Hallo, ich versuche gerade den angehäfteten Schaltungsausschnitt zu verstehen. Er soll einen einstellbaren Spannungsoffset auf eine Spannung addieren. Meiner Auffassung nach finden sich folgende Bestandteile wieder: 1) R12 bildet enen Spannungsteiler, der am Beinchen 2 des gleichen Widerstandes eine Spannung zwischen +V und -V einstellt. 2) Der OPV IC3B bildet mit R8 und R9 einen nichtinvertierenden Verstärker mit der Verstärkung 100. 3) nach der Erklärung aus dem OPV Bereich (http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_mit_Offset) bilden 1) und 2) zusammen einen Nichtinvertierender Verstärker mit Offset Sind meine Vermutungen richtig? Und mir ist nicht klar, welche Funktion R10 und R11 haben?! C11 dient doch lediglich der Spannungsglättung bei unstabielen Spannungsquellen oder? Vielen Dank!
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R10 kannst Du als Gleichspannungsmäßig in Reihe zu R9 betrachten. C11 verbiegt den Frequenzgang bzw. die Verstärkung. Liegt ja parallel zu R10. Mir R12 kannst Du die mittlere Ausgangsspannung kräftig durch die Gegend schubsen. Die Dimensionierung von R11 und R12 erscheint mir allerdings etwas komisch. Sie dürfte allerdings einen recht großen Einfluss auf die Verstärkung haben. Schmeiß das Teil doch mal in den Simulator.
Ich benutze den von Linear (LTSPICE), auch aus Kostengründen.
> Welchen nehme ich da am besten? LTSpice zum Beispiel Hier noch was interessantes zum Thema Offset und OPAMPs: http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/35-02/avoiding/avoiding.pdf
Ich vergaß: Wenn die Deinen OP nicht in der Liste haben, nimm 'nen anderen. Wenn möglich keinen Rail-To-Rail. Der Knilch scheint bipolar zu werkeln. Übermäßig hochfrequent, wegen der 100n, scheint's ja nicht zuzugehen.
Interessanter Artikel. In den Beispielen hängt der invertierende Eingang, gleichspannungsmäßig meistens in der Luft.
> Interessanter Artikel. In den Beispielen hängt der invertierende > Eingang, gleichspannungsmäßig meistens in der Luft. Jepp, das ist unschön und hab AD deswegen auch schon eine Mail geschrieben -> keine Reaktion. Bei meinen Schaltungen hab ich jedenfalls den invertierenden Eingang hochohmig an Masse angeschlossen.
Zwei mal 100 Ohm in Reihe = Hochohmig. - Na ja - Wird allerdings auch Zeit, dass ich in die Heia komme. Sorry
Uh! Jetzt wo ichs (nach 3-4 Jahren) wiedermal anschaue, seh ichs auch. Hätte mir den zusätzlichen R sparen können. Verhält sich ohne Eingangssignal (Gleichspannung am nicht-invertierenden Eingang) als Spannungsfolger. Tja, geschadet hat er nicht... Jetzt weiss ich wenigstens, warum sie mir damals nicht zurückgeschrieben haben :)
Um zurück zum Thema zu kommen: > Sind meine Vermutungen richtig? Ja > Und mir ist nicht klar, welche Funktion R10 und R11 haben?! Die teilen die Spannung an Pin 2 des Potis nochmals herunter -> siehe belasteter Spannungsteiler. > C11 dient doch lediglich der Spannungsglättung bei unstabielen > Spannungsquellen oder? Nein. Wechselspannungsmässig bildet der Kondensator einen Kurzschluss. Dies ist notwendig, da ansonsten das Poti und die beiden 100R Widerstände die Verstärkung beeinflussen. Bei deiner Schaltung werden Störungen auf der Betriebsspannung direkt in das Ausgangssignal eingekoppelt (siehe mein Link weiter oben). Ob das in deiner Anwendung stört oder nicht, kannst nur du beantworten. Wenn du z.B. mit deiner Schaltung eine Endstufe ansteuerst und die Phasenlage ungünstig ist, kann es passieren, dass die Schaltung beginnt zu schwingen oder sich das Signal auslöscht (weil die Endstufe Störungen mit der selben Frequenz wie das Nutzsignal auf die Betriebsspannung prägen kann).
Das Ganze ist ein DcVerstaerker der eine in kleinen Grenzen einstellbare Verstaerkung von 50 hat, welche dann bei AC auf 100 geht. Oder so aehnlich. einen offset kann man auch noch einstellen.
amateur schrieb: > Übermäßig hochfrequent, wegen der 100n, scheint's ja nicht > zuzugehen. Hmmm. Doch. Sobald der 100n fast die gesamte Wechselspannung wegfängt, ist der Innenwiderstand des einstellbaren Spannungsteilers nebensächlich. Dann wird dort nur noch Offset eingestellt. Thomas: Wo ist die Schaltung verbaut? Welche Frequenzen werden verarbeitet? Gruß Jobst
Interessante Schaltung! Bei Mittenstellung des Poties ist das ganze ein Tiefpass mit 3,???kHz Grenzfrequenz. Aber wie heute Nacht bereits vermutet: Bei kleiner Verstimmung (550:450 Ohm) des Potentiometers flippt die Schaltung aus. Mächtige Dämpfung, bestenfalls eigenartiger Frequenzgang.
