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Machus

01.03.2024,
22:15
 

Anpassung Signale mit OPV (Elektronik)

Hallo,

ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle (Offset) lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
bei -1V Ue -> 6V Ua
bei 1V Ue -> 0V Ua

DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach Annahme eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den notwendigen Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?

Danke!

Machus

01.03.2024,
22:18

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» Hallo,
»
» ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle (Offset)
» lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
» bei -1V Ue -> 6V Ua
» bei 1V Ue -> 0V Ua
»
» DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach Annahme
» eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den notwendigen
» Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» Danke!

Machus

01.03.2024,
22:22

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» Hallo,
»
» ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle (Offset)
» lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
» bei -1V Ue -> 6V Ua
» bei 1V Ue -> 0V Ua
»
» DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach Annahme
» eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den notwendigen
» Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» Danke!

Machus

01.03.2024,
22:24

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» Hallo,
»
» ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle (Offset)
» lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
» bei -1V Ue -> 6V Ua
» bei 1V Ue -> 0V Ua
»
» DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach Annahme
» eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den notwendigen
» Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» Danke!

Ich schaffe es leider nicht, die Schaltung als Anhang hochzuladen, auch wenn diese nur 68kB hat... Egal, es ist ein normaler invertierender Verstärker mit DC Offsetquelle am positiven Eingang (der normalerweise auf GND ist).

Danke!

Gast

01.03.2024,
22:44

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» Ich schaffe es leider nicht, die Schaltung als Anhang hochzuladen, auch
» wenn diese nur 68kB hat...
Dann bist der erste, der sich dumm anstellt. :-D
Alle anderen haben es nach dem Hinweis der 250kB-Grenze geschafft.
Mal sehen ob meine Glaskugel da helfen kann...



Ne, leider auch nicht, die ist aber auch größer, 103 kB

mnemonic(R)

01.03.2024,
23:22
(editiert von mnemonic
am 10.03.2024 um 14:29)


@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» Hallo,
»
» ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle (Offset)
» lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
» bei -1V Ue -> 6V Ua
» bei 1V Ue -> 0V Ua
»
» DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach Annahme
» eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den notwendigen
» Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» Danke!

Wenn bei V = -3 und 1V Ue -> 0V Ua dann muss der Offset 3V sein, da 1V Ue * V(-3) = -3 V müssen 3 V addiert werden um 0V zu erhalten -> Offset 3V

Dein OPV braucht eine +- Versorgung

edit:
Sorry für den Unsinn weiter oben. Es müssen natürlich 0.75 Volt sein.
Der OP regelt immer so aus, dass beide Eingänge gleiches Potential aufweisen.
Bei -1V Ue und 6 V Ua bedeutet das
Ua - (R2*(Ua-Ue)/(R2+R1)) wobei hier das Verhältnis R2/(R2+R1) = 3/4 ist, da V = -3
==> Ua - 3/4*(Ua-Ue) = 6V - 3/4 * 7 = 0.75 V

--
"Immer genügend Widerstand mitbringen"

Machus

02.03.2024,
05:56

@ mnemonic

Anpassung Signale mit OPV

» » Hallo,
» »
» » ich will mit einem invertierenden Verstärker und einer DC Quelle
» (Offset)
» » lt Schaltung im Anhang den Pegel so anpassen, dass:
» » bei -1V Ue -> 6V Ua
» » bei 1V Ue -> 0V Ua
» »
» » DIe Verstärkung ist kein Problem zu definieren: V = -3, daraus nach
» Annahme
» » eines Widerstandes den Zweiten berechnen. Aber wie kann ich den
» notwendigen
» » Offset berechnen? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
» »
» » Danke!
»
» Wenn bei V = -3 und 1V Ue -> 0V Ua dann muss der Offset 3V sein, da 1V
» Ue * V(-3) = -3 V müssen 3 V addiert werden um 0V zu erhalten -> Offset
» 3V
»
» Dein OPV braucht eine +- Versorgung

