Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Signal verstärken
Hi,
ich hatte hier ja schon gepostet, wie mein PWM-Signal verstärken kann, und habe schon eine (für mich) optimale Lösung bekommen.
Nun hätte ich aber eine zweite Frage, und zwar, wie man das Signal auf der Empfänger-Seite jetzt wieder verstärkt, und zwar auch bestmöglich.
Dafür habe ich hier noch ein paar LM6132 rumliegen also IC's mit jeweils 2 OP's. Aber ich habe eben nicht so viel Ahnung von der Ansteuerung. Hier im Wiki steht ja etwas darüber, aber immer nur für einen OP. Auf der anderen Seite habe ich hier noch den Plan von den SRF08-Ultraschallmodulen vor mir liegen, nur leider verstehe ich den gar nicht.
Könnt Ihr mir vielleicht dabei helfen? Oder kann man einfach 2x die positive Verstärkung hintereinander hängen?
MfG, Ozzy
Besserwessi
31.12.2007, 11:47
Wegen der schon recht hohen Frequenz von Ultarschall sollte man pro OP sehr hohe Verstärkung mehr wählen. Der LM6132 hat eine GBW von ca. 7 MHz. Also ist nicht ganz 200 fache Verstärkung bei 40 kHz möglich. Damit die Verzerrungen nicht zu groß werden sollte man sich auf etwa 20 beschränken. Natürlich kann man 2 Verstärker hintereinanderschalten, man muß aber aufpassen das keine ungewollte rückkopplung vom Ausgang zu Eingang entsteht. Unkritscher ist es dabei wenn der 1. OP als nichinvertierender, der 2. OP als invertierender Verstärker arbeitet. Die Stufen sollten AC gekopplet sein um Offsets nicht weiter zu verstärken.
@Besserwessi: danke für deine Antwort. Also ist der LM6132 nicht (gut) dafür geeignet? Meinst Du sonst Frequenz auf 20Khz beschränken? Das kann ich ja leider nicht.
Was ich nur nicht ganz verstehe ist das mit der AC-Kopplung. also einen invertierend, und einen nichtinvertierend, aber wie schalte ich die denn zusammen? Einfach den Ausgang des einen in den einen Eingang des anderen? Und wenn ja, in welcher Reihenfolge?
MfG, Ozzy
Doch, ist er. Du sollst nur Verstärkung mal Frequenz unter 700kHz halten, damit die Kurvenform nicht allzu sehr leidet. Dieser Faktor zehn taucht überall mal wieder auf, wenn Du zB ein Rechteck mit 10kHz verstärken willst und am Ende noch ein Rechteck erkennbar sein soll, sollte die Bandbreite 100kHz betragen.
Zurück zum Thema: jede Deiner Verstärkerstufen sollte bei 40kHz Signalfrequenz nicht mehr als 17,5x verstärken. In welcher Reihenfolge Du die Verstärker hintereinanderschaltest ist egal, nur wenn Rauschen ins Spiel kommt, macht das was aus (aber dann können wir auch nicht mehr mit "hab ich liegen, will ich verwenden" argumentieren).
Ob Inversion was bringt oder nicht sei mal dahingestellt, ich habe mir den Phasenverlauf des fraglichen OPV nicht angesehen, aber bei diesem Typen könnte es was bringen.
Kapazitiv koppeln bedeutet, zwischen die Verstärkerstufen einen Kondensator zu schalten, um die Gleichspannung loszuwerden. Allerdings musst Du hinter dem Kondensator mit einem Widerstand gegen Masse oder Ub/2 (je nachdem, ob Du symmetrische oder asymmetrische Versorgung hast) den DC-Arbeitspunkt wieder herstellen. Wert ist eher unkritisch, muss nur klein genug gegenüber dem Eingangsstrom(/-Widerstand) des OPV sein und groß genug, dass er mit dem Koppel-C keinen Hochpass im Bereich der Signalfrequenz bildet. Aber da kannst Du ja mit dem C entgegenwirken.
@shaun: Danke für Deine ausführliche Antwort. Für mich sind das immer noch alles böhmische Wälder...
Also wenn Du sagst, nicht mehr als 17,5x verstärken: also wenn ich diese Schaltung
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9a/Op-verstaerker-a.png
als invertierend nehme, dann darf R4/R3 nicht größer als 17,5 sein, oder? Gibt es denn irgendwelche Widerstandsbereiche, die dafür besonder gut geeignet sind (soundsoviel KOhm)?
Du schreibst, ich müsse einen Kondensator zwischen die Verstärker schalten, und dahinter einen Widerstand. Hast Du da auch noch einen Tip für?
