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Thema: 50mV auf 5Volt verstärken?

  1. #1
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    50mV auf 5Volt verstärken?

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    Hallo,

    habe mich gerade registriert und das ist mein erster Beitrag hier.

    Ich möchte mit eine AVR ATtiny26 einen analogen Wert einlesen. Das ganze funktioniert auch schon. Habe aber ein Problem das ich eine Sensor habe der nur eine Spannung von 0-50mV liefert, diese Spannung gilt es auf max. 5Volt zu verstärken, damit ich eine ausreicheende Auflösung erreiche.

    Da ich in der Eltronik noch nicht ganz so durchblicke wollte ich mal hier in die Runde fragen ob jemand eine fertige Schaltung für mein Problem hat. Auch wenn sichs etwas unverschämt anhört, das sind keine Hausaufgaben oder so ich will dieses Problem aber möglichst schnell aus der Welt schafen ohne erst 10 Schaltungen durchzuprobieren und dann festzustellen "Scheiße das wars doch nicht" Habe schon ein paar misslungene Versuche hinter mir z.B. mit einem LM741. Eine Bauteilebezeichnugn mit der es sicher gehen würde würde mir auch schon helfen, nen normalen Verstärker kann ich schon beschalten. Ich habe als Versorgungspannung 5 Volt stabilisier und einmal 12 Volt unstabilisiert zur Verfügung.

    Also vielenDank schonmal an alle die Helfen wollen.

  2. #2
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Hi, nimm einen OP, der wirklich nurnehr drei Drähte hat, LM558, LM324, RC4136, (altes Zeugs, gibt auch 1:1 in neu) das sind mehrfach OP, egal.
    Grundschaltung:
    http://www.elektronik-kompendium.de/...lt/0210141.htm
    die verstärkung wird durch das R-Verhältnis eingestellt, probieren.
    mfg robert

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Hi, nimm einen OP, der wirklich nurnehr drei Drähte hat,
    Der 741 ist einer der ersten "moderen" OPs der eine große Verbreitung hat. Er wird mit den drei Anschlüssen betrieben.
    Sinvolle Verbesserungen des Typs bestehen im wesentlichen in der Bandbreite und Aussteuerbreich und im Eingangswiderstand.

    So wie die Frage gestellt ist: Verstärkung auf 5V nehme ich an daß der Aussteuerbereich nicht reicht und ein Typ mit Ausgang Rail to Rail gesucht wird.
    Manfred

  4. #4
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    @manf: kann sein, daß du recht hast. RR ist sicher nice to have. Mit der Möglichkeit, mich zu irren, glaub ich aber, daß Thomass eine normale Verstärkung auf ein paar Volt schon reicht, 50mV is halt einfach zu dünne. Is auch nix über Frequenzen bekannt, und was für ein Signal das is. mal sehen, er rührt sich schon mfg robert

  5. #5
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    Hallo,

    es ist ein Signal eines Typ-K-Thermoelement 50.6V=1250°C nach Möglichkeit will ich schon den ganen Aussteuerbereich von 5Volt haben dann hätte ich bei 8 Bit eine Auflöung von 5°C bzw. bei 10 Bit 1,2°C.

    R2R heißt doch das ich am Ausgang fast die Versorgungspsannung erreichen kann oder?

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Zitat Zitat von PicNick
    50mV is halt einfach zu dünne.
    Könnest Du das noch ein bischen erklären?
    Manfred

  7. #7
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    Hallo,

    der Sensor liefert je nach Temperatur eine Ausgangsspannung zw. 0 und 50mV was soll ich da erklären. Wenn ich 50mV auf meinem ADC gebe der eine Referenzspannung von 5V hat, dann habe ich eine Auflösung von 5 / 255 = 19,6mV also habe ich für diese 50mV nur 2 Zustände die ich messen kann. Wenn ich diese 50mV allerdings auf 5Volt verstärke kann ich diese hat wieder in 255 Schrittn auswerten. Dieser AVR-Typ bietet zwar eine interne Verstärkung an diese beträgt aber nur 20x was mir die 50mV also nur auf 1 Volt verstärken würde.

  8. #8
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    Zitat Zitat von Thomass
    Hallo,

    der Sensor liefert je nach Temperatur eine Ausgangsspannung zw. 0 und 50mV was soll ich da erklären. Wenn ich 50mV auf meinem ADC gebe der eine Referenzspannung von 5V hat, dann habe ich eine Auflösung von 5 / 255 = 19,6mV also habe ich für diese 50mV nur 2 Zustände die ich messen kann. Wenn ich diese 50mV allerdings auf 5Volt verstärke kann ich diese hat wieder in 255 Schrittn auswerten. Dieser AVR-Typ bietet zwar eine interne Verstärkung an diese beträgt aber nur 20x was mir die 50mV also nur auf 1 Volt verstärken würde.
    Das galt eigentlich der Bemerkung zu den 50mV oben.
    Das Hauptthema hier ist die unsymmetrische Versorgungsspannung. Das Thermoelement und der zweite Eingang des OPA benötigen ein Hilfspotential von etwa 2,5V das möglichst stabil bleiben soll (wenig belastet).
    Mit einem Spannungsteiler herstellen und die Thermospannnug an den Eingang führen über eine Widerstand 1-10K. Als Rückführungswiderstand dann den 100 fachen Wert wählen. Die Spannung am Ausgang ist dann auf das Hilfspotential bezogen, das in die Temperaturberechnung einbezogen wird.
    Manfred
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken thermo.gif  

  9. #9
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    Hallo,

    danke für die Hilfe ich verstehe die Schaltung aber noch nicht ganz.
    Verstärkt wird doch die Differenzspannung zw. + und -. Aber wie wird diese jetzt berechnet bzw wie hoch ist denn nun die Differenzspannung der Eingänge jetzt erstmal die Verstärkung außer acht gelassen.

    So wie ich das sehe erhält der + Eingang erstmal 2,5V wenn jetzt das 50mV-Signal draufgepakt wird erhöht das die 2,5V am nichtinvertierten Eingang auf 2,55V so das diese Differenz von 50mV dann verstärkt wird?
    Die beiden rechten Wiederstände sind doch nur dazu da um den Verstärkungsfaktor einzustellen.

    Funktioniert diese Schaltung jetzt mit einem 741 oder 358 habe diese beiden Typen gerade zur Hand?

  10. #10
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    Der 741 ist sehr gutmütig gegenüber Schwingungen. Langfristig wäre es gut sich auch mal das Datenblatt anzusehen. Bei 5V müßte er in der Mitte des Bereichs schon ganz gut arbeiten.

    Die Betrachtung ist wie folgt:
    Der + Eingang liegt an 2,5V. Bei - ist noch die Quelle und ein 10K Widerstand dazwischen. Ist die Spannung der Quelle positiv, dann wird der Ausgang negativ (Verstärkung unendlich) bis der Strom über den 10k Widerstand die Spannung der Quelle aufhebt und am Eingang die Differenz null ist.
    Bei gleichem Strom durch 10K und 1M hat der 1M den 100fachen Spannungsabfall also v=-100.
    Manfred

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