Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik single supply


von Thomas (Gast)


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Hallo Leute,

ich möchte ein niederfrequentes (ca 5KHz) Signal, was ich über eine 
Spule per Induktion empfange, verstärken. Ich habe einen LM324AN ,sowie 
5V aus einer Batterie.

Nun möchte ich in zwei Stufen verstärken. Da ich über die invertierenden 
Eingänge gehen möchte, habe ich die nichtinvertierenden Eingänge mit 
einem Spannungsteiler auf die halbe Betriebsspannung gesetzt.

An K1 möchte ich das Signal in der ca 5 fachen Verstärkung abgreifen 
(nur fürs Oszi) an K2 möchte ich dann die einstellbare Verstärkung von 
IC1 B abgreifen. Danach sollte später noch ein Schmidttrigger kommen.

Es kommt nu nix raus. ;-((

Vorher hatte ich die nichtinvertierenden Eingänge auf GND gesetzt und 
mich gewundert, dass man bei single supply nicht so ohne Weiteres 
invertieren kann.
Durchs Forum kam ich dann auf die Lösung mit der halben 
Betriebsspannung.

Entstörkondensatoren sollen später dazu kommen.

Kann mir jemand einen Tipp geben, warum diese Schaltung gar nichts 
macht?


Vielen Dank!

von (prx) A. K. (prx)


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Hängt L1 halbseitig in der Luft?

von Thomas S. (thom45)


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Pin 2 von L1 liegt auf dem Arbeitspotential, gegeben durch R3/R4.

Wo hast Du aber Pin 1 von L1 angeschlossen? Was bedeutet das Kreuz?

Was auch immer, schalte Pin1 von L1 auf GND und schalte zwischen Pin 2 
von L1 und R1 unbedingt einen Kondensator. Dann funktioniert es.

Überlege Dir, warum es dann funktioniert...

Beachten musst Du, dass die Grenzfrequenz des passiven HP-Filter, 
bestehend aus R1 und diesem genannten Kondensator, sehr viel 
niederfrequenter ist als die von Dir genannten 5 kHz. Dieser Kondi darf 
auch ein Elko sein.

Gruss
Thomas

von Thomas (Gast)


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Oups,

L1 hängt einmal über R1 am invertierenden Eingan, den anderen Pin habe 
ich auf GND gelegt, hatte ich vergessen einzutragen.

@thom45
ich verstehe nicht, wieso PIn 1 am Arbeitspotential liegt, das liegt 
doch von Spannungsteiler aus am + Eingang.

Warum es mit Kondi gehen soll ist mir unklar, da es vorher bei 
Bezugspunkt GND ohne jeden Kondi ging. Ist aber kein Problem es zu 
probieren.......

Gruss
Thomas

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Die spule muss nicht an gnd sondern an deine virtuelle masse.

von Thomas (Gast)


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So,

nach dem Einbau der Kondensatoren begann die Schaltung das Signal zu 
verarbeiten.

@thom45 : ich denke, dass ich damit die DC-Anteile rausgenommen habe.

@lupin : Das Umklemmen der Spule von GND auf die virtuelle Masse brachte 
eine weitere Verbesserung.

Vielen Dank für Eure Hilfe !

Nun versuche ich noch einen Schmidt-Trigger hinten 
dranzusetzen..........

Gruß

Thomas

von Thomas S. (thom45)


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Thomas schrieb:
> Oups,
>
> L1 hängt einmal über R1 am invertierenden Eingan, den anderen Pin habe
> ich auf GND gelegt, hatte ich vergessen einzutragen.
>
> @thom45
> ich verstehe nicht, wieso PIn 1 am Arbeitspotential liegt, das liegt
> doch von Spannungsteiler aus am + Eingang.

Weil im Zustand der Gegenkopplung die Spannung zwischen den beiden 
Opampeingängen 0 V beträgt. Deshalb hat der invertierende Eingang die 
selbe DC-Spannung wie der nichtinvertierende. Man bezeichnet diese 
Spannung auch virtuell.

Zu dieser Sache empfehle ich Dir dringend die Opamp-Grundlagen zu 
studieren.

