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Hallo
ich bin nun nicht der Experte wie man die Feinheiten einer Schaltung um und mit einem OPV berechnet und dementsprechend die Bauteile dimensioiert.

Ich benötige für eine Auswertung mit einem ADC eine Schaltung mittels eines nicht Invertierenden OPV Verstärkers. Wie dieser mit einem statischen Verstärkungsfaktor aufgebaut wird das ist mir bekannt.

Man verwendet eine Spannungsteiler an Vout gegen GND und greift mitten im Spannungsteile einer Feedbackspannung ab, die man auf den VIN- legt.

Nun möchte ich aber das Verstärkungsverhältnis mittels eine Spindeltrimmer einstellbar machen, aber so in der Gesamtkonfiguration, dass der Verstärkungsfaktor niemals über x5 kommt oder die Ausgangsspannung an VOUT 4,096 V überschreitet. Diese 4,096 Volt ist die Refernezspannung an einem ADC.
Das bedeutet ich bräuchte mal eure Unterstützung oder Hilfe wie man eine solche Beschaltung aufbaut, das unabhängig der Stellung des Trimmers beide Kennwerte V_faktor 5 oder die Ausgangsspannung 4,096 Volt nicht überschritten werden kann. Die maximale Eingangspannung an VIN+ kann jedoch aus einer analogen Signalquelle bis 1,13 Volt betragen, muss aber ggf bei einem geringeren Eingangsspannungswert entsprechend hööher verstärkt werden. Die Minimumspannung liegt bei etwa 370 mV.

Ich hoffe ihr habt eine Idee , wie ich das Problem lösen kann, und bedanke mich schon im Voraus.

Wolle

Einen der beiden Widerstände des Gegenkopplungsnetzwerks einstellbar machen indem man ihn durch eine Reihenschaltung aus Trimmer und Festwiderstand ersetzt.

Wenn dein ADC Bestandteil eines µC ist kannst du eventuell eine niedrigere interne Referenzspannung (z.B. 1,1V) verwenden und sparst dir zumindest für diesen Fall den OPV.

» der Verstärkungsfaktor niemals über x5 kommt oder die Ausgangsspannung an
» VOUT 4,096 V überschreitet. Diese 4,096 Volt ist die Refernezspannung an
» einem ADC.

» Kennwerte V_faktor 5 oder die Ausgangsspannung 4,096 Volt nicht
» überschritten werden kann.

Die Betriebsspannung des OP gut stabilisieren, weil die verwendeten Spannungsteiler bzw. die Ausgangsspannung immer anteilig bzw. prozentual zur Betriebsspannung arbeiten.

» » der Verstärkungsfaktor niemals über x5 kommt oder die Ausgangsspannung
» an
» » VOUT 4,096 V überschreitet. Diese 4,096 Volt ist die Refernezspannung
» an
» » einem ADC.
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» » Kennwerte V_faktor 5 oder die Ausgangsspannung 4,096 Volt nicht
» » überschritten werden kann.
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» Die Betriebsspannung des OP gut stabilisieren, weil die verwendeten
» Spannungsteiler bzw. die Ausgangsspannung immer anteilig bzw. prozentual
» zur Betriebsspannung arbeiten.

Gängige OPVs haben ein PSRR (Power Supply Rejection Ratio) von 70-140 dB! Also Einfluß der Betriebsspannung besser 1 : 0,00032. Braucht man wirklich eine Referenz, reicht es oft, allein diese stabil zu halten bzw eine evtl. bereits vorhandene Referenz zu benutzen. Die Stabilität derUB spielt da bei normalen Anforderungen eher keine so große keine Rolle. Auch richtet sich das noch nach den Betriebsbedingungen des OPV - nutzt man den vollen Bereich der Ua bei rail-to-rail OPVs, sieht das zwangläufig anders aus - Je nach Anwendung ist das PSRR für die Abschätzung der zul erwartenden Störspannung wichtig.

