Offset aus Signal entfernen und verstärken - wie?

[Hanz (Gast)]

Hallo Leute!

Ich brauche mal bitte Hilfe. Ich habe ein Signal, welches zwischen 2,475 
und 3,608V variiert. Dieses Signal würde ich gerne so umformen, dass es 
einen Bereich zwischen 0 und 4V hat. Ich habe bereits gesucht und diese 
Schaltung gefunden:

Beitrag "Re: Signalmanipulation: Offset entfernen und verstärken"

Da wird genau so etwas gemacht. Aber ich weiß grad überhaupt nicht, wie 
ich die Widerstände bestimme.

Meine OPs haben eine Versorgung von +/-5V.

Kann mir da jemand einen Ansatz geben, nach dem ich das berechnen kann?

[Reinhard Kern (Gast)]

Hanz schrieb:
> Ich habe ein Signal, welches zwischen 2,475
> und 3,608V variiert. Dieses Signal würde ich gerne so umformen, dass es
> einen Bereich zwischen 0 und 4V hat.

Damit gewinnst du am ADC gerade 2 Bit. Wenn du das Signal also 
digitalisieren willst, würde ich die Vorverarbeitung sein lassen und 
lieber einen ADC mit 2Bit mehr nehmen.

Gruss Reinhard

[Juergen G. (jup)]

Deine Infos reichen noch nicht, und lassen eine ganze Menge Spielraum 
fuer Spekulationen.

Was soll mit den 0-4V weitergemacht werden?

Ich interpretier das dann mal so, dass Du das Signal Analog brauchst, 
also nicht in einen ADC fuettern willst.

Dann kannst Du einen Subtrahierer bauen der Dir den Offset abzieht, und 
dann das Signal mit 1:3 verstaerken. Da sollte dann ein Signal 0-3.6V 
rauskommen.
Mit einem IC der 4 OpAmps drin hat geht das relativ gut und braucht 
nicht so arg viel Platz.


http://de.wikipedia.org/wiki/Subtrahierer

[Hanz (Gast)]

Juergen G. schrieb:
> Was soll mit den 0-4V weitergemacht werden?

Ich möchte das Signal schon in einen ADC schicken und digitalisieren. 
Dafür wollte ich es auf den Messbereich des ADCs anpassen, welcher eine 
Referenz von 4.096V hat.

Juergen G. schrieb:
> Dann kannst Du einen Subtrahierer bauen der Dir den Offset abzieht, und
> dann das Signal mit 1:3 verstaerken.

Ja OK, das habe ich auch schon in der Simulation gemacht, jedoch sah die 
Lösung mit dem einen OP aus dem verlinkten Thread so schön einfach aus. 
Nur weiß ich da die Herangehensweise nicht.

Reinhard Kern schrieb:
> Damit gewinnst du am ADC gerade 2 Bit.

Zwei Bit sind nicht so wenig, finde ich.

Reinhard Kern schrieb:
> Wenn du das Signal also
> digitalisieren willst, würde ich die Vorverarbeitung sein lassen und
> lieber einen ADC mit 2Bit mehr nehmen.

Ich habe jetzt einen 16Bit-Wandler. Ich denke da jetzt noch eine Stufe 
höher zu gehen und auf 18 (ist ja eher selten) oder 20Bit zu gehen, wird 
noch viel unsinniger, weil eh nicht so wirklich im Bastlerbereich 
realisierbar. 16Bit ist schon grenzwertig, aber der Wandler ist nunmal 
schon vorhanden.

[Ingo (Gast)]

Hanz schrieb:
> Ich brauche mal bitte Hilfe. Ich habe ein Signal, welches zwischen 2,475
> und 3,608V variiert. Dieses Signal würde ich gerne so umformen, dass es
> einen Bereich zwischen 0 und 4V hat. Ich habe bereits gesucht und diese
> Schaltung gefunden:

OK, fangen wa mal an:

deltaU = 3,608V - 2,475V = 1,133V
Vu = (Uamax - Uamin) / deltaU = 3,53

Uref(non-inv) = Uemin / (Vu+1) = 2,475V / 4,53 = 0,5463V

Somit brauchst du einen Subtrahierer, mit 0,5463V am nichtinvertierenden 
Eingang und einer Verstärkung von 3,53 aus Sicht vom invertierenden bzw. 
4,53 aus Sicht vom nichtinvertierenden Eingang!


Fertig

[Steel (Gast)]

Meinst Du das ursprüngliche Signal bekommst du mit der externen 
Aufbereitung genauer im uC gemessen? Ich glaube nicht, dass DIR das 
gelingt.

[Hanz (Gast)]

Steel schrieb:
> Meinst Du das ursprüngliche Signal bekommst du mit der externen
> Aufbereitung genauer im uC gemessen? Ich glaube nicht, dass DIR das
> gelingt.

Und wieso nicht? Ich mein, ist es nicht besser, das Signal vorher an den 
Wandlerbereich anzupassen?

[Ingo (Gast)]

Steel schrieb:
> Meinst Du das ursprüngliche Signal bekommst du mit der externen
> Aufbereitung genauer im uC gemessen? Ich glaube nicht, dass DIR das
> gelingt.

Und warum sollte das nicht gehen?

[Moritz A. (moritz_a)]

Hanz schrieb:
> Reinhard Kern schrieb:
>> Wenn du das Signal also
>> digitalisieren willst, würde ich die Vorverarbeitung sein lassen und
>> lieber einen ADC mit 2Bit mehr nehmen.
>
> Ich habe jetzt einen 16Bit-Wandler. Ich denke da jetzt noch eine Stufe
> höher zu gehen und auf 18 (ist ja eher selten) oder 20Bit zu gehen, wird
> noch viel unsinniger, weil eh nicht so wirklich im Bastlerbereich
> realisierbar. 16Bit ist schon grenzwertig, aber der Wandler ist nunmal
> schon vorhanden.

Und damit hast du eine Auflösung von 125µV, reicht dir das wirklich 
nicht bzw ist dein Eingangssignal so sauber, dass du hier nicht sowieso 
schon im Rauschen operierst?

Ich würde mir den Aufwand vermutlich einfach sparen.

[Udo S. (urschmitt)]

Ingo schrieb:
> Steel schrieb:
>> Meinst Du das ursprüngliche Signal bekommst du mit der externen
>> Aufbereitung genauer im uC gemessen? Ich glaube nicht, dass DIR das
>> gelingt.
>
> Und warum sollte das nicht gehen?

Dann besorg dir mal die 0,001% Widerstände und entsprechend präzise OPs 
damit deine OP Schaltung auch genau genug arbeitet, daß die letzten 2 
Bit deiner 16 Bit Wandlung nicht reiner Zufall und Makulatur sind.