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julien(R)

29.01.2015,
14:55
 

R2R AD Wandler mit Operationsverstärker (Elektronik)

Hallo,

Also ich habe ein Problem mit folgender Schaltung:

Zu erkennen ist ja dass der OP eigendlich ein Invertierer ist. Da in unserem beispiel die Schalter Z2 und Z1 aktiviert sind, könnten wir uns ein ESB aus 2 Widerständen aufzeichnen, nämlich einmal aus den Widerständen die tatsächlich in den OP reingehen und einmal der Widerstand der als Rückkopplung ist.

Die frage ist halt wie sowas gerechnet wird.
In der Aufgabenstellung sind keine Zahlenwerte angegeben. Zu berechnen ist Ua=f(R,Uref)

Danke,
gruss.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
29.01.2015,
16:00
(editiert von geralds
am 29.01.2015 um 16:02)


@ julien

R2R DA Wandler

» Hallo,
»
» Also ich habe ein Problem mit folgender Schaltung:
»
» Zu erkennen ist ja dass der OP eigendlich ein Invertierer ist. Da in
» unserem beispiel die Schalter Z2 und Z1 aktiviert sind, könnten wir uns ein
» ESB aus 2 Widerständen aufzeichnen, nämlich einmal aus den Widerständen die
» tatsächlich in den OP reingehen und einmal der Widerstand der als
» Rückkopplung ist.
»
» Die frage ist halt wie sowas gerechnet wird.
» In der Aufgabenstellung sind keine Zahlenwerte angegeben. Zu berechnen ist
» Ua=f(R,Uref)
»
» Danke,
» gruss.
»
»

---
Erstens ist das kein AD, sondern ein DA Wandler.

Die Rechnung ist einfach eine Widerstand /seriell, bzw. parallel Rechnung,
bei der am Ausgang zum OPAMP der Summenknotenstrom fließt.
Basierend auf der Referenzspannung und den Widerständen rechnest wie gewohnt die geschalteten Widerstände der "Widerstandsleiter" durch.
Die Referenzspannung wirst wahrscheinlich frei wählen können, zB. 10V, oder so...

R = eine Widerstandseinheit /Wert
2R = doppelt so viel vom Wert R.

Auch diesen kannst zB frei wählen,, zB 10k für R; oder so.

---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2015,
16:08
(editiert von olit
am 29.01.2015 um 23:27)


@ geralds

R2R DA Wandler

»
» Die Rechnung ist einfach eine Widerstand /seriell, bzw. parallel Rechnung,
»
» bei der am Ausgang zum OPAMP der Summenknotenstrom fließt.
» Basierend auf der Referenzspannung und den Widerständen rechnest wie
» gewohnt die geschalteten Widerstände der "Widerstandsleiter" durch.
» Die Referenzspannung wirst wahrscheinlich frei wählen können, zB. 10V, oder
» so...
»
Warum den so umständlich?



edit.
Uref Muss durch 16 Dividiert werden!
Wenn alle Bit gesetzt sind, wird nicht 100% Uref erreicht.
(1/16) *15 = 0,9375. Ein 16tel fehlt also an 100% Uref.
Mehr gibt die 4 Bit Auflösung nicht her.

julien(R)

29.01.2015,
16:32

@ olit

R2R DA Wandler

» »
» » Die Rechnung ist einfach eine Widerstand /seriell,
»
»

Okay, die 6 kommen ja wegen der Binärstellung 0110. ABER wo ist jetzt die Abhängigkeit von R die gefragt ist?

Danke.

julien(R)

29.01.2015,
16:39

@ geralds

R2R DA Wandler

» Die Rechnung ist einfach eine Widerstand /seriell, bzw. parallel Rechnung,
»
» bei der am Ausgang zum OPAMP der Summenknotenstrom fließt.
» Basierend auf der Referenzspannung und den Widerständen rechnest wie
» gewohnt die geschalteten Widerstände der "Widerstandsleiter" durch.
» Die Referenzspannung wirst wahrscheinlich frei wählen können, zB. 10V, oder
» so...
»
» R = eine Widerstandseinheit /Wert
» 2R = doppelt so viel vom Wert R.
»
» Auch diesen kannst zB frei wählen,, zB 10k für R; oder so.
»
» ---

Okay, wie werden dann die Widerstände die geschaltet sind zusammen gerechnet? Ich mein, das ganze ist ja 1 R wenn man das zusammenfasst.

Georg Hö.

