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Thema: Auslegung Addierverstärker

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Auslegung Addierverstärker

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    Guten Tag,

    ich versuche gerade einen Addierverstärker aufzubauen. Ziel des Ganzen ist aus einer Wechselspannung von -2,5V - 2,5V eine Spannung von 0-5V zu erzeugen.

    Ich habe noch nie mit OP's gearbeitet, nun die Frage wie ich das ganze ändern/auslegen muss um den gewünschten Effekt zu erzielen!


  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo womb@t!

    So wie ich das sehe, brauchst du einen Gleichrichter mit Verstärkung Ku = 2 (siehe Code).

    MfG
    Code:
                                     GND
                                     ===
                                      |
                                     .-.
                                  2R | |
                                     | |
                            R        '-'  2(Ku-1)R
                           ___        |   ___
                       +--|___|---+   +--|___|---+
                       |          |   |  VCC     |
                       |  VCC     |   |   +      |
                   R   |   +      |   | |\|      |
                  ___  | |\|      |   +-|-\   D  |
            >----|___|-+-|-\   D  |     |  >-->|-+---->
                         |  >-->|-+-----|+/
                       +-|+/            |/|
                       | |/|              -
                      .-.  -             VCC
                      | | VCC
                  R/2 | |
                      '-'
                       |      R =10k
                      ===     Ku=Spannungsverstärkung des Gleichrichters
                      GND

  3. #3
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    Es geht ja vermutlich nicht um eine Gleichichtung, sondern einfach darum 2,5 V zur Spannung zu addieren. Aus -2,5 V sollen 2 V und aus +2,5 V +5 V werden. Alternativ geht es vermutlich auch andersherum also von -2,5 V werden +5 V, und aus +2,5 V werden 0 V. Der zweite Fall ist einfacher zu realisieren, weil die "Addierer" Schaltung invertiert oder mehr ein Subtrahierer ist. Die gewünschte verstärkung ist damit -1.

    Man wird aber nicht drum rum kommen den positven Eingang des OPs auf eine andere Spannung als GND zu legen, wenn man keine negative Hilfsspannung zur Verfügung hat. Die einfachste Lösung wäre es wahrscheinlich gar nicht einen 2 ten Widerstand für die Verschiebung zu nutzen, sondern einfach die Spannung am (+) Eingang passend zu wählen. Hier muß man einfach die Spannung anlegen, die Unverändert durchkommen soll. Hier sind das 1,25 V. In der Schaltung oben, also R4 Weglassen und an den + Eingang einen Spannungsteiler auf 1,25 V.

    So wie gezeichnet würde die Schaltung oben eine Ausgangsspanung von 0 bis -5 V geben, wenn der OP eine Negative Versorgung hätte.

  4. #4
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    Vielen Dank für die Anworten bisher, ich werde bei Zeit die Beschreibung weiter ausführen. Es handelt sich um einen Sensor der in 3 Leitungen ein Signal abgibt, das Spannungsunabhängig eine Anzeige versorgt!

  5. #5
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    Hallo!

    @ Besserwessi

    Der gewünschte Zusammenhang der Ausgangsspannung (Uo) von Eingangsspannung (Ui) also Uo = f (Ui) ist nicht genau definiert und ich habe bloß versucht sie aus dem erstem Beitrag zu erraten.

    Der oben skizzierter Gleichrichter gibt an seinem Ausgang nur positive Spannung aus und ich verstehe deinen letzten Satz leider nicht und bitte um kurze Erklärung.

    MfG

  6. #6
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    Die Schaltung ganz oben ( die von womb@t) ist so nicht richtig und macht genau so wie gezeichnet nichts sinnvolles, sondern gibt immer GND aus.
    Wenn man dem OP auch eine negantive Versorgungsspannunge geben würde, hätte man am Ausgang eine Spannung zwischen 0 und -5 V. -2,5 V am Eingang werden 0 V am Ausgang, und aus 2,5 am Eingang werden -5 V am Ausgang.

    Genau vorgegben ist die gewünschte Funktion nicht, aber sie sollte schon eindeutig umkehrbar sein. Das sieht sehr stark danach aus einen Sensor-ausgang an einen AD-wandler anzupassen. Mit dem invertierendem Verstärker geht das, und eine Invertierung läßt sich ja sehr leicht in Software rückgängig machen. Die Gleichrichtung kriegt man nicht wieder rückgängig.

  7. #7
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    Hallo!

    @ Besserwessi

    Vielen Dank und sorry ! Ich hatte gedacht, dass deine vorletzte Aussage sich auf meine Skizze bezieht.

    MfG

  8. #8
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    So, erst einmal vielen Dank für die vielen Antworten!

