ein CMOS-Inverter auch als analoger Verstärker eingesetzt werden. Oft verwendet man hochohmige Widerstände von 1...10 MOhm. Eine Spannungsverstärkung bis 100-fach ist dabei möglich."
/edit...hmm ich könnt schwören dass dein bild grad eben noch nicht da war manf :)
dann probier ichs nochmal zu verstehn..meld mich gleich nochmal
also ich probier mal die schaltung da zu verstehn..aber nicht zu viel erwaren ;)
R1 und R2 bilden einen spannungsteiler, der die spannung U/2 erzeugt, welche dem OPV als virtueller masse dient. mit R4 und R3 wird die verstärkung eingestellt? C1 soll das signal kapazitiv abkoppeln..nehm ich mal an..was für eine aufgabe hat C2 ..und was bedeutet das GAIN = - R4/R3???
des minus für die phasenverschiebung um 180 ..des is klar..aber gain? des kenn ich nur von Fets her...
nahja..danke schonmal für die hilfe :) ich hoffe du hast auch viiiiel geduld manf :)
gruss hacker
AC Verstärker: ist ein rechtecksignal, was nicht im negativen bereich liegt, auch ein wechselspannungssignal? hab gedacht des muss auch immer im negativen bereich sein..
Nach dem Kondensator ist nur noch der Wechselanteil des Signals vorhanden.
und was bedeutet das GAIN = - R4/R3???
Gain ist ein englisches Wort, wenn man weiß, dass die Verstärkung = - R4/R3 ist, dann kann man schon erraten was es bedeutet.
Manfred
ist ein rechtecksignal, was nicht im negativen bereich liegt, auch ein wechselspannungssignal? hab gedacht des muss auch immer im negativen bereich sein..Dein Signal ist eigentlich eine sog. "pulsierende Gleichspannung". Man kann es auch als Wechselspannung betrachten, die aber einer Gleichspannung (nämlich 0,5 mV) überlagert ist. Der Kondensator lässt den Gleichspannungsanteil nicht zum Verstärker durch.
Bei einem Rechtecksignal kannst du die Verstärkung sehr hoch einstellen und den OP-Amp ruhig übersteuern. Um von 1mV auf 5V zu kommen brauchst du ja schon mindestens eine 5000-fache Verstärkung #-o
Frage an die Elektroniker: Sollte er nicht gleich einen Schmitt-Trigger schalten, damit das auch hübsche Rechtecke werden ? sooo schön werden die aus dem Funkempfänger wohl nicht rauskommen
Sollte er nicht gleich einen Schmitt-Trigger schalten, damit das auch hübsche Rechtecke werden ?
Wenn die Hysterese im Bereich von 1mV liegt, dann reagiert er nicht mehr auf das kleine Signal. Wenn sie viel kleiner ist, dann bewirkt sie auch nicht viel.
Wenn das Signal bei 1-2kHz liegt, wäre ein Bandfilter ganz gut.
Manfred
Da hast du recht, aber jetzt, wo du es sagt, fällt mir erst auf: 1 mV ist ja unter aller Sau: kann denn das irgendwie am Anschluß an den Empfänger liegen ?
daaaaankeschön für die vielen antworten..ich bau heut abend mal die schaltung von manf nach...hab aber immer noch paar offene fragen:
was bewirkt C2?
wie gross muss C1 und C2 sein?
danke für die hilfe,
gruss hacker
C2 bewirkt praktisch nichts wenn die Versorgungsspannung stabil ist. Sonst glättet er sie.
R1/2 ~= R4 und R1 * C1 ~= 100ms.
R3*C1 sollte über 1ms liegen. Wenn R3 bei 1k liegt sind das für 1µ für C1.
Da wird es für eine Verstärkung von -5000 etwas eng. Das schaffen einige OPs gar nicht bei 2kHz. Wenn man die Schaltung wirklich mit v=-5000 realisieren will sollte man sie besser zweistufig machen.