29.01.2015,
17:24

@ julien

R2R DA Wandler

» » Die Rechnung ist einfach eine Widerstand /seriell, bzw. parallel
» Rechnung,
» »
» » bei der am Ausgang zum OPAMP der Summenknotenstrom fließt.
» » Basierend auf der Referenzspannung und den Widerständen rechnest wie
» » gewohnt die geschalteten Widerstände der "Widerstandsleiter" durch.
» » Die Referenzspannung wirst wahrscheinlich frei wählen können, zB. 10V,
» oder
» » so...
» »
» » R = eine Widerstandseinheit /Wert
» » 2R = doppelt so viel vom Wert R.
» »
» » Auch diesen kannst zB frei wählen,, zB 10k für R; oder so.
» »
» » ---
»
» Okay, wie werden dann die Widerstände die geschaltet sind zusammen
» gerechnet? Ich mein, das ganze ist ja 1 R wenn man das zusammenfasst.

Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das Widerstandsnetzwerk nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0 bleibt.
Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.

Georg

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2015,
17:36

@ Georg Hö.

R2R DA Wandler

» Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref
» ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
»
» Georg

Milchmädchenrechnung.

julien(R)

29.01.2015,
17:43

@ Georg Hö.

R2R DA Wandler

» Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
» Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das Widerstandsnetzwerk
» nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0 bleibt.
» Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref
» ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
»
» Georg

Die 3/4 VREF/(2*2R) sind ja den Strom Ik.
Ik setzt sich doch aus folgendem zusammen:
Ik= 0,5Uref/2R + 0,25Uref/2R = 0,75Uref/2R
Von wo kommt denn jetzt die 2 die Sie in der Formel angegeben haben ?

Ua=-0,75*Uref/2R * R

Kendiman(R)

29.01.2015,
18:14

@ julien

R2R DA Wandler

» » Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
» » Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das
» Widerstandsnetzwerk
» » nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0 bleibt.
» » Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref
» » ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» » Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» » Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
» »
» » Georg
»
» Die 3/4 VREF/(2*2R) sind ja den Strom Ik.
» Ik setzt sich doch aus folgendem zusammen:
» Ik= 0,5Uref/2R + 0,25Uref/2R = 0,75Uref/2R
» Von wo kommt denn jetzt die 2 die Sie in der Formel angegeben haben ?
»
» Ua=-0,75*Uref/2R * R

Rein logisch ist diese Gleichung schon falsch.
Wenn man die Dimensionen einsetzt, ergibt es

V = V / Ohm * Ohm

julien(R)

29.01.2015,
18:31

@ Kendiman

R2R DA Wandler

» »
» » Ua=-0,75*Uref/2R * R
»
» Rein logisch ist diese Gleichung schon falsch.
» Wenn man die Dimensionen einsetzt, ergibt es
»
» V = V / Ohm * Ohm
die 2R sind im Nenner und das R ist im Zähler!

Kendiman(R)

29.01.2015,
19:35
(editiert von Kendiman
am 29.01.2015 um 19:43)


@ julien

R2R DA Wandler

» » »
» » » Ua=-0,75*Uref/2R * R
» »
» » Rein logisch ist diese Gleichung schon falsch.
» » Wenn man die Dimensionen einsetzt, ergibt es
» »
» » V = V / Ohm * Ohm
» die 2R sind im Nenner und das R ist im Zähler!

Dann muss man das anders schreiben.
Rechenregel : Ein Bruch stellt eine Klammer dar.
Der Zähler steht über dem Bruchstrich. Das ist -0,75* Uref
Der Nenner steht unter dem Bruchstrich. Das ist 2R * R

richtige Schreibweise :

Ua=(-0,75*Uref / 2R) * R
oder -0,75 * Uref * R / 2R

Formel ohne Gewähr

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2015,
20:45
(editiert von olit
am 29.01.2015 um 23:59)


@ julien

R2R DA Wandler

» » Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
» » Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das
» Widerstandsnetzwerk
» » nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0 bleibt.
» » Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref
» » ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» » Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» » Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
» »
» » Georg
»
» Die 3/4 VREF/(2*2R) sind ja den Strom Ik.
» Ik setzt sich doch aus folgendem zusammen:
» Ik= 0,5Uref/2R + 0,25Uref/2R = 0,75Uref/2R
» Von wo kommt denn jetzt die 2 die Sie in der Formel angegeben haben ?
»
» Ua=-0,75*Uref/2R * R
Das ist doch Unfug.