Als Spannungsversorgung habe ich 5V aus Akkus. Also muss der Widerstand gegeb Ub/2? Aber was bezeichnest Du denn als Ub/2?
Vielen Dank noch einmal, Ozzy
Besserwessi
31.12.2007, 15:19
Wenn man nur 5 V als Versorgung hat, kann man den + Eingang des OP nicht an GND legen, sondern muß da etwa die halbe Spanung = Ub/2 anlegen. Diese halbe Spannung ist dann so eine Art Ersatz Masse.
Als Wiederstand würde ich R4 = 5 bis 10 kOhm nehmen. Der genaue Wert ist hier nicht so wichtig. Der Kondensator kommt vor R3. 1/ (2*Pi*R3*C) geben die untere Grenzfrequenz des Verstärkers.
Hi,
danke für Deine Antwort, aber so ganz klar ist mir das alles noch nicht.
Also zuerst die nichtinvertierende Schaltung:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/c/cc/Op-verstaerker-b.png
und danach die invertierende Schaltung:
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9a/Op-verstaerker-a.png
Zwischen Ua von b) und Ue von a) schalte ich einen Kondensator. Nur welche Kapazität?
Und in a) verbinde ich nicht 5+ mit GND, sondern baue einen Spannungsteiler dazwischen, so dass ich auf ca. 2,5V komme, richtig? Müssen beim Spannungsteiler dann nicht R1=R2 sein? und mit wieviel Ohm am besten? Oder hauptsache, die gleichen??? Sorry, dass ich so viel frage, aber mit so etwas kenne ich mich eben nicht so gut aus.
MfG, und vielen Dank für Eure Geduld, Ozzy
Besserwessi
31.12.2007, 16:09
Das mir dem Spannungsteiler für den invertierenden Verstärker ist schon mal richtig. Typisch sind 10 bis 100K , ist aber wirklich nicht kritisch.
Für den nicht invertierenden Verstärker kommt noch ein Widerstand (so groß wie R7) von pin 2 nach + 5 V. R7 und der neue Widerstand sind dann aber wechselstrommäßig parallel und müssen dopplet groß werden wie R7 in der einfachen Schaltung.
Die Formel für den Koppelkondensator habe ich oben schon geschrieben. Die Grenzfrequenz sollte wohl bei ca. 20 kHz liegen also z.B. R3 = 1 Kohm, C = 8 nF. Ggf auch etwas mehr.
Hallo!
Ich habe versucht (hoffentlich richtig) die Beschreibung von Besserwessi im Code zu skizzieren. Die Bezeichnug der Bauteile ist von mir (nur für eventuelle Diskussion) frei gewählt.
MfG
R4 ___
___ +-|___|--+
+-|___|--+ | |
| | | VCC |
| VCC | | + |
| + | | | GND|
| | GND| | .-.===|
| .-.===| |R8| | | |
|R7| | | | | | |---|C5
| | |---|C4 | '-'---|
| '-'---| | | | |
C2 | | | | R5 | +--+ | C3
R3 | +--+ | ___ | |\| |
|| ___ | |\| | +-|___|-+-|-\ | ||
Ein >---||-|___|-+-|-\ | | | >---+-||-+---> Aus
|| | >---+-----------|+/ || |
VCC +-|+/ | |/| .-.
+ | |/| | === | |<- Eingangs-
| | === | GND | | widerstand
.-. | GND | '-' der folgender
| |R1| | | Stufe
| | | | ===
'-' | | GND
| | |
+---+---+----------+ <- virtuelle Masse +Vcc/2 (R1=R2)
| |
| .-.
C1 --- | |R2
--- | |
| '-'
| |
=== ===
GND GND
Hi,
ich habe das auch noch mal probiert zu zeichnen:
http://www.chiaroscuro.de/plan.jpg
Ist das so richtig?
Kannst Du vielleicht auch noch etwas zu R2 und R3 sagen?
MfG, Ozzy
@PICture: Danke für Deine Zeichnung; die erinnert mich ja schon sehr an den SRF08.
Ich weiß nur nicht, was jetzt richtig ist: Deine, oder meine Zeichnung...
mfG, Ozzy
Deine Zeichnung ist sicher fehlerhaft. Ich hoffe, das meine i.O. ist... :)
MfG
Naja, vielleicht hat ja Besserwessi eine Antwort drauf...
Aber hast Du Deine Zeichnung echt nur aus seinen Angaben gemacht? Oder steckt da nicht doch vielleicht noch mehr "Eigenwissen" drin???
Euch auf jeden Fall einen guten Rutsch, feiert nicht so viel!!!