Manfred
oki, danke manf :)
jetzt ess ich was und probiers gleich aus ..dann kommt feedback..ich hoffe positives ^^
/edit..noch ne kleine frage: ich seh da kein zusammenhang zw. R1 und C1?? 8-[ tut mir leid wenn ich so dumm frag :(
R1 und C1
da war R3 gemeint
danke :) so ich geh jetzt basteln
also ich hab nun die schaltung von manf mal aufgebaut:
R1=R2=10k
R3=1k
R4=Poti 2.5M
C1=1µ
C2=51n
folgende spannungen mess ich:
Vcc = 6.80V
non-inverting Input : ca. 3.40V
inverting Input : ca. 3.40V
Output : ca. 3.40V
stimmen die werte so grob? es tut nämlich immer noch nich.. :-s ...was ich nich ganz versteh, warum ich vor C1 ne andere spannung hab als dann nach C1..des is praktisch schon vor dem eingang verstärkt???
irgentwie hab ich keine ahung mehr...ich gebs glaub auf...
Weiß nicht, was vor C1 angeschlossen ist. Durch C1 ist dieser Output aber natürlich unbelastet, kann also irgendwelche Werte einnehmen.
Ein gegengekoppelter OP nimmt Spannungen ein wie oben, das ist so mal ok.
Das Poti mit 2.5 Mega ist etwas viel.
Jetzt müßtest du schauen, wie es ist, wenn ein Signal reinkommt, also, was aus dem 1 mV dann word
vor C1 ist ja mein signal zwar nicht mit 1mV sondern mit ca. 100mV...rechtecksignal..
poti mit 2.5M ergibt dann ne verstärkung mit max. -2500
Durch C1 ist dieser Output aber natürlich unbelastet, kann also irgendwelche Werte einnehmen.
C1 hängt doch am eingang?
Jetzt müßtest du schauen, wie es ist, wenn ein Signal reinkommt, also, was aus dem 1 mV dann word
das ist es ja..normalerweise müsst sich doch die spannug am output ändern sobald ich mit dem signal da reingeh oder? das ist nämlich nicht der fall..die spannung bleibt dort immer noch konstant..egal ob ich ein signal da reinjag oder nicht
....C1 hängt doch am eingang? ...
Ja, vom OP. Aber für den, der das Signal liefert, hängt C1 am Ausgang.
....dort immer noch konstant..egal....
Da hat's dann was. die OP-Schaltungen sind Büffeln, die gehen immer, schmlimmstenfalls liefert er 1:1, aber NIX ist nix.
Manf wird dir da helfen, ich verwend' nur lm324, 4558 od rc4136. Beim 741 sind noch mehr Anschlüsse, die man versorgen muß.
verdammt..ich brauch unbedingt ein oszi....mit wieviel geld muss ich dabei rechnen?
Nicht die Nerven wegschmeissen, wenn das Zeugs da dann funktioniert, steht das Werkel dann in der Ecke herum.
1 - 2 kHz kannst du auch mit der Soundblaster aufnehmen.
das gibt's einen freien Wave-editor, da kannst du dir das anschauen.
http://www.nch.com.au/wavepad/index.html?ref=google&ref2=c22wavepad
Ich kenn ihn zwar nicht, aber das wird schon gehen
Beim 741 sind noch mehr Anschlüsse, die man versorgen muß.
Man kann, aber man kann auch die anderen offen lassen. Ein Hauptproblem ist die kleine Versorgungsspannung, die kein großes Ausgangssignal zuläßt.
Zuerst solltest Du (quasi mit dem feuchten Finger, geht bei Ub=5V) feststellen, welcher Hub der Ausgangsspannung möglich ist:
Ausgang unbeschaltet, E+ an Ub/2 und E- über 20kOhm erst mit Ub und dann mit GND verbinden. 20k ist die Verbindung mit dem Finger bei nicht zu trockenen Händen.
Der Ausgang geht dann an seine Grenzwerte. Wie groß sind die beiden Spannungen? In dem Berich liegt später der gesamte Ausgangssignalhub. Beim 741 ist das bei Ub=5V nicht viel.
Manfred
vor C1 ist ja mein signal zwar nicht mit 1mV sondern mit ca. 100mV...rechtecksignal.. Also wenn dein Eingangssignel plötzlich nicht nur 1 mV sondern 100 mV ist, könnte man den OP-AMP auch als Komparator beschalten anstatt als Wechselspannungsverstärker. Diese Variante hat den Vorteil dass sie auch bei Gleichspannung und ohne Oszilloskop leicht getestet werden kann, weil kein Kondensator im Signalpfad ist.
