Guten Tag
Ich hoffe jemand kann mir bei folgendem Problem helfen:
Mit einem Summierverstärker realisiere ich einen 4-Bit DA-Ausgang von
einem uC(Cortex, aber spielt ja keine Rolle). Die Ausgangsspannung soll
von 12V - 22V reichen(Galvanisch getrenntes GND wird auf 12V gesetzt und
somit habe ich 0 - 10V). Ich will aber keine negativen Spannungen
brauchen.
---8k--- --------1.5k------ -------1.5k----
| | | | |
---4k--- | 12V | | 12V |
| | | | | | |
---2k--- | - + | | - + |
| | OP ------------- | OP ---------OUT
---1k----------- - |--1.5k------- -
OP-Speisungen GND/24V
Das Problem:
Ich bräuchte vor dem ersten OP ein Signaloffset von 12V (sonst geht ja
mein Signal auf dauerhaft 0V weil meine Schaltung invertiert und ich
keine negative Spannung habe), ich glaube aber, damit würde ich den
Strom von den vier Widerständen verändern welcher ja für die Verstärkung
relevant ist. Wenn ich den Offset früher mache, brauche ich ihn vier
mal....
Und nun die Hauptfrage: wie kann ich einen Offset von 12V machen? Alles
andere ist dann nur ne Folgefrage...
Wenn die Fragestellung unklar ist, nur Fragen
Danke für die Antwort, marco
@ marco s. (ch_piranha) >Mit einem Summierverstärker realisiere ich einen 4-Bit DA-Ausgang von >einem uC(Cortex, aber spielt ja keine Rolle). Wenn es eh nur so was einfaches ist, reicht ein einfacher R^n DAC + Rail2Rail OPV hintendran. Ist für die Anwendung genau genug und man braucht keine Offsets oder negative Spannungen. Ggf. nimmt man einen PWM-Ausgang, dann ist es erst recht einfach und man hat sogar mehr Auflösung und weniger Pins. MFG Falk
Danke für die Rückmeldung! Vermutlich werde ich aber nun eine OP-Verstärkung nach jedem uC Ausgang hinhängen und so die U_Out vom uC von 3.3V auf 15.3V verstärken, die Pegel sind dort ja nur 1/0 deswegen soll dies eigenlich kein Problem sein wenn ich richtig überlegt habe..., das gibt auch nur ein IC mehr, und ich habe noch genügend Platz auf meinem Print (zum Glück) freundliche Grüsse marco
@ marco s. (ch_piranha) >Vermutlich werde ich aber nun eine OP-Verstärkung nach jedem uC Ausgang >hinhängen und so die U_Out vom uC von 3.3V auf 15.3V verstärken, Nicht sinnvoll. ERST der DAC mit 3V3, DANACH der Verstärker.
Ja das Problem ist nur, da ich den Offset vor dem DAC reinhauen muss, da sonst die Verstärkung an der negativen Begrenzung ansteht...
Angehängte Dateien:
-
DAC-22V.png
1,9 KB
@ marco s. (ch_piranha) >Ja das Problem ist nur, da ich den Offset vor dem DAC reinhauen muss, Nö. > da sonst die Verstärkung an der negativen Begrenzung ansteht... Wer redet von einem OPV am DAC? Den kann man auch ohne bauen, der resultierende Fehler ist vernachlässigbar. Siehe Anhang. MfG Falk
Geht bei einem Summierverstärker nicht die Rückführung auf den negativen Eingang? Wodurch auch die Invertierung entsteht? http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Op-addierer.png Oder ist dies eine mir unbekannte OP-Summier-Schaltung ohne Invertierung? Wenn ich das richtig verstehe, sind die 1k -Pull-Down Widerstände für den Offset verantwortlich? Ich muss die mal aufbauen und Messen. MFG marco