MfG, Ozzy
Mein "Eigenwissen" steckt in jeder meiner Skizze drin. Ich versuche immer alles am einfachsten zu realisieren.
Vielen Dank. Ich wünsche Dir auch einen besten Rutch ins neue Jahr, mit viel Spass und Erfolg! :)
MfG
Besserwessi
31.12.2007, 20:35
In der Regel ist R1=R2 besser, dann liegt er Gleichspannnungspegel in der Mitte. Hängt aber auch von der Eingangsspannung ab.
Je nach Signalquelle baucht auch der Eingang noch einen DC Pegel (Ub/2) und ggf. einen Koppelkondensator (bei einer Ultraschallkapsel kann der wegfallen, denn die ist ja schon ein Kondensator)..
Ein paar kleine Fehler sind noch drin:
C1 ist bei 8 nF wohl kein Elko, sondern ein normaler Kondensator.
R7 kann größer sein, waren 17 K gemeint ?
Zur ersten Stufe ist mit noch eine alternative Form einfgefallen:
R1 fällt weg, dafür einen Kondensator in Reihe zu R2. Ue sollte dann gleichspannungsmäßig bei etwa Ub/2 liegen.
Auch wenn wir jetzt die Schaltung fast fertig zusammenhaben, sollte man sich vielleicht noch mal die Schaltung für den Ultraschallentfernungsmesser aus dem Wiki Teil ansehen, die ist eher einfacher und hat als sinnvolle Zusatzfunktion ein variable Verstärkung.
@Besserwessi: Danke für die Anmerkungen!
Die 8nF sind aber i.O. bei C1, oder? Zumindest hattest Du mal 8nF erwähnt...
Wegen R7>7: Du schriebst zwischen 5 und 10K. Da die Verstärkung der beiden ja nicht größer als 7,5 sein sollte, und V(OP2) = R7/R4, und R4=1K, dann darf ja R7 nicht größer sein als 7,4K. Also habe ich einfach mal so 7K angenommen...
Zur ersten Stufe ist mit noch eine alternative Form einfgefallen:
R1 fällt weg, dafür einen Kondensator in Reihe zu R2. Ue sollte dann gleichspannungsmäßig bei etwa Ub/2 liegen.
Das verstehe ich nicht ganz. Ue ist doch der Eingang von der Ultraschallkapsel, und er liegt bestimmt viel, viel niedriger als Ub/2...
Aber was hälst Du denn vom Entwurf von PICture?
MfG, Ozzy
Besserwessi
01.01.2008, 10:40
Ich habe den Entwurf von Picture erst nicht gesehen. Er sieht aber nicht schlecht aus. Die einzige Gefahr, die ich da sehe, ist das die 2 te Stufe über die gemeinsame Ub/2 Schaltung auf die Erste zurückkoppelt. Wenn das Layout und der Kondensator C1 gut ist, sollte es gehen. Um eventuellen Schwingungen zu unterdrücken würde ich noch einen kleinen Kondensator parallel zu R4 (und eventuell R6) vorsehen,, muß man ja noch nicht gleich bestücken. Wenn die Verstärlung relativ hoch ist, sollte man noch einen Kondensator in Reihe zu R5 vorsehen, das reduziert die Verstärkung für Gleichspannung. Bei einer Ultraschallkapsel kann man eventuell auf C2 verzichten, denn das ist ja schon ein Kondensator. Je nach größe von R3 kann sich der Frequenzgang der kapsel verändern, denn diese Schaltung hat einen eher niedrigen Eingangswiderstand, wodurch das Signal auch etwas kleiner werden könnte.
Die Kapsel sollte wie ein Piezo nicht unbedingt mit Gleichspannung vorgespannt sein, ein Megohm parallel zur Kapsel und dann ein C in Reihe sollte schon sein. Ich hatte gerade ein Gerät, bei dem ein Piezo einige Stunden durch einen fehlerhaften C an 145V DC lag - das Ding war praktisch taub.
Ich würde die Reihenfolge der Verstärker auch noch umdrehen - den nichtinvertierenden an den Eingang - weil dann der Eingangswiderstand beliebig hoch gelegt werden kann. So hast Du als Eingangswiderstand nur den R, der in Reihe zum invertierenden Eingang des 1. OPV liegt, und der ist bei der momentanen Dimensionierung 1/17.5 des Gegenkopplungswiderstandes, also irgendwas im kOhm-Bereich.
Ein frohes, Neues Jahr Euch allen!!!
Ich hab das noch mal schnell neu gezeichnet:
http://www.Chiaroscuro.de/plan2.jpg
Ist das so jetzt richtig?
Könnt Ihr mir auch noch bei der Bestimmung der Widerstände und Kondensatoren helfen? Sind die so überhaupt alle richtig herum drin?