Die Schaltschwelle (TH) habe ich genau halb so hoch gemacht wie Amplitude des Rechtecksignals. Am "- Eingang" vom OP-Amp liegen etwa 50 mV
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=699
also, danke für eure bemühungen und btw @manf gratulation zu deinem 5000. post !!
hab die schaltung von manf so wie sie ist und mit den werten wie ich sie schon gepostet hab angeschlossen...kein signal an den eingang..und da hatt ich schon die ergebnisse wie gepostet...
jetzt mit e- mit 20k nach Ub bzw. Masse ..da passiert nix an der ausgangsspannung..die bleibt unberührt von der ganzen sache immer noch auf ca. 3.40V ...
da kann doch was nicht stimmen? ist mein op kaputt?
wenn ich doch masse am eingang habe..dann kann der doch nix verstärken??
/edit:
@avatar..des mit den 100mV hab ich nur kurz zum "testen" gemacht..weil ich nich die funkstrecke aufbauen wollte..sondern bin direkt mit dem frequenz erzeuger in die verstärkerschaltung..im vorgesehenen betrieb wir die schaltung mit den 1mV zu tun haben
mit e- mit 20k nach Ub bzw. Masse ..da passiert nix
Solang das Poti drauf ist ?
wenn ich doch masse am eingang habe..
??? nix versteht er ???? Wo, masse am Eingang ?
jetzt mit e- mit 20k nach Ub bzw. Masse ..da passiert nix an der ausgangsspannung..die bleibt unberührt von der ganzen sache immer noch auf ca. 3.40V ...
An der Stelle führt kein Weg vorbei. Wie gesagt mit e+ an Ub/2.
Das ist der Test, ob der Verstärker arbeiten kann. Kann sich der Ausgang bewegen oder nicht?
Manfred
nein er bewegt sich nicht
Ja toll, aber ein größeres Signal wird man kaum an den Eingang bringen können.
Kannst Du die Versorgungsspannung auf 8V bringen? Überprüfe gleich noch mal ob die Schaltung so aussieht wie Du sie Dir vorstellst. Trenne die Verbindung von Ausgang zum e- nötigenfalls noch auf.
wir sind ein kleinen schritt vorran gekommen:
mit aufgetrennter verbindung vom ausgang zum e-
Vcc: 8.30V
unbeschalteter e- : ausgang: 7.78V
e- mit 20k nach masse : ausgang: 7.78V
e- mit 20k nach Vcc : ausgang: 1,78V
darauf können wir aufbauen oder?
Nicht die Nerven wegschmeissen, wenn das Zeugs da dann funktioniert, steht das Werkel dann in der Ecke herum.
Na ja schaden würde so ein Oszi bestimmt nicht.
Meines würde ich nicht mehr hergeben,...
Besonders zum Verstehen was da so vorgeht in einem
Schaltkreis ist so ein Gerät sehr angenehm.
LG
Rubi
Na, SCHADEN tut das nicht, es ist super, wenn man's hat. Da hast du ja recht. Aber es ist auch nicht der Wunderheiler, den man sich erwartet, wenn man's NICHT hat (IMHO).
Ja stimmt, leider hast Du da recht.
LG
Rubi
Das sieht ja schon mal danach aus, dass der 741 von 1,78V bis Ub-0,52V am Ausgang arbeitet.
Wenn er das bei 5V auch noch schafft, dann wären das von 1,78V bis 4,48V. Mehr wird es nicht werden.
Kommst Du damit aus, oder willst Du lieber gleich einen richtigen für kleine Spannungen nehmen?
Der 741 ist doch hoffnungslos veraltet.
Für ein neues Projekt kann man den nicht wirklich empfehlen :frown:
..hoffnungslos veraltet. ...neues Projekt..nicht empfehlen
Du siehst also in einem invertierendem Verstärker für 1-2kHz samt Oberwellen eine High-End Anwendung, die modernes Gerät erfordert, das es vor 30 Jahren halt einfach noch nicht gegeben hat ?
Und du meinst, irgendeines seiner Probleme mit der Schaltung hätt' er mit sowas nicht ?