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» Gängige OPVs haben ein PSRR (Power Supply Rejection Ratio) von 70-140 dB!
» Also Einfluß der Betriebsspannung besser 1 : 0,00032. Braucht man wirklich
» eine Referenz, reicht es oft, allein diese stabil zu halten bzw eine evtl.
» bereits vorhandene Referenz zu benutzen. Die Stabilität derUB spielt da
» bei normalen Anforderungen eher keine so große Rolle. Auch richtet
» sich das noch nach den Betriebsbedingungen des OPV - nutzt man den vollen
» Bereich der Ua bei rail-to-rail OPVs, sieht das zwangläufig anders aus -
» Je nach Anwendung ist das PSRR für die Abschätzung der zu erwartenden
» Störspannung wichtig.

Wenn ich das recht verstehe, gilt bei diesem PSRR das Spannungsteiler-Prinzip, wie man es von früheren OPV's gekannt hat, nicht mehr uneingeschränkt. Bevor ich da aber jetzt weitere Fragen stelle, muss ich mich damit mal befassen. Bisher bin ich immer davon ausgegangen, dass bei Veränderung der UB sich auch die eingestellte Ausgangsspannung um den gleichen prozentualen Betrag ändert, was ja dem Grundprinzip des OPV's entspricht, denn er wurde ja ursprünglich für analoge Rechenoperationen entwickelt.

» was ja dem Grundprinzip des OPV's
» entspricht, denn er wurde ja ursprünglich für analoge Rechenoperationen
» entwickelt.
Das entspricht nicht dem Grundprinzip eines OPVs.
Die sich durch die Beschaltung ergebende Verstärkung, ist unabhängig von der Betriebsspannung.
Oft werden OPV-Schaltungen "pauschal" mit +/-15V vorsorgt. Mit +/-12V funktionieren die aber noch genau so, wenn die OPVs nicht an die Grenzen der Betriebsspannung 'fahren' müssen (wurde schon erwähnt).

» Wenn ich das recht verstehe, gilt bei diesem PSRR das
» Spannungsteiler-Prinzip, wie man es von früheren OPV's gekannt hat, nicht
» mehr uneingeschränkt.

Ich weiss jetzt nicht, was du genau mit früheren OPVs meinst. Aber selbst die ersten noch mit Röhren aufgebauten OPVs basierten auf Differenzverstärkern, deren Funktionsweise ja die Grundlage für die Versorungsspannungsunabhängikkeit ist.

» dass bei Veränderung der UB sich auch die eingestellte Ausgangsspannung um den gleichen prozentualen Betrag ändert, was ja dem Grundprinzip des OPV's entspricht, denn er wurde ja ursprünglich für analoge Rechenoperationen entwickelt.

Bei "richtigen" Analogrechnern gab es keinen definierten Durchgriff der Versorgungsspannung auf die Ausgangsspannung von Vertärkern / Integratoren zur Durchführung von Rechenoperationen! Entweder gehst Du von einer Spezialanwendung (vereinfachterMultiplikator?) aus, oder Du verwechselst etwas. Die kleineren industriell hergestellten Analogrechner (1970er) verfügten als aktive Elemente oft nur über Integratoren / Verstärker sowie Komparatoren (und z. B. Diodenfunktionsgeber). Haupteinsatzbereich war die Dartsellung von Systemen, die sich durch Differentialgleichungen beschreiben ließen. Den Grundrechenarten kam dabei eher eine Hilfsfunktion zu. Echte analoge Multiplikatoren mit 2 Faktoren erforderten derzeit noch einen relativ hohen schaltungstechnischen Aufwand und man musste halt andere Lösungsansätze finden.

» Ich weiss jetzt nicht, was du genau mit früheren OPVs meinst. Aber selbst
» die ersten noch mit Röhren aufgebauten OPVs basierten auf
» Differenzverstärkern, deren Funktionsweise ja die Grundlage für die
» Versorungsspannungsunabhängikkeit ist.
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» » dass bei Veränderung der UB sich auch die eingestellte Ausgangsspannung
» um den gleichen prozentualen Betrag ändert, was ja dem Grundprinzip des
» OPV's entspricht, denn er wurde ja ursprünglich für analoge
» Rechenoperationen entwickelt.