Vielen, vielen Dank für Eure Hilfe, MfG, Ozzy
Besserwessi
01.01.2008, 15:07
Die Kondensatoren (außer C1) sollten keine Elkos sein, ein falchherum gibt es also kaum. Die Schaltung sollte gehen, ist aber wegen des eher kleinen Eingangswiederstandes nicht unbedingt optimal.
Zur dimensionierung:
40 kHz entsprechen einer Zeitkonstante von 1/(2Pi f) = 4 us
also z.B.:
R3 = 4,7 K , C3 = 2 nF ... 10 nF (RC > 5 us)
R4 = 20*R3 = 100 K , C4 = 10..20 pF (RC < 2 us)
Verstärkung 20, wird ggf weniger wegen Innenwiderstand der Kapsel
R1 = R2 = 1 K C1 = 100 nF ... 10 uF (RC >> 4 us)
R5 = 2.2 K (sollte nicht viel kleiner wegen R1,R2)
R6 = 22 K oder 39 K , C5 = 10...100 pF (RC < 1 us)
C3 je nach dem was folgt, ggf. noch ein Widerstand in Reihe, wenn kappatzitive Belastung (ab ca. 100pF)
Hallo!
@ schaun
Die Reihenfolge der OPVs ist egal, da wenn sie in umgekehrter Reihenfolge geschaltet werden, muss zum + Eigang des nichtinvertierenden OPVs die Spannung Vcc/2 durch ein Widerstand zugeführt werden.
@ Ozzy
Die Kondensatoren C4 und C5 sollen enfernt werden. Ausserdem fehlen die Betriebspannungen für OPVs +Vcc und GND.
Wenn bei den Elkos weiss + ist, dann ist der C2 verkehrt herum, da auf dem - Eingang des OPVs eine Spannung + Vcc / 2 ist und Mittelwert von Ue gleich 0 ist.
Die Spannungsverstärkungen sind: für den linken OPV Ku = R4/R3 und für den rechten Ku = 1 + R6/R5. Die Widerstände können erst für bestimmte OPVs bestimmt werden, da die maximale Ku ist von denen Bandbreite abhängig. Wenn ein OPV z.B. eine Badbreite Bw (für Ku = 1) hat, die max. Verstärkung für bestimmte Frequenz F ist gleich Ku = Bw/F. Wenn rechteckige Spannungen mit Frequenz f nicht "gerundet" werden sollen, sollte für die Berechnungen F = 10f angenommen werden.
Die Werte der Kondensatoren sind nicht kritisch. Für jeden Kondensator sein Blindwiderstand für Wechselspannung (Xc = 1 / 2 pi * F * C ) mit niedrigster Frequenz sollte viel kleiner als mit ihm seriell (C2,C3)/paralell (C1) geschalteter Widerstand sein. Je kleiner um so besser. Das bedeutet, dass je grösser die Kapazität des Kondensators um so besser, da er sonst die Verstärkungs des OPVs frequenzabhängig machen wird (z.B. Ku = R4 / R3 + XC2). Wenn man eine Änderung der Verstärkung mit der Frequenz um 1% zulläst, dann sollte XC2 nicht grösser als 0,01 R3 sein. Der C1 sollte den R2 für Wechselspannungen mit nidrigster Frequenz kurzschliessen, damit die "virtuelle" Masse der "echten" gleich ist.
Man muss also mit der Wahl des OPVs anfangen.
MfG
@Besserwessi, und @PICture: wirklich vielen, vielen Dank für Eure ganze Hilfe!!!
Jetzt sind aber aber beide OP's vom gleichen Typ, und nicht einer invertierend und einer nicht-invertierend. Geht das trotzdem?
Die Schaltung sollte gehen, ist aber wegen des eher kleinen Eingangswiederstandes nicht unbedingt optimal
Was wäre denn dann optimaler? Doch eher invertierend und nicht-invertierend?
MfG, Ozzy
Alle universale OPVs sind gleich. Ob ein OPV invertierend oder nichtinwertierend ist, bestimmt nur seine Beschaltung.
MfG
Ja, das meinte ich ja auch...
Besserwessi
01.01.2008, 22:14
Die andere Anordnung: erst nichtinvertierend, dann invertierend hat eventuell einen Vorteil durch den höheren Eingangswiderstand. Es ist aber nicht mal ganz sicher ob man den Piezo Sensor besser hohen oder niedrigem Eingangswiderstand betreiben sollte.
Die OPs sind natürlich gleich, das invertierend oder nicht invertierend bezieht sich auf den Schaltungsteil mit den Widerständen dran.
