Signal verstärken

[Ozzy]

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
Bild hier   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/...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]

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.

[Ozzy]

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

[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

[Manf]

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.

[Ozzy]

@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

[Manf]

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.

[Ozzy]

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

[Manf]

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.

[Ozzy]

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...