OK, ich glaub' ich hab's kapiert. Der OPV hat - unabhängig von der UB - am Ausgang immer die Spannungswerte, die ihm an den Eingängen zwecks Umsetzung "mitgeteilt" werden. Die Änderung von UB hat demnach nur die Wirkung, dass der spannungsmäßige Aktionsbereich verändert wird.
Um einen flapsigen Vergleich zu bemühen, man verzeihe mir: Als würde man einem Hund den Zwinger verengen oder erweitern. Der Hund bleibt derselbe in seiner Mentalität, aber er hat eine veränderte Bewegungsfreiheit. Dann verstehe ich jetzt auch, warum sich im Eingangsbereich von OPS's Konstantstromschaltungen finden. Offenbar sind die genau für diesen Effekt da. Sehe ich das richtig ?

Nimm einen SGM8042 und betreibe ihn mit 4.1V
Die Verstärkung dann so einstellen, dass dein Input immer so verstärkt wird, dass du dein gewünschtes Ergebnis erhälst.

» » Ich weiss jetzt nicht, was du genau mit früheren OPVs meinst. Aber
» selbst
» » die ersten noch mit Röhren aufgebauten OPVs basierten auf
» » Differenzverstärkern, deren Funktionsweise ja die Grundlage für die
» » Versorungsspannungsunabhängikkeit ist.
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» » » dass bei Veränderung der UB sich auch die eingestellte
» Ausgangsspannung
» » um den gleichen prozentualen Betrag ändert, was ja dem Grundprinzip
» des
» » OPV's entspricht, denn er wurde ja ursprünglich für analoge
» » Rechenoperationen entwickelt.
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» OK, ich glaub' ich hab's kapiert. Der OPV hat - unabhängig von der UB -
» am Ausgang immer die Spannungswerte, die ihm an den Eingängen zwecks
» Umsetzung "mitgeteilt" werden. Die Änderung von UB hat demnach nur die
» Wirkung, dass der spannungsmäßige Aktionsbereich verändert wird.
» Um einen flapsigen Vergleich zu bemühen, man verzeihe mir: Als würde man
» einem Hund den Zwinger verengen oder erweitern. Der Hund bleibt derselbe in
» seiner Mentalität, aber er hat eine veränderte Bewegungsfreiheit. Dann
» verstehe ich jetzt auch, warum sich im Eingangsbereich von OPS's
» Konstantstromschaltungen finden. Offenbar sind die genau für diesen Effekt
» da. Sehe ich das richtig ?
Ja, Konstantstromquellen (oft nur durch einen Widerstand dargestellt) werden in vielen Schaltungen z.B. zur Arbeitspunkteinstellung benötigt und man findet sie daher auch in Differenzverstärkern. In ICs sind sie oft einfacher zu erzeugen als Widerstände .

» » da. Sehe ich das richtig ?

» Ja, Konstantstromquellen (oft nur durch einen Widerstand dargestellt)
» werden in vielen Schaltungen z.B. zur Arbeitspunkteinstellung benötigt und
» man findet sie daher auch in Differenzverstärkern. In ICs sind sie oft
» einfacher zu erzeugen als Widerstände .

Danke für die Info. So habe ich jetzt etwas verstanden, was ich vor etlichen Jahren mal in einer Doku über OPV's gelesen (bzw. mehr oder minder überlesen) habe. Wie lange es doch manchmal dauert . . .

» » » da. Sehe ich das richtig ?
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» » Ja, Konstantstromquellen (oft nur durch einen Widerstand dargestellt)
» » werden in vielen Schaltungen z.B. zur Arbeitspunkteinstellung benötigt
» und
» » man findet sie daher auch in Differenzverstärkern. In ICs sind sie oft
» » einfacher zu erzeugen als Widerstände .
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» Danke für die Info. So habe ich jetzt etwas verstanden, was ich vor
» etlichen Jahren mal in einer Doku über OPV's gelesen (bzw. mehr oder
» minder überlesen) habe. Wie lange es doch manchmal dauert . . .

Bei mir fällt der Groschen auch oft Pfennigweise

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Matthes