@ marco s. (ch_piranha) >Geht bei einem Summierverstärker nicht die Rückführung auf den negativen >Eingang? Wodurch auch die Invertierung entsteht? In der klassischen Schaltung, ja. >Oder ist dies eine mir unbekannte OP-Summier-Schaltung ohne >Invertierung? Der OPV hat mit der Summierung rein gar nichts zu tun, das ist ein rein passiver Summierer. Der einzige Nachteil ist hier, das die Digitalausgänge je nach Codewort auch Strom aufnehmen müsen, das ist aber kein Problem. >Wenn ich das richtig verstehe, sind die 1k -Pull-Down Widerstände für Es gibt hier keinerlei Pull-Down Widerstände. >den Offset verantwortlich? Ich muss die mal aufbauen und Messen. Einen Offset gibt es hier auch nicht, der wird per Software gemacht. Kann man aber per Hardware einbauen, wenn man das will. Einfach einen passenden Widerstand fest an 3V3 klemmen. MFG Falk
@ falk Hab ich nun verstanden, danke für dine Hilfe! Bis zum nächsten Mal mfg marco
@ falk Sag doch gleich, dass es sich um eine "Nicht Invertierende" Verstärkerschaltung handelt, bei welcher ich über ein vorgeschaltenen Spannungsteiler die Spannung verändern kann. ;) Habe ich nun durchgerechnet, und funktioniert überhaupt nicht! ;) Die Differenz zwischen zwei Spannungen entspricht nicht den üblichen Binär Schritten, welche ich aber brauche, dies ist vermutlich der Grund, warum diese Schaltung nicht angewendet wird. oder hab ich wider etwas falsch verstanden? mfg marco
@ marco s. (ch_piranha) >Sag doch gleich, dass es sich um eine "Nicht Invertierende" >Verstärkerschaltung handelt, bei welcher ich über ein vorgeschaltenen >Spannungsteiler die Spannung verändern kann. ;) ??? Soll ich dir auch sagen, dass der Himmel blau ist? >Habe ich nun durchgerechnet, und funktioniert überhaupt nicht! ;) >Die Differenz zwischen zwei Spannungen entspricht nicht den üblichen >Binär Schritten, Welche sind denn "üblich"? >welche ich aber brauche, dies ist vermutlich der Grund, >warum diese Schaltung nicht angewendet wird. Nö. >oder hab ich wider etwas falsch verstanden? Falsch gerechnet. Mein PSpice sagt mir, dass eine Stufe 143,5mV groß ist am Eingang vom OPV, bei 3,3V an den Digitalausgängen. Das kann man mit dem OPV beliebig skalieren. MfG Falk
@ falk, vermutlich ligt ein Rechnungsfehler vor ;) ich rechne nochmal. Ne, dass der Himmel blau ist, stimmt sowiso nicht, ich war nur zu fest in meine Schaltung verhedet, dass ich die Einfachkeit nicht gesehen habe. Wenn ich Rechne, komme ich aber folgende "obere" Widerstandswerte: (Paralellschaltungen von 0-4 Widerständen oo 8000 4000 2666.666667 2000 1600 1333.333333 1142.857143 1000 888.8888889 800 727.2727273 666.6666667 615.3846154 571.4285714 533.3333333 =1/(1/1000+1/2000+1/4000+1/8000) welche mit 1k "unteren" Widerstand diese Spannungen ergeben: =3.3/(R+1000)*1000 0 0.366666667 0.66 0.9 1.1 1.269230769 1.414285714 1.54 1.65 1.747058824 1.833333333 1.910526316 1.98 2.042857143 2.1 2.152173913 mit folgender Differenz: -0.366666667 -0.293333333 -0.24 -0.2 -0.169230769 -0.145054945 -0.125714286 -0.11 -0.097058824 -0.08627451 -0.077192982 -0.069473684 -0.062857143 -0.057142857 -0.052173913 evtl. kannst du mir nun meinen Fehler zeigen, falsche Formeln? Bei Serieschaltung würde ich von 0k-15k kommen, in 1k Schritten, ist vermutlich schwer realisierbar vier serielle Widerstände wahlweise Kurzzuschliessen oder nicht. mfg marco
Wenn ich jedoch an jedem der vier Ausgänge einen Transistor hinhänge, zwischen welchen die vier Widerstände(1k, 2k, 4k, 8k) wären, welche wahlweise ihren Widerstand überbrücken, könnte dann vermutlich funktionieren, oder? mfg marco