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amateur schrieb: > Bei Mittenstellung des Poties ist das ganze ein Tiefpass mit 3,???kHz > Grenzfrequenz. Das liegt daran, dass du einen realen OPAMP verwendet hast. Ich hab die Sache mal mit einem Idealen simuliert. In den Bildern ist der Frequenzgang sowie die Auswirkungen von Störungen auf der Betriebsspannung bei verschiedenen Potistellungen zu sehen. EDIT: Hellgrüne Kurve: Ra=100R, Rb=900R Braune Kurve: Ra=900R, Rb=100R
Wow! Mit so tatkräftiger Unerstützung habe ich garnicht gerechnet :) Vielen Dank euch allen schonmal. Jobst M. schrieb: > Thomas: Wo ist die Schaltung verbaut? Welche Frequenzen werden > verarbeitet? Ja, die Frage nach dem Was, Wie und Wofür ist durchaus berechtig und darum verliere ich einfach mal nen püaar Worte dazu und schreibe mal den aktuellen Stand der Dinge auf. (leider weiß ich nicht, wie man Bilder im Text plaziert und darum schreibe ich einfach der Einfachheit halber mehrere Antworten) Zuerst was das ganze soll Gebaut werden soll ein EKG Verstärker. Teile der Schaltung kommen aus einer Fachzeitschrift (u.A. der Offsetgeber von ganz oben). Und um die Frage nach der Frequenz zu beantworten, die Frequenz des Signales bewegt sich deutlich unter 20 Hz ... eigentlich so 1-2 Hz. Der Stand der Dinge Bisher funktioniert alles recht gut. Mein Herzsignal ist schon sehr deutlich zu sehen. Allerdings sollen die Spannungskurven später noch an einen Microcontroller weiterverarbeitet und ausgewertet werden und muss daher gä#nzlich positiv sein. Ganz zum Schluss soll die EKG Kurve auf einer 8 x 27 LED Anzeige (h x b) dargestellt werden. Die Bestandteile der Reihenfolge nach 1. Elektroden am Probanden 2. Instr. Verstärker 3. Hochpass 2. Ordnung 4. Tiefpass 2. Ordnung 5. Verstärker + Offset ... Im folgenden die einzelnen Bestandteile etwas genauer und auch einige Messwerte. (die Schaltungen sind von links (Eingang) nach rechts (Ausgang) zu lesen)
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Instr Verstärker und Hochpass Verwendet wurde hier der INA114 (Datenblatt im Anhang). Der Hochpass soll verhindern, das das Signal wegdriftet (den Offset, welcher sich mit der Zeit ändert, entfernen). Dieser Teil ist nicht aus der Zeitschrift. Verwendet wurde ein Bessel-Hochpass 2. Ordnung mit Sallen-Key-Struktur. Die Knickfrequenz ist bei 0,1Hz. Das dieser Teil seine Arbeit bis hier hin macht, kann man schön am Oszi sehen. Spannungsdrifts werden ausgeglichen und ein Bild vom Ausgangssignal des Hochpasses ist im Anhang. Das Signal bewegt sich in einem Bereich von ca. -200mV bis 400mV und bei rund 1,2Hz.
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Tiefpass Der Tiefpass soll uns die Störungen z.B. durch das Stromnetz rausfiltern. Verwendet wurde hierzu ein Butterworth Tiefpass 2. Ordnung mit Sallen-Key-Struktur. Die Knickfrequenz ist bei rund 25Hz. Auch dieser Teil der Schaltung funktioniert gut und liefert das erwartete Ergebnis. Die 50Hz werden stark gedämpft. Im Anhang ist ein Bild von Messwerten hinter dem Tiefpass. Die untere Linie markiert 0V und die obere 5V. Da der Atmega 5V verarbeten kann, soll das Signal im letzten Schritt noch entsprechend verstärkt werden.
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Verstärker und Offset Hier soll nun ein Offset derart auf das Signal gegeben werden, dass es sich im Bereich zwischen ca. 0 und 5V bewegt. Soweit ich die Schaltung verstanden habe, soll an dem Poti (R12) der Offset eingestellt werden. Das funktioniert in gewissen grenzen auch recht gut. Im Bild ist wieder die 0 und 5V Grenze zu sehen. Der Offsetz ist nun so eingestellt, dass das Signal positiv ist, wird jedoch bei ca. 1,8V Abgeschnitten. Die OPV's arbeiten mit +/- 5V und dürften doch eigentlich nicht schon dort abschneiten. Verkleinere ich am Widerstand R8 die Verstärkung verkleinert sich auch der Offset und das Signal rutscht wieder nach unten. daher nun die Frage Zum einen, ist an der Schaltung irgendwas falsch? Sie kommt aus dem Magazin. Wie ist dieses Verhalten zu erklären (dass bereits bei 1,8V abgeschnitten wird)? Wie könnte man das Problem umgehen (alternative Schaltung oder wie diese geändert werden kann). Erneut vielen Dank!
paul schrieb: > http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina128.pdf > schau mal auf seite 11! Versteh nicht, inwiefern mir das helfen soll?!? kannst du bitte ein paar Worte dazu verlieren :)
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