> Warum es mit Kondi gehen soll ist mir unklar, da es vorher bei
> Bezugspunkt GND ohne jeden Kondi ging.

Nein das kann so nicht stimmen, weil dadurch IC:A1 in die Sättigung 
getrieben wird. Dies kommt dadurch zustande, weil zwischen den beiden 
Opampeingängen ein Spannungswert aufgezwungen, der gar nie sein darf.

Ein Kondensator wie beschrieben, dient der sogenannten DC-Entopplung. 
D.h. er sorgt dafür, dass der Opamp richtig arbeiten kann mit der 
notwendigen Eigenschaft als nichtinv. Verstärker.

> Ist aber kein Problem es zu
> probieren.......

Mein Vorschlag wäre es die Grundlagen zu den Opamps seriös zu studieren. 
Diese Empfehlung ist keineswegs ein Widerspruch zum Expermimentieren. 
Nicht entweder oder, sowohl als auch gilt.

Ich wünsche Dir weiterhin viel Erfolg.

Gruss
Thomas

von Thomas (Gast)


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@Thom45

Vielen Dank für die ausführliche Erklärung! Ich hatte begonnen mich mit 
den Grundlagen auseinanderzusetzten. Dabei fiel mir auf. dass mir schon 
für das Verständnis der Grundlagen des OPV einiges an Grundlagen fehlt, 
da ich völlig fachfremd bin.
Bin aber dabei, mich entsprechend einzulesen.

nochmals vielen Dank!

von Thomas S. (thom45)


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Thomas schrieb:
> @Thom45
>
> Vielen Dank für die ausführliche Erklärung! Ich hatte begonnen mich mit
> den Grundlagen auseinanderzusetzten. Dabei fiel mir auf. dass mir schon
> für das Verständnis der Grundlagen des OPV einiges an Grundlagen fehlt,
> da ich völlig fachfremd bin.
> Bin aber dabei, mich entsprechend einzulesen.
>
> nochmals vielen Dank!

Bitte gern geschehen. Ich kann Dir dazu meine folgenden 
praxisorientierten Elektronik-Minikurse im Bereich Opamp und 
Instrumentationsverstärker anbieten:

"Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, OTA, 
Instrumentationsverstärker, Isolationsverstärker..."
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#verstaerker

Gruss
Thomas

von HildeK (Gast)


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Thomas schrieb:
> So,
>
> nach dem Einbau der Kondensatoren begann die Schaltung das Signal zu
> verarbeiten.

Parallel zu R4 ist auf jeden Fall noch ein C erforderlich. Dein 
virtueller GND hat sonst 11kΩ Innenwiderstand, auch für AC. Zumindest 
für AC sollte er deutlich kleiner sein.
Dann ist C1 nicht notwendig.
R5 ist unglücklich, weil du hier die Verstärkung bis auf ∞ einstellen 
kannst. Auch das geht nicht gut. Also: zwischen R5 und C2 einen 
Widerstand einbringen, der die maximale Verstärkung von IC1B bestimmt.
Wenn du eine endliche, große Verstärkung einstellst (Poti eingestellt 
auf 1k/49k), dann ist C2 zu klein gewählt. Das führt zu einem deutlichen 
Hochpassverhalten - ich weiß allerdings nicht, wie weit nach unten du 
noch verstärken möchtest. C2 sollte man lassen wegen der Offsetspannung 
von IC1A und der hohen Verstärkung von IC1B.

Beachte auch, dass der LM324 am Ausgang nur bis VCC-1.5V kommt (worst 
case). Da wäre es vielleicht geschickter, den virtuellen GND auf 
(5V-1.5V)/2 zu legen, um einen größeren Aussteuerbereich zu erhalten.

von Thomas (Gast)


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@thom45,

danke für den Literatur Tipp! Gute Seite!

@ HildeK

das mit der unendlichen Verstärkung war nicht mein Ziel, sondern 
lediglich die Verstellbarkeit der Verstärkung zum "rumspielen" und 
messen.
Vielen Dank für Deine Hinweise.

Gruß

Thomas

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