Die Schaltung ist realisiert wie im Bild im Anhang zu sehen... Lt Simulation benötige ich für die Offsetspannung DC am positiven OPV EIngang 0,75V - warum?
Eingangsspannung: SInus mit 1V Amplitude (+/-1V)
Ausgangsspannung soll ein Sinus mit 3V Amplitude sein mit Offset 3V, d.h. Sinus von 0-6V), phasenverschoben um 180°

DIe Verstärkung am invertierenden OPV ist mit 3 eingestellt (R2 = 10k, R1 = 3k3). Warum brauche ich hier einen Offset von 0,75V?

Danke!


Hartwig(R)

02.03.2024,
08:20

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

Für den nichtinvertierenden Verstärker gilt:
v =1+(R2/R1)
Da invertierend v=-3 vorgegeben (-v=R2/R1) ist, gilt:
v =1+3=4
Da am Ausgang ein Offset von 3V erforderlichen ist, ergeben
3V÷4=0,75V

Offroad GTI(R)

02.03.2024,
08:47

@ Machus

Anpassung Signale mit OPV

» DIe Verstärkung am invertierenden OPV ist mit 3 eingestellt (R2 = 10k, R1 =
» 3k3). Warum brauche ich hier einen Offset von 0,75V?
Der Strom durch R1 !und! R2 beträgt I=(Ue-Uoff)/R1
Die Spannung über R2 beträgt U2=R2*I
Die Ausgangsspannung beträgt Ua=Uoff-U2=Uoff-(Ue-Uoff)/R1*R2 mit v=R2/R1 also: Ua=Uoff-v(Ue-Uoff) Dies ist also die allgemeine Gleichung für so einen Verstärker mit Offsetspannung. Wenn du Uoff=0 setzt bekommst du wieder Ua/Ue=-v

Mit einer Eingangsamplitude von 1V, für welche eine Ausgangsspannung von 0V gewünscht ist, lautet die Gleichung also:
0=Uoff-3(1-Uoff)=-3+4Uoff --> Uoff=3/4

Offroad GTI(R)

02.03.2024,
12:21

@ mnemonic

Anpassung Signale mit OPV

» Wenn bei V = -3 und 1V Ue -> 0V Ua dann muss der Offset 3V sein, da 1V
» Ue * V(-3) = -3 V müssen 3 V addiert werden um 0V zu erhalten -> Offset
» 3V
Da das Offset nicht am Ausgang des OPV addiert wird, stimmt die Rechnung nicht.

Machus

03.03.2024,
17:19

@ Offroad GTI

Anpassung Signale mit OPV

» » DIe Verstärkung am invertierenden OPV ist mit 3 eingestellt (R2 = 10k, R1
» =
» » 3k3). Warum brauche ich hier einen Offset von 0,75V?
» Der Strom durch R1 !und! R2 beträgt I=(Ue-Uoff)/R1
» Die Spannung über R2 beträgt U2=R2*I
» Die Ausgangsspannung beträgt Ua=Uoff-U2=Uoff-(Ue-Uoff)/R1*R2 mit v=R2/R1
» also: Ua=Uoff-v(Ue-Uoff) Dies ist also die allgemeine Gleichung für so
» einen Verstärker mit Offsetspannung. Wenn du Uoff=0 setzt bekommst du
» wieder Ua/Ue=-v
»
» Mit einer Eingangsamplitude von 1V, für welche eine Ausgangsspannung von 0V
» gewünscht ist, lautet die Gleichung also:
» 0=Uoff-3(1-Uoff)=-3+4Uoff --> Uoff=3/4

Perfekte Erklärung, nun ist mir alles klar! Vielen vielen Dank!!

PS: Es gibt auch immer wieder hilfsbereite Leute hier, die Tatsachen sprechen lassen und nicht immer sinnlose Kommentare abgeben müssen... Danke!