@ marco s. (ch_piranha) >Ne, dass der Himmel blau ist, stimmt sowiso nicht, ich war nur zu fest >Wenn ich Rechne, komme ich aber folgende "obere" Widerstandswerte: (Paralellschaltungen von 0-4 Widerständen oo 8000 4000 2666.666667 2000 1600 1333.333333 1142.857143 1000 888.8888889 800 727.2727273 666.6666667 615.3846154 571.4285714 533.3333333 =1/(1/1000+1/2000+1/4000+1/8000) welche mit 1k "unteren" Widerstand diese Spannungen ergeben: =3.3/(R+1000)*1000 >evtl. kannst du mir nun meinen Fehler zeigen, falsche Formeln? Die Widerstände sind wahlweise "oben" gegen 3V3 oder "unten" gegen 0V. Damit sind NICHT konstant 1K "unten". Beispiele
1 | R8 R4 R2 R1 "oben" unten" Verhältnis Ua |
2 | 0 0 0 0 0-0 1//1//2//4//8=0,533 0 0 |
3 | 1 1 1 0 1//2//4=0,571 1//8=0,888 0,608 2,00 |
4 | 1 1 1 1 1//2//4//8=0,533 1 0,652 2,15 |
MfG Falk
@ marco s. (ch_piranha) >Wenn ich jedoch an jedem der vier Ausgänge einen Transistor hinhänge, >zwischen welchen die vier Widerstände(1k, 2k, 4k, 8k) wären, welche >wahlweise ihren Widerstand überbrücken, könnte dann vermutlich >funktionieren, oder? Nein, dann würde gar nix mehr gehen. So wie es ist, ist es quasi perfekt. Trust me! Der "Trick" ist, dass die CMOS-Ausgänge in beide Richtungen Strom liefen (source & sink). Hack es in Pspice ein und schau es dir an. MFG Falk
@ falk Aber in diesem Fall stimmt das Eagle-Schema nicht. Und kann es sein, dass ich somit 8 digital_Outs benötige?? mfg marco
Zur Ursprungsfrage: > Ich bräuchte vor dem ersten OP ein Signaloffset von 12V +24V | 533Ohm | ---8k--- --------1.5k------ -------1.5k---- | | | | | ---4k--- | 12V | | 12V | | | | | | | | ---2k--- | - + | | - + | | | OP ------------- | OP ---------OUT ---1k----------- - |--1.5k------- - > (Paralellschaltungen von 0-4 Widerständen > welche mit 1k "unteren" Widerstand diese Spannungen ergeben: Das gilt ja nur, wenn die Eingänge nur +3.3V oder offen wären, nicht wenn die Eingänge CMOS-mässig an 3.3V/0V liegen. Dann lässt man R5 mit 1k nach Masse besser einfach weg, und hängt den OpAmp als Verstärker 3.3->24, also *7.27 dahinter mit R6 = 6.27*R7
@ marco s. (ch_piranha) >Aber in diesem Fall stimmt das Eagle-Schema nicht. >Und kann es sein, dass ich somit 8 digital_Outs benötige?? Bitte? Heute schwer von Begriff? Klemm VIER digitale 3V3 Ausgänge dort dran und gut.
@ falk schwer von Begriff? Kann schon sein, aber ich blicke wirklich nicht durch, deswegen melde ich mich hier, ich sehe auf dem Schema einen Konstanten "unteren" Widerstand von 1k, aber du hast ihn in der Warheritstabelle verändert???
@ marco s. (ch_piranha) >schwer von Begriff? Kann schon sein, aber ich blicke wirklich nicht >durch, deswegen melde ich mich hier, ich sehe auf dem Schema einen >Konstanten "unteren" Widerstand von 1k, aber du hast ihn in der >Warheritstabelle verändert??? Nö. deine Digitalen Ausgänge sind Push-Pull Ausgänge in CMOS. http://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangsstufen_Logik-ICs#Push-Pull damit können die offen Punkte der Widerstände einmal gegen 0V oder 3,3V geschaltet werden, dementsprechend "unten" parallel zu R5 liegen oder "oben". Damit ist der Widerstand "oben" und "unten" je nach Code variabel. MFG Falk
@ MaWin, danke dass du auch Zeit investiert ;) @ falk, jetzt hab ich es verstanden, danke! mfg marco
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