    Ich muss mich für entschuldigen dass ihr auf raten angewiesen wart, habe nun mehr Informationen.

    Leider hats sich einiges geändert. Die im ersten Beitrag genannte Schaltung ist leider hinfällig!

    Bei dem Sensor handelt es sich um einen Tank-Füllstandsgeber.
    An einen Kreisförmig angeordneten Widerstand sind 3 Leitungen fest in einem Winkel von 120° angebracht. Sie sind an dem Widerstand nicht beweglich. An den Widerstand ist über zwei Schleifkontakte eine Spannug von 24V angeschlossen.
    Der Tanksensor ist folgendermaßen aufgebaut:
    Ein Schwimmer ist an einem Arm befestigt, der Winkel in dem der Arm im Benzin schwimmt wird über ein Getriebe an das oben genannte Potentiometer übertragen.

    Der Sensor wurde auf diese Art gebaut, da sich duch diesen Aufbau eine Spannungsunabhängige Anzeige erreichen lässt. In der Anzeige ist an dem Zeiger ein Stabmagnet befestigt. Der Magnet bewegt sich im Magnetfeld dreier Spulen, die im Stern verschaltet, an die drei Meßleitungen angeschlossen sind.

    Nun soll als Backup der Tank-Stand ausgelesen werden. Die Zweitanzeige hat einen Eingangsbereich von 0-5V. Meine Aufgabe ist es eine Schaltung zu konstruieren, die keinen Einfluss auf die bisherige Anzeige hat, und die passende Spannung im Bereich 0-5V ausgibt.

    Mit drei, als Impendanzwandler aufgebauten OP-Amps kann man die beiden Schaltungen entkoppeln. Nun ist die Frage ob sich die Aufgabe überhaupt mit OP-Amps' oder Ähnlichem lösen lässt. Wenn nicht wäre es nötig einen Mikrokontroller zu benutzen, der die Spannungen, nachdem sie passend gemacht wurden, über AD-Wandler einliest, und nach der Auswertung über einen DA-Wandler ausgibt.

    Ich habe nun einmal testweise den Geber an 24V angeschlossen, und über ein Oszilloskop die Spannungen in abhängigkeit der Lage ausgegeben:
    Google Tabelle
    Bearbeiten der Tabelle ist bei Bedarf möglich!

    Wenn man nun die Spannug F auf einen Bereich von 0-5V brächte, und dann in Abhängigkeit von D und E korrekt ausgeben könnte, ließe sich der Umweg digitalisieren vielleicht sparen. Doch ist der Aufwand gerechtfertigt, oder ließe es sich überhaupt sinnvoll analog aufbereiten?

    Um einen kleinen Background/ eine Anregung zu geben, der Tanksensor ist Teil einer Komlettrestauration einer Dornier 27, die selbstverständlicher Weise alle historischen Instrumente behält, aber als Zusatzinformation in einem kleinen Digitalen System alle Daten gesondert bereit hält.



    Dieses Bild ist nur Beispielhaft, Quelle: www.do-27.com

    Ich bedanke mich für die bisherige Hilfe, und würde mich freuen wenn ihr mir mit eurem Wissen weiter unter die Arme greift, mich für den geeigneten Lösungsweg zu entscheiden, Vielen Dank!

  9. #9
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    Als Impedanzwandler sind OPs schon geeigent.

    Viele AD-Wandler Eingänge sind aber auch schon hochohmig, sodaß keine extra Impedanzwandler nötig ist. Zur sicherheit könnte man serienwiderstände haben, damit auch bei ausfall der AD-wandler-schaltung der Einfluß auf die alte analoge Anzeige gering ist.

  10. #10
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    Hi,
    also wenns um eine "Ausgewachsene" DO-27 handeln sollte: das ist doch KEIN "Experimental"?!
    Also darf da nur ein "Fach-Geld-Abschneider-Betrieb" dran fummeln und zwar nur mit Zertifizierten und Zugelassenen Geräten.
    Das einfachste ist einfach in den Tank ein Extra Loch für ein "Modernes-Zertifiziertes"-Füllstand-/Tank-Geber und dazu passende Anzeige.

    Das wäre am Billigsten , denn sonst kommt mehr Arbeit als du es Dir im Augenblick vorstellst (Gutachter / Sonderabnahmen / usw.). Da müsstest du nicht nur nachweisen das dein "Zusatz" kein Einfluss auf die Anzeige verursacht sondern auch noch das es Sicher ist

    Aber warum willst du überhaupt noch ein Digital Ding da rein fummeln ?
    Restaurieren und extra Geräte - Das passt doch nicht

    Ausnahmen wären nur Gesetzlich vorgegebene Neugeräte (Funk/Transponder) aber sonst

    Gruss
    Artur

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