Also hätte ich in meinem Ersten Posting Uref / 16 teilen müssen und mit 6 multiplizieren.
Dann ist (Uref/16)*6 = -0,375Uref

»

julien(R)

29.01.2015,
20:46

@ Kendiman

R2R DA Wandler

» » » »
» » » » Ua=-0,75*Uref/2R * R
» » »
» » » Rein logisch ist diese Gleichung schon falsch.
» » » Wenn man die Dimensionen einsetzt, ergibt es
» » »
» » » V = V / Ohm * Ohm
» » die 2R sind im Nenner und das R ist im Zähler!
»
» Dann muss man das anders schreiben.
» Rechenregel : Ein Bruch stellt eine Klammer dar.
» Der Zähler steht über dem Bruchstrich. Das ist -0,75* Uref
» Der Nenner steht unter dem Bruchstrich. Das ist 2R * R
»
» richtige Schreibweise :
»
» Ua=(-0,75*Uref / 2R) * R
» oder -0,75 * Uref * R / 2R
»
» Formel ohne Gewähr

Danke. ;)
Und zurück zu meinem Problem, ist es also richtig ?

Gruss

olit(R)

E-Mail

Berlin,
29.01.2015,
20:51

@ julien

R2R DA Wandler

» »
» » Ua=(-0,75*Uref / 2R) * R
» » oder -0,75 * Uref * R / 2R
» »
» » Formel ohne Gewähr
»
» Danke. ;)
» Und zurück zu meinem Problem, ist es also richtig ?
»
» Gruss

6 von 16 kann ja niemals 3/4 sein!

georg h

30.01.2015,
09:51

@ olit

R2R DA Wandler

» » » Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
» » » Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das
» » Widerstandsnetzwerk
» » » nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0 bleibt.
» » » Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4 Vref
» » » ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» » » Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» » » Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
» » »
» » » Georg
» »
» » Die 3/4 VREF/(2*2R) sind ja den Strom Ik.
» » Ik setzt sich doch aus folgendem zusammen:
» » Ik= 0,5Uref/2R + 0,25Uref/2R = 0,75Uref/2R
» » Von wo kommt denn jetzt die 2 die Sie in der Formel angegeben haben ?
» »
» » Ua=-0,75*Uref/2R * R
» Das ist doch Unfug.
»
»
» Also hätte ich in meinem Ersten Posting Uref / 16 teilen müssen und mit 6
» multiplizieren.
» Dann ist (Uref/16)*6 = -0,375Uref
»
» »


hallo zusammen,

ja, ich gebe zu, die 2 war natürlich falsch.
Nun behaupte ich das Gegenteil.
Berichtigung:
es ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/2R
(2R von der halben VREF plus 2R von der 1/4 Vref)
Somit komme ich nun auf eine Ausgangaspannung von ((3/4Vref)/2R)*R =0,375.

Da der OpAmp so geschaltet ist, das er die Spannung umkehrt, muss noch ein Vorzeichenwechsel hinein.
Also -0,375 Vref am Ausgang.

Sind wir uns nun einig?

Georg

olit(R)

E-Mail

Berlin,
30.01.2015,
10:50

@ georg h

R2R DA Wandler

» » » » Betrachte es am einfachsten als Stromknoten.
» » » » Egal in welcher Stellung der Schalter ist, wird ja das
» » » Widerstandsnetzwerk
» » » » nicht anders belastet, da der negative Eingang vom OpAmp auf 0
» bleibt.
» » » » Da Du nun oberhalb vom Z2 1/2 Vref hast, und oberhablb vom Z1 1/4
» Vref
» » » » ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/(2*2R)
» » » » Ergo hast Du eine Spannung am Ausgang von -(I*R)
» » » » Also müsste also nach Adam Ries -0,75 Vref hinausgehen.
» » » »
» » » » Georg
» » »
» » » Die 3/4 VREF/(2*2R) sind ja den Strom Ik.
» » » Ik setzt sich doch aus folgendem zusammen:
» » » Ik= 0,5Uref/2R + 0,25Uref/2R = 0,75Uref/2R
» » » Von wo kommt denn jetzt die 2 die Sie in der Formel angegeben haben ?
» » »
» » » Ua=-0,75*Uref/2R * R
» » Das ist doch Unfug.
» »
» »
» » Also hätte ich in meinem Ersten Posting Uref / 16 teilen müssen und mit
» 6
» » multiplizieren.
» » Dann ist (Uref/16)*6 = -0,375Uref
» »
» » »
»
»
»
» hallo zusammen,
»
» ja, ich gebe zu, die 2 war natürlich falsch.
» Nun behaupte ich das Gegenteil.
» Berichtigung:
» es ergibt sich ein Strom I zum OpAmp von 3/4 VREF/2R
» (2R von der halben VREF plus 2R von der 1/4 Vref)
» Somit komme ich nun auf eine Ausgangaspannung von ((3/4Vref)/2R)*R =0,375.
»
» Da der OpAmp so geschaltet ist, das er die Spannung umkehrt, muss noch ein
» Vorzeichenwechsel hinein.
» Also -0,375 Vref am Ausgang.
»
» Sind wir uns nun einig?
»
» Georg

Ja. ;-)