Bei so viel fester Verstärkung muß man eventuell schon aufpassen, das man nicht in die Begrenzung kommt, wenn der Sender relativ dicht dran ist.
C4 und C6 würde ich im Layout vorsehen, für den Fall das der verstärker zum Schwingen neigt. Man kann die aber erst mal unbestückt lassen.
Die andere Anordnung der OPVs wäre vortalhaft nur bei gesplitterten Betriebsspannungen, wenn kein Widerstand zwischen + Eingang und "virtuelle" Masse des nichtinvertierenden OPVs angeschlossen werden muss.
Mir ist gerade eingefallen, dass es noch Entkopplungen der Betriebsspannungen von OPs fehlen. Ich habe meine Skizze schon um sie ergänzt. Zumindest die 100n vielschicht Keramikkondensatoren (C4,C5) finde ich notwendig. Anstatt R7 und R8 kann man zuerst Drahtbrücken verwenden. Sollte die Schaltung oszillieren, könnte man sie dann einlöten.
Die Kondensatoren C4 und C6 sind wirklich nicht nötig, da beim Schwingen kann man die gesamte Verstärkung mit einem Widerstand verkleinern ohne den linearen Frequenzgang zu beeinflüssen.
MfG
Danke für Eure Antworten!!! Wie sieht das denn als letzes noch mit C2 aus? gehen da auch 100nF?
MfG, Ozzy
P.S. Fertige auch noch mal einen neuen Plan an, vielleicht hilft der ja auch noch andern...
Besserwessi
02.01.2008, 09:31
Wenn der Verstärker schwingt, hilft es nicht die Verstärkungs zu reduzieren, das erhöht eher noch die Schwingungsneigung. Für die geplante Anwendung hier geht es um ein schmalbandiges Signal um 40 kHz, eine Begrenzung der Bandbreite durch C4,C6 ist also eher vorteilhaft.
Was schlägst Du denn dann vor vor C2?
MfG, Ozzy
Besserwessi
02.01.2008, 18:37
In der Liste mit den Bauteilwerten hatte ich mich verschrieben und C3=2..10 nF angegeben (geht, da aber eher mehr), ich hatte aber C2 gemeint.
Also C2 = 2...10 nF. Es kann aber ruhig auch mehr sein.
Hi,
muss noch mal nachfragen: ich habe heute mal auf die schnelle probiert, das ganze mit nur einem OP zu machen. Dafür habe ich einfach mal die invertierende Schaltung nachgebaut. Mit dem Oszi gemessen habe ich am Empfänger eine Spannung von ca. 250mv, wenn die Köpfe nah beieinander sind. Besserwessi schrieb ja etwas von maximal 17,5x facher Verstärkung. Also habe ich diese Schaltung genommen
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/c/cc/Op-verstaerker-b.png mit Verstärkung = 1 + R6/R7. Also habe ich mal für R7 1KOhm, und für R6 15KOhm genommen, aber ich bekomme echt nur Rauschen auf die Leitung! Dann habe ich es noch mal mit 10KOhm und 150KOhm genommen, aber ich bekomme nur lustige Wellen, bei denen das Oszi verschiedene Frequenzen von ein paar hundert KOhm anzeigt.
Könnt Ihr Euch vorstellen, woran das liegt?
MfG, Ozzy
P.S. Habe gerade noch eine nette Seite im Netz gefunden, wo man alle Daten zur Verstärkung eingeben kann, und die errechnen einem dann die Werte für Widerstände etc:
http://webench.national.com/appinfo/webench/scripts/my_webench.cgi
Die haben da auch noch eine ganze Liste ander OV's. Worauf muss ich denn besonders achten, wenn ich gute (Preis egal!!!) OV's haben möchte?
Leider können die nur eine Stufe simulieren. Auf was für eine Spannung sollte man denn nach der dem ersten OVP gekommen sein?
Besserwessi
04.01.2008, 21:32
Einen OP der für alle Fälle gut ist gibt es leider nicht. Worauf man achten muss hängt also von der Anwendung ab. Eine Verstärkungsstufe kann bei den Ultraschallkapseln wahrscheinlich auch schon reichen, denn man will ja auch ein großes Signal noch verarbeiten können.
Für diese Anwendung wichtige Eigenschaften sind:
1) Passend zur 5 V Versorgung
2) Bandbreite: genug aber nicht zu viel, sonst braucht man ein echtes HF layout (SMD, kein Sockel, GND-plane)
3) wenig Rauschen
nebensächlich sind hier Eingangskappatzität, Bias, Offset und Offsetdrift.