Nein, das meine ich damit nicht. Ich würde nur in ein neues Projekt keine alten Klamotten rein bauen sondern z.B. für einen Rechteckverstärker einen Rail-to-Rail OpAmp nehmen.
Das Signal geht dann in ein AVR Port. Was genau bringt R2R ?
dann wären das von 1,78V bis 4,48V. Mehr wird es nicht werden.
Kommst Du damit aus, oder willst Du lieber gleich einen richtigen für kleine Spannungen nehmen?
also die 4,48V wären gut...ein avr erkennt das doch noch als 1 oder? was mir allerdings der untere spannungswert sagen will, ist mir ein rätsel. bedeutet das, dass unter 1,78V kein Eingangssignal erkennt? oder dass er mindestens jedes eingangssignal auf 1,78V pusht? ich nehm mal zweiteres an..
Er kommt mit dem Ausgang nicht unter 1,78Volt.
Eine sichere logische 0 ist das nicht und dafür ist er auch nicht gebaut.
Diese R2R das sind die beiden Rails oder Schienen für Ub und GND. Die eine ist unten und die andere ist oben, wenn der Ausgang oder der Eingang beide erreichen kann, dann ist es R2R.
Das war damals schon erstaunlich als es aufkam. Speziell beim Eingang müssen sich zwei Differenzverstärker in ihrer Funktion ablösen und es darf keine Störung dabei entstehen.
Manfred
(Jetzt gibt es auch noch B2B und B2C aber das hat damit gar nichts zu tun.)
sprich wenn ich nachher noch die spannung als "0 und 1" haben will, kann ich den LM741 nicht nehmen...was für einen empfielst du mir dann?
Der TLC272 ist ganz gut, vor allem auch billig.
Oben war noch der Max474 genannt, da müßte ich auch erst mal nachsehen.
Manfred
Der TLC geht von Ub= 4V bis 16V und deckt Bereich um GND herum ab. Die obere Rail erreicht er nicht ganz. Ub-1,2V
Der MAX geht von Ub=2,7V bis 5,25V und erreicht beide Rails auf 0,1V.
Das ist vielleicht eher eine Frage von Verfügbarkeit und Preis.
sodele ich meld mich mal wieder:
hab mir n oszi ausgeliehen...und bin schon weitergekommen!!
ich krieg jetzt mein rechteckchen da raus...mit ca. 100mV jedoch sind es keine astreinen...nach jeder steigenden flanke auf 100mV gibts danach noch son kleinen "huppel", der dann wieder kurz darauf abflacht..auf die 100mV wieder runter...warum ist das so? macht eigentlich nichts aus oder? ich muss da eh noch n trigger reinhauen...
jetzt verstärk ich das signal mit der schaltung s.o ..raus kommen wieder rechtecke...mit größerer amplitude (juhuuuu!!!), die aber einknicken...also des fällt ungefähr zu einem dreieck zusammen...nur nicht glatt ..sonder "zittrig"...das geht einigermaßen schnell..und das passiert mit jedem rechteck...nacheinander klappen die ein ^^...woran liegt das?..ich vermute der kondensator mit dem ich das signal einkoppel?
noch was zu zum r2r...ich kann doch eigentlich auch ein trogger dahinter setzten..dann hab ich ja auch wieder ne schöne rechteckspannung oder? dann brauch ich r2r nicht...richtig gedacht?...(sonst müsst ich extra wegen dem op mit r2r bestellen...)
gruss hacker
und warum zeigts mir eine rechteckspannung mit 0...5V aufm oszi auch negativ an?? gibts da auch ne erklärung dafür?
sry für tripple post...aber kann mir keiner helfen?...solang manf in japan ist..
+/- beim Oszi: Eventuell hast du den Oszi auf "AC" gestellt. Du mußt ihn auf "DC" stellen (ist meist ein Umschalter irgendwo vorne). Überprüfen kannst du das, indem du einfach die Betriebsspannung (+5V) anlegst. Bei AC bleibt er auf der Null-Linie, bei DC hüpft er stabil rauf.
Eins vorweg: so schön wie in der Büchern schauen Rechtecke meistens sowieso nicht aus.
