Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GND noch mal grounden?


von Nooby (Gast)


Angehängte Dateien:

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In der angehängten Datei seht ihr eine Schaltung zweier Spannungsregler 
7805er die in einen Differenzverstärker gehen. Die Spannungsregler 
werden genutzt um virtuelle Masse und V+\V- wegen des 
Differenzverstärkers zu erzeugen. Meine Frage nun: Unten wird nun Die 
Schaltung gegroundet obwohl es schon das untere Potential ist. Weiß 
einer vorne ich, wie das anzustellen ist? Vielen dank!

von Gerald M. (gerald_m17)


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Ground ist nur das Nullpotential nach außen. Eine Spannung ist nur eine 
Potentialdifferenz. Das "echte" Ground ist wue eingezeichnet, das 
virtuelle Ground ist wie eingezeichnet "virtuell" und nur für die 
Schaltung relevant.

Im übrigen lässt sich ein "Screenshot" einfach mit der Printtaste auf 
der Tastatur machen. Dann einfach in Paint einfügen.

von Dirk K. (dekoepi)


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Ich würde es noch einfacher erklären - lässt du das GND weg, simuliert 
dir das Programm quatsch. Musste ich auch erst mal darauf kommen, dass + 
und - einer Spannungsquelle nicht reichen. Kaum war GND dran, simuliert 
etwa LTSpice eine Schaltung dann richtig.

von HildeK (Gast)


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Vor solchen Anordnungen warne ich.
Das geht nur dann gut, wenn sichergestellt ist, dass der U1 auch 
Ausgangsstrom liefern darf. Schon am Common-Pin des zweiten Reglers 
fließt Strom gegen GND. Und was der unbekannte OPA an seinem Pin 5 tut, 
ist nicht erkennbar. Damit könnte ein Rückstrom in den Ausgangspin des 
ersten Reglers fließen und damit kommt der 7805 nicht zurecht - er kann 
keine Stromsenke sein.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Das haut auch schon von der Mindesteingangsspannung der 7805er nicht 
hin. Damit die was zu regeln haben, müssten da mindestens 7,5V oder so 
pro Regler anstehen und das geht nicht mit 12V.
Ein einziger Operationsverstärker kann da viel besser eine virtuelle 
Masse bilden - und z.B. ein 7809 die Stabilisierung machen.

von Nooby (Gast)


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Okay danke, aber wie genau setze ich diesen GND um? Ich kann das ja 
nicht in die Erde knallen oder so

von Udo S. (urschmitt)


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Nooby schrieb:
> Okay danke, aber wie genau setze ich diesen GND um? Ich kann das ja
> nicht in die Erde knallen oder so

Was willst du erreichen, was soll es werden.
Siehe Netiquette bzgl. Problembeschreibung.

von Nooby (Gast)


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Ich möchte die Schaltung nachbauen, virtuelle Masse ist wichtig, genauso 
wie die negative und positive Spannung. Deshalb ist das erstmal mehr 
oder weniger alternativlos.. Meine Frage nun: wie grounde ich die 
Schaltung da unten wie im Beispiel in der Realität?

von Dirk K. (dekoepi)


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Bist du dir sicher, dass da ein GND wirklich hin muss und nicht nur für 
das Programm dort hin gesetzt wurde? Aus welchem Programm ist das ... 
Bildschirmfoto?

von Nooby (Gast)


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Wenn ich die Schaltung nachbaue, bekomme ich falsche Ergebnisse, deshalb 
gehe ich davon aus, dass man das tatsächlich nochmal grounden muss..

von Nooby (Gast)


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Der pin5 ist der Referenzpunkt, damit der Verstärker mit der -V/+V 
klarkommt, die er braucht, verbinde ich die Referenz mit dem virtuellen 
Massepunkt.

von Dirk K. (dekoepi)


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Das würde aber -5V auf GND ohne irgendwas dazwischen kurzschließen. Kann 
ich mir nicht so recht vorstellen. Bin aber kein Fachmann, ob das so 
seine Richtigkeit haben kann.

von Nooby (Gast)


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Dachte ich mir auch, aber in der Simulation klappt es

von Dirk K. (dekoepi)


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Im Zweifel outest du dich als Literaturfan: Viel Rauch um Nichts! :)
Also ran mit den -5V an die Heizung und abqualmen oder Erfolg melden.

: Bearbeitet durch User
von Gerd Fischer (Gast)


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Hallo

Der virtuelle GND sollte beim Beispiel des TO gegenüber der 
Spannungsversorgung im Normalfall