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Thema: OP mit 5/-5V an AD-Wandler mit 5v/0V Versorgung

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    OP mit 5/-5V an AD-Wandler mit 5v/0V Versorgung

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    Moin zusammen,

    ich bau gerade eine Sensorschaltung, in der ein analoger Messverstärker mit +/-5V versorgt wird, am Ausgang liegt ein Signal zwischen 0 und 2,5V, und der OP kann bis +/-4V aussteuern. Ich möchte das nun an einen AD-Wandler hängen, der mit Masse und 5V versorgt wird, Referenz soll bei 2,5V liegen.
    Der OP ist dabei ein Differenzverstärker, der aus 2 Signalen die Differenz bildet, verstärkt und um 1,25V anhebt. Nun kann es sein, dass der Sensor, bei besonders starken Lichteinfall eine größere Spannung als 2,5V ausgibt, was kein Problem ist, aber auch eine negative Spannung erzeugen kann, da der ja bis -4V aussteuern könnte.
    Wie schütze ich den AD-Wandler am besten gegen diese negative Spannung, da er maximal 0,3V unter GND verträgt? Gleichzeitig ist es mir wichtig, dass das normale Verhalten möglichst wenig beeinflusst wird, da ich mit 16bit wandel.
    Besten Dank für Tipps

    P.S. Mir würde eine Diode in Sperrichtung zwischen Ausgang und Masse einfallen

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo the_Ghost666!

    Um eine Ausgangsspannung eines OPs im negativem Bereich auf ca. 0,25V zu begrenzen, wurde meistens ein serieller Widerstand (Rs) und eine germanium Diode (D) benutzt (siehe Code). Weil heutzutage die germanium Dioden fast nicht mehr zu bekommen sind, sollte es auch mit einer Schottky Diode gehen.

    Der serieller Widerstand sollte von einer Seite möglichst groß sein um den Spannungsabfall auf der Diode zu mindern, von anderen Seite ein großer Widerstand seriell mit dem Eingangswiderstand (Radc) des A/D Wandlers verursacht minderung der Spannung auf seinem Eingang. Deswegen muss immer ein Kompromis gefunden werden oder man muss vor dem ADC ein Impedanzwandler (z.B. ein FET OP) verwenden.

    MfG
    Code:
             VCC
              +
            |\|    Rs      .--------.
           -|-\   ___      |   ADC  |
            |  >-|___|-+-----+      |
           -|+/        |   | |      |
            |/|        - D |.-.     |
              -        ^   || |Radc |
             VCC       |   || |     |
                      ===  |'-'     |
                      GND  | |      |
                           '-|------'
                            ===
                            GND

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Vitis
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    zweiten rail to rail op-verstärker zwischen 0 und 5 volt als impedanzwandler dazwischen.
    Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Idee mit dem Rail Rail OP ist schon ok, nur muß man dann den OP schützen. Dazu reicht aber in aller Regel ein Widerstand von etwa 10 KOhm vor den Eingang.

    Es Hängt vom AD Wandler ab, wie sehr man den Eingang schützen muß, und wie hochohmig der ist. Im einfachsten Fall reicht ein Widerstand zusammen mit der einen Schutzdiode im AD Wandler IC, fast so wie oben vorgeschlagen. Zum Teil macht inder Schaltung von Picture auch ein 2ter Widerstand zwischen der Diode und dem AD Sinn um den Schutz auf die Externe und interne Diode zu verteilen, die Widerstände können dann kleiner werden, und die Diode kann eine normale Si Type sein. Schottkeydioden können durch den Leckstrom Problematisch sein bei 16 Bit.

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