Wenn ein Rechteck in deinen Verstärker mit einem Kondensator eingekoppelt wird, ist es bei niederen Frequenzen normal, daß er höchfährt und dann abfällt. Geht das Rechteck dann auf Null runter, hast du die gleiche Spitze mit abfallen in die Minusrichtung. Das nennt man "differenzieren".
Ist dieser Effekt auch bei deinen 1000/2000 Hz, müßtest du zum einkoppeln (anschließen) einen größeren Kondensator nehmen. Was is'n da jetzt für einer drin ?
+/- beim Oszi: Eventuell hast du den Oszi auf "AC" gestellt. Du musst ihn auf "DC" stellen (ist meist ein Umschalter irgendwo vorne). Überprüfen kannst du das, indem du einfach die Betriebsspannung (+5V) anlegst. Bei AC bleibt er auf der Null-Linie, bei DC hüpft er stabil rauf.
jo das wars :) danke
nach der funkstrecke kommen die rechtecke mit so kleinen huppeln raus...ok nicht weiter schlimm....die rechtecke nach der op schaltung muss du dir so vorstellen..: ich hab meine rechtecke..und plötzlich kommt ein ball so gross wie die rechtecke von rechts und rollt über die rechtecke...^^ die knicken eins nach dem andern kurz komplett ein..und gehn dann wieder hoch...wie wenn ein ball kurz drüberrolllt...verstehts was ich mein?
gruss hacker
p.s: kondensator ist grad 1µF drin
hhmmmm. Die OP Schaltung ist ja die vom Manf auf der ersten Seite ?
Die gibts so einen Effekt eigentlich nicht her.
Mach mal folgendes:
Geh mit der horizontalen Oszi Geschwindigkeit (mS/Div) mal ziemlich runter, d.h deine Rechtecke werden immer schmaler, bis du eigentlich nurmehr ein Band siehst. Jetzt solltest du eigentlich deinem "Ball" immer rollen sehen, vielleicht kannst du ihn mit der Feineinstellung sogar zum stehen bringen.
(Ein Verdacht ist der, daß irgendwie die Betriebsspannung schlecht gesiebt ist und der Ball daher mit zirka 100 oder 50 Hz daherkommt).
Und jetzt miß mit dieser Geschwindigkeit mal ALLE möglichen Pins von deiner Schaltung, ob du den "Ball" noch irgendwo findest. (Auch auf der Betriebsspannung)
Vor allem schau, ob der "Ball" auch OHNE Rechtecke da ist.
Variante: das ist ein Pseudo-effekt, der durch die meist fliegende Meßverdrahtung eingestreut wird und in der Schaltung "pur" garnicht da ist. Also Kabel angreifen, rumwackeln, ob sich was ändert.
Und auf die Betriebsspannung mal einen ganz dicken Elko drauf.
tja, mühsam nährt sich das Eichhörnchen
ich hab die verstärkerschaltung an nem netzteil gehabt..--> der "ball" effekt ist weitgehend zurückgegangen, als ich das teil mit batterien versorgt hab. jetzt rundets nur noch bisschen die ecken ab, wie auf dem bild zu erkennen ist..ist das egal? ein kondesator 330µ parallel der versorgungsspanunng hat nichts gebracht..
btw: ab welcher spannung erkennt der avr ne 1 bzw. unter welcher spannung die 0 ??
die sind ja eh' pipifein (Ich weiß aber nicht, wo da die 5V sind).
Wenn das <=1 bis >=4V Signale sind, mußte der AVR eigentlich damit zurechtkommten.
Das abgerundete ist insofern seltsam, da es nur aufwärts so rund ist. Aus der OP-Schaltung sollte das nicht sein, da würde es auch rund nach unten gehen. Vielleicht schaut der Input schon so aus ? Ist das noch ein Test-Generator ?
Wie gesagt, wenn der Pegelsprung paßt, ist das o.k.
das sind schon die signale die hinten ausm funkempfänger rauskommen..aber da kommen die mit so nem kleinen huppel raus...nach dem op sind sie so wie auf dem bild zu sehen sind
Na super ! s.. auf den Huppel. Eventuell kannst du ein Bild davon machen, vielleicht kann man was erkennen.
Aber sonst: rein in den AVR damit ! der ist bezahlt und soll jetzt auch was tun.
Zähl' erst mal einfach mit und schau, ob er je Sekunde auch ca tausend mitkriegt
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