Leider sind die meisten älteren OPs nicht für 5 V geeignet und die neueren Typen oft nur als SMD verfügbar. Als Anfänger würde ich OPs mit mehr als ca. 50 MHz GBW vermeiden, da muß man schon sehr auf das Layout achten.
Möglich wären z.B.
OPA350 rauscharm, eher schnell, aber als DIP8 verfügbar
TLC271 eher zu langsam, Standdardtype
Sonst gibt es auch noch extra Verstärker (keine OPs) die ebenfalls geeignet sind: z.B. NE592. Die sind nicht so linear, dafür ist die beschaltung aber oft einfacher.
Hi,
SMD wäre auch kein Problem, da ich manchmal auch Platinen selber ätze.
Aber eine Idee, woran das liegt, das die verstärkung so schlecht ist, hast Du auch nicht, oder?
MfG, Ozzy
Noch eine kleine Frage: bei der Ultraschallkapsel kommen ja Sinuswellen an. Macht es Sinn, noch einen Frequenz-Diskriminator dazwischen zu bauen, um wieder ein Rechtecksignal zu bekommen?
Ich muss ja die Periodenlänge relativ genau bestimmen...
MfG, Ozzy
Aber eine Idee, woran das liegt, das die verstärkung so schlecht ist, hast Du auch nicht, oder?
Sieh Dir den Arbeitspunkt der Schaltung an, es ist ein DC Verstärker. Mit einem ausreichend großen Kondensator in Reihe zu R7 wird er zum AC Verstärker mit gleichen Mittelwert von Ua und Ue.
@Manf: danke für Deine Antwort. Was bedeutet denn "mit gleichen Mittelwert von Ua und Ue"? Wie groß sollte der Kondensator denn ungefähr sein?
MfG, Ozzy
R7 * C soll deutlich größer sein (10x) als der Kehrwert der Kreisfrequenz ω (= 2πf) des Signals.
Der Mittelwert soll ja jeweils in der Mitte des Arbeitsbereichs sein, zumindest nicht am Rand. Mit DC Kopplung wäre der Mittelwert des von Ua um die Verstärkung weiter von GND entfernt als der Mittelwert von Ue.
Hi,
sorry, ich komme da gerade mit den Einheiten nicht hin. Also die Kreisfrequenz ist gleich 2*pi*f, also ca. 250000, also der Kehrwert 1/250000
Aber in welchen Einheiten gibt man nun R7 und C an? Ohm und F?
Also mindestens 10x größer wäre ja größer als 1/25000.
Wenn ich also 10kOhm für R7 habe, sind das ja 10000, also müsste C bei 250nF oder eben etwas kleiner liegen, oder?
MfG, Ozzy
Das mit den Einheiten ist richtig, beim Kehrwert hängt es noch, - so um die 400pF eher. Daran sieht man auch, dass 10kOhm für die Frequenz schon recht hoch ist.
Hi,
also doch lieber nur 1Kohm, und dafür R6 15KOhm wählen?
Stimmt, hab mich etwas verrechnet.
Also muss R7*C größer sein als 0,00004. => C=40nF??? Ist das richtig? Ich kann heute echt nicht rechnen...
Das klingt besser. Für die 150 kOhm liegt die Grenzfrequenz schon bei einer Kapazität von 27pF, da sind 15kOhm sicher besser. Man hat dann mehr Abstand zur Streukapazität.
Also wirklich 40nF? Habe ich mich da nicht verrechnet???
Ob vor oder hinter den Widerstand ist auch völlig egal, oder?
Es heißt deutlich größer als 4nF und das sind dann eben 40nF oder mehr. Grundsätzlich auf die GND Seite wegen der Streukapazität, das ist hier aber eher unbedeutend.
Ok, dann vielen Dank für Deine Hilfe. Dann werde ich mal sehen, ob ich so einen Kondensator finde. Sonst muss ich doch auf einen 100nF zurückgreifen, davon habe ich noch genug hier rumfliegen...
Noch einmal vielen Dank, Ozzy
So, habe das jetzt mal mit einem 100nF zusammengebaut. Jetzt funktioniert es zwar, aber toll ist das Ergebnis nicht gerade... statt ca. 200mV bekomme ich jetzt ca. 250mV. Aber nichts mit 16facher Verstärkung, womit ich nach der Formel gerechnet hatte... Aber die Verstärkung beträgt ja gerade einmal 1,25. Versteht Ihr das?
MfG, Ozzy
P.S. Im Datenblatt steht noch etwas von V_CM=V_0=V+/2 und R_L>1MOhm. Muss ich da etwa auch noch etwas anschließen?
Hast Du denn ein Schaltbild?
Typ, LM6132?, Versorgungsspannung, Arbeitspunkt?
