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Subtrahierer (Elektronik)

verfasst von geralds , Wien, AT, 20.10.2009, 14:54 Uhr
(editiert von geralds am 20.10.2009 um 14:57)

» Hallo zusammen,
» bin grad ein bisschen am Verzweifeln....
» Und zwar habe ich einen Subtrahierer aufgebaut, um den Offset einer
» anderen Schaltung zu eliminieren (125mV -> 0mV).
»
»
»
» Wenn ich die Eingänge messe, liegen am LM324 Pin7 125mV und links am R6
» ebenfalls 125mV. Demnach sollten ja am Ausgang (Pin8) 0mV anliegen. Ich
» messe aber 22mV !?
»
» Das Signal kommt von einem Impedanzwandler und nach dieser Schaltung folgt
» ein Verstärker (beides über OPVs vom selben LM324 realisiert).
»
» Wo ist mein Denkfehler?
» Ich hoffe, ihr könnt mir helfen.
»
» Danke,
» Stefan

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Hallo Stefan,

Betreibst du den LM324 mit einer Dual-Versorgung? - nehme ich mal an,ok.

Geht auch das Eingangssignal in beide Polaritäten?

Ist der Offset von 22mV - das Verhältnis mit 22mV auch dann,
wenn der höchste Pegel oder der kleinste Pegel am Eingang ist?

--> Mein Gedanke dabei, von mehreren in die Richtung - der Offset eines 324er OPV wäre über die Temperatur
+- 9mV (ist je nach Hersteller verschieden) bei 25°C.
Du hast 22mV, ok minus die 9mV können sein 13mV aus dem Ungleichgewicht durch die Widerstandstoleranzen.
Hier ist noch die Temperaturtrifft + 7µV per Grad Temp.-Erhöhung mit zurechnen.

Ein Offset wegbringen geht auf mehreren Möglichkeiten.
Da ist zu sehen mal die Schieflage 1.) der Verstärkung, kann bei kleinen
Signalen im Verhältnis noch in der Toleranz sein, aber bei höherer
(bzw. auch im negativem Bereich, niedriger) Spannung im Verhältnis größer oder kleiner sein.
Dann ist auch die so gut wie immer zueinander unterschiedliche Toleranz der Widerstände.
Wennst also direkt an den Eingängen des zweiten OPV die gleiche Spannung mißt, am Ausgang den Offset,
dann ists der OPV mit seiner Verstärkung bei der Umgebungs-Temperatur mit der du arbeitest plus die des Chips.

-> Die Vergleichsspannung vom Spannungsfolger (der erste ist ein Spannungsfolger) ändert sich normal nicht,
ok, hoffentlich auch über den bestimmten Temperaturbereich nicht (zB. 0 - +70°C für einen Standard IC) - sagen wir mal es passt.

Dann hast diese Möglichkeiten:
Da der LM324 keine eigenen Eingänge für den Offsetausgleich hat, muss die Ausgleichsspannung von Außen (Bias, in englisch) beaufschlagt werden.
Das kannst machen mit einem Poti (ist oft sehr hochohmig, so 1M) zwischen plus minus und am positiven Eingang den Schleifer.
Oder es geht mit einem 3.OPV der Rückgekoppelt den Ausgang abgreift, und dessen Ausgang auf den 2.OPV reinsteuert.
Der 2.Eingang des 3. OPV hat dann auch den Spannungsteiler mit der Gegenspannung.
Das wäre die bessere Lösung, weil damit auch die Schieflage der Verstärkung mitwirkt und ausgeglichen wird.

1.) Schieflage: (mein Wort mal fürs erste)
Die Verstärkung hängt von der Versorgungsspannung und der Belastung des Ausgangs ab.
Sie ist nicht geradlinig, auch nicht über die Temperatur hin.

Dann reden wir noch immer von DC. Bei Frequenzen wird's wieder anders.

Hinweis:
Die obigen Schaltungen sind Schaltungsprinzipien.
Genaueres findest in der Literatur.

Dazu noch, wir sprachen vorerst mit Dual-Versorgung.
Bei einfacher Versorgung ist der Offsetausgleich bei UB/2 zu trimmen.
- Da dreht sich alles auf und um die Mitte der Versorgung.

Grüße
Gerald