Hallo liebe Community! Ich muss für die Schule ein Referat halten, über das Thema "ADC-Interface". Im Grunde soll die Aussgansspannung eines LM35CZ (Temperaturbereich -24° C bis +84° C, also ein Spannungsbereich von -240 mV bis +840 mV) so verstärkt werden, dass sie einfach mit einem µC gemessen werden kann (0 V bis 5 V). Die Schaltung erzeugt also eine Offsetspannung mithilfe eines Spannungsteilers und einem Spannungsfolger. Doch ab hier verstehe ich nicht mehr was da wirklich in der Schaltung passiert. Für mich sieht es so aus als wäre Punkt A die Offsetspannung. IC3, also der LM35, liegt mit seinem GND-Anschluss an Punkt A, somit sollte sich eine Ausgangsspannung um die Offsetspannung nach oben verschieben (richtig eingestellt 0 V bis 1090 mV), diese Spannung wird dann mit IC2.B, einem nichtinvertierenden Verstärker mit dem Faktor 4.587 verstärkt. Aber warum liegt der untere Anschluss des Spannungsteilers des Verstärkers nicht auf GND sondern auch auf der Offsetspannung? So wie ich das verstehe addiert sich die Offsetspannung zwei mal dazu, was ja falsch ist. Eine zweite Frage hätte ich auch noch: Warum so viele Filter? Ein Temperatursensor sollte ja nicht hochfrequente Signale am Ausgang liefern, oder irre ich mich da? Vielen Dank
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IC3 erzeugt durchaus eine Spannung unterhalb seines Masseanschlusses, nämlich bei negativen Temperaturen, runtergezogen unter die Spannung an Punkt a durch R5. Der OpAmp verstärkt diese Spannung in Bezug zur Spannung an Punkt a, Spannungen die drunter liegen werden also noch kleiner, bis auf 0V.
Hallo, wenn du diese Schaltung sowie andere Operationsverstärker-Grundschaltungen aufbauen würdest, um zu beobachten, wie sie sich verhalten, könntest du ein umfassendes wissen über deren wirkung erlangen. Also Lernen am echten Objekt sozusagen. warum so viele Filter? C1 soll die Betriebsspannung nach der Eintakt-Gleichrichtung mit D1 filtern und muß eine ganze Halbwelle lang die Spannung aufrecht erhalten können. Davon wird dan direkt der OPV versorgt, der ca 3 mA ziehen dürfte. C2 kann hochfrequente Anteile unterdrücken, die beim Schalten durch D1 entstehen. Der Elko ist dafür zu träge. C2 befindet sich direkt an den Versorgungsanschlüssen Pin4 und Pin8 des IC2, wie ich auf der Platine deutlich sehe. Ein Spannungsregler 7805 soll immer in direkter Nähe zu seinen Ein- und Ausgängen Kondensatoren haben. Das sind C3 und C5, die auf der Platine direkt sich am Spannungsregler befinden. Über R3 und C7 erhält das LM35 gefilterte 5 Volt, denn danach wird ja nochmals 5-fach verstärkt. Je weniger Rauschen an den Eingängen, desto besser. C5 vermindert Rauschen am Eingang des IC2A. R4, C8 bilden ebenfalls einen Tiefpass. IC2B soll im Prinzip nur Gleichspannungen an seinen Eingängen bekommen. Wobei R4 vor der kapazitiven Belastung schon recht klein ist. OPV-ausgänge sollen keine große kapazitive Last sehen. Die Wirkung von C4 möge jemand anders erklären. "Aber warum liegt der untere Anschluss des Spannungsteilers des Verstärkers nicht auf GND sondern auch auf der Offsetspannung?" IC2B soll nur die Änderung gegenüber dem Bezugspunkt 1,124 V verstärken, nicht den DC-Anteil sonst würde ja hinten schon mal die 4.5-fache Offsetspannung anstehen. Der Messbereich soll bei -24 °C beginnen. 24 * 10 mv = 240 mV. Am Bezugspunkt wäre bei mir dann 240 mv, bei Elektor 245 mV. Der Sensor gibt bei +24°C 240mV gegenüber seinem Pin3 ab. 240 mV * 4,578 = 1,1 V. Trick: Die Spannung des Bezugspunktes ist bereits 5-fach verstärkt Und wird nicht erst in IC2B nochmals 4,5fach verstärkt! für 1,1 V muß das auswertende Programm dann 0°C anzeigen. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf "...whose output voltage is linearly proportional to the Celsius (Centigrade) temperature..." Es wird die Beschaltung Figure2, Seite 1 des Datenblattes angewandt. LM35 zusammen mit dem 27k-Widerstand ermöglicht am Ausgang negative Spannungen gegenüber Pin3 des LM35. Pin3 liegt ja auf Höhe der Offsetspannung. Der Widerstand soll möglichst groß sein, damit er sich wie eine Stromquelle verhält. "...choose R1 = -Vs/50µA.." Möglichst 50µA sollen immer fließen. siehe auch Figure 7. Die Genauigkeit des Sensors läßt sich mit dieser Schaltung allerdings nicht wirklich ausnutzen. mfG
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