Misst Du die Spannungen mit einem Oszilloskop?
Hi,
ich habe den LM6132 wie im Datenblatt angeschlossen, und benutze nur Kanal A. Versorgungsspannung ist 5V. Was ist denn der Arbeitspunkt? Ja, die Spannung messe ich mit einem Oszilloskop.
MfG, Ozzy
Der Arbeitspunkt kann durch den mittleren Spannungswert angegeben werden.
Es werden AC Signale behandelt, dabei ist es interessant, bei welcher mittleren Spannung die AC Signale anliegen und wie hoch die Versorgungsspannung ist, um festzustellen dass der Verstärker nicht in der Begrenzung ist.
Für den Eingang ist es der input common mode voltage range für den Ausgang der output swing von deren Grenzen man noch etwas Abstand braucht.
Ok, aber ich verstehe noch nicht ganz, was für einen Wert Du von mir hören möchtest... Das Eingangssignal hat, gemessen über ein Oszi, ca. 200mVpp. Die Avg-Spannung habe ich nicht gemessen. Kann die Versuche auch erst frühestens morgen wiederholen...
MfG, Ozzy
Die Frage ist, warum der Verstärker nicht richtig verstärkt.
Wenn er am Anschlag hängt und sich nicht bewegen kann verstärkt er nicht richtig. Aber nicht einmal das kann ich feststellen, da ich noch nicht einmal ein Schaltbild von der Geschichte habe.
Die Mittelwerte oder Arbeitspunkte brauche ich natürlich nicht wirklich, meine Schaltungen gehen ja. O:)
Hi,
also so sieht meine Schaltung jetzt aus:
http://www.chiaroscuro.de/OP.jpg
Mehr nicht...
Damit ist der Arbeitspunkt nicht gut definiert.
Der US Wandler gibt keine Spannung vor. Die Spannung an E+ soll in die Mitte (weg vom Rand) des Arbeitsbereichs gelegt werden.
Und was heißt das? Sorry, aber ich verstehe echt nicht, was Du mir sagen willst, und wie ich das jetzt machen soll...
Muss ich jetzt eitgentlich noch einen Widerstand zwischen Ausgang und V_S/2 (2,5V???) hängen?
Ein üblicher Weg wäre den Verstärker am Eingang anzusteuern.
Man kan dazu eine ohmsche Verbindung zwischen einer Gleichspannung von beispielsweise Ub/2 und dem E+ herstellen und den Wandler mit dem AC Signal über einen Kondenator ankoppeln.
Der Kondensator bildet mit dem Widerstand zusammen einen Hochpass dessen Grenzfrequenz unterhalb der Signalfrequenz liegt. Der Widerstand kann dabei recht hoch sein, z. B. 100kOhm ...
Ich sehe gerade noch in der Schaltung, die beiden Widerstände, 1k und 15k gegeneinander vertauscht werden sollten. Ich nehme an das ist nur ein Fehler in der Zeichnung.
Ja, Du hast Recht, die Widerstände waren falsch eingezeichnet, habe ich aber schon geändert.
Also meinst Du an den Eingang zusätzlich Ub/2 anlegen (als Referenzspannung), dahinter dann den Widerstand?
Was heißt denn "den Wandler mit dem AC Signal über einen Kondenator ankoppeln"? Heißt das hinter den Widerstand? Wie groß sollte denn der Kondensator sein?
Sorry, aber ich habe von so etwas wirklich nicht viel Ahnung...
Über Kondensator ankoppeln
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:FCbRs98nqh-xrM:http://www.electronics-radio.com/articles/analogue_circuits/operational-amplifier-op-amp/op-amp_non_inv_with_capinput.gif
auf Ub/2
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:Y3rLYBnbr3cftM:http://www.cjseymour.plus.com/elec/intrbias/BJTEMFBA.jpg
Der Wert von C in diesem RC Glied soll wieder "ausreichend groß" sein.
Hi,
ok, also erst Kondensator, und dann den Widerstand gegen GND.
Die untere Zeichnung zeigt also den Eingang für die Kapsel, und den Ausgang an den Kondensator? Einen davon lässt man dann aber weg, oder? Hast Du denn die untere Zeichnung noch größer?
Besserwessi
06.01.2008, 12:11
Hallo,
in der obernen Zeichnung wird der + Eingang des OPs auf GND gezogen, es müßte aber Ub/2 sein. Es fehlt also noch ein zweiter Widerstand noch Ub.
Die Widerstandswerte kann man im unteren Bild wirklich nicht gut erkennen. Der Spannungsteiler am Eingang sollte ungefähr widerstände im Verhältnis 2:1 bis 3:1 haben, mit dem größeren oben. Die Widerstände am Emitter und Kollektor sollten ein ähnliches Verhältnis haben, aber ca. 10-100 mal kleiner. Die Genauen Werte hängen aber von der Versorgungsspannung und zum Teil vom Transsitor ab.
Der Kondensator am Emitter legt mit dem Widerstand parallel die untere Grenzfrequenz fest.
Hi,
wofür ist die zweite Zeichnung überhaupt? Ich dachte, nur ein Spannungsteiler (2 Widerstände) und ein Kondensator und fertig die Sache...
Das sind fertige Zeichnungen aus dem Netz für die kapazitive Ankopplung eines Verstärkers.
http://images.google.de/images?svnum=10&um=1&hl=de&q=ac+amplifier+circuit+&btnG=Bilder-Suche
Der Verstärker kann mit einem OPV oder einem Transistor realisiert werden.
Die Schaltung mit dem Transistor ist in sofern relevant als die Schaltung hier ja auch mit nur einer Versorgungsspannug arbeiten soll und der Arbeitspunkt nicht auf GND eingestellt werden soll.
@Manf: Danke für Eure/Deine Mühe, dann werde ich das morgen mal ausprobieren! Trotz und alledem fehlt mir da immer noch sehr viel Verständis für, und werde glaube ich auch nie begreifen, wie man solche Schaltungen so aus dem Ärmel schütteln kann... Ist mir ein Rätsel...
MfG, und vielen Dank ncoh einmal, Ozzy
P.S. Ich weiß aber immer noch nicht, was es mit diesem R_L auf sich hat. Ist das ein Widerstand zwischen Out und GND???
Es gibt ein paar interessante Links zum Thema, und sicher auch Bücher wie Thieze Schenk Halbleiterschaltungstechnik.
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker
http://www.elexs.de/kap5.htm
http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/bionb440/datasheets/SingleSupply.pdf
http://focus.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf
Und was ist nurn mit dem R_L? Ist das ein Widerstand zwischen Out und GND???
Wenn das Signal irgendwo abgeliefert wird dann ist dort meistens eine Belastung RL. Im Datenblatt wird oft angegeben wie weit man die Aussteuerungsgrenzen erreicht wenn eine Belastung wirksam ist.
Der OP-Verstärker kann ohne Belastung leben, er hat aber ohnehin eine durch die Gegenkopplung.
Hi,
hatte noch einen Fehler in der Schaltung (wirklich die Widerstände vertauscht). Aber nun ist das Problem, dass ich fast konstant 5 Volt habe, und die Sinuskurve völlig verschwunden ist...
Kann man das irgendwie beheben???
Wie ist die Spannung am Eingang E+, der Mittelwert?
Ne, momentan liegt da nur das Signal an, also ein paar hundert mV...
Der Mittelwert an E+ liegt bei ein paar hundert mV und der Ausgang liegt bei 5V.
Dann sollte bei funktionierendem Verstärker der E- ja tiefer liegen als ein paar hundert mV.
Der E- ist aber nur mit dem Ausgang verbunden, demnach müßte an ihm auch ein Mittelwert von 5V anliegen.
Das wäre zu überprüfen.
Jo, hab das gerade nachgemessen, am Ausgang liegen echt 4,2V an, auch wenn nichts angeschlossen ist... Merkwürdig...
An E- ist der Mittelwert auch 4,2V und an E+ ist der Mittelwert ein paar hundert mV.
Dann kann man noch die Verbidnugen überprüfen und dann zum nächsten Operationsverstärker übergehen.
Die Verbindungen scheinen ok zu sein. Aber warum liegt an E- so viel Spannung an? Muss eigentlich der zwite OP im Baustein auch irgendwie angeschlossen sein, oder darf der so in der Luft hängen?
Du meinst dann doch ein ganz anderes OP-Modul?
Der E- ist mit dem Ausgang über einen Widerstand verbunden.
Wenn die Spannung am E- größer ist als am E+ dann geht der Ausgang zum kleinen Spannungswerten an den Anschlag.
Wenn er es nicht tut dann kann man den nächsten nehmen.
Die beiden Verstärker können unabhängig betrieben werden.
Für empfindliche Schaltungen sollte man daruf achten, dass der unbenutzte nicht gerade schwingt.
Warum hast Du eigentlich den Mittelwert der Spannung am E+ auf ein paar hundert mV gesetzt? Im allgemeinen nimmt man doch die Mitte des Bereichs.
Hi,
danke, jetzt funktioniert es!!! Muss jetzt nur noch ein schönes Rechtecksignal draus machen, und dann bin ich erst einmal glücklich!!!
Vielen Dank noch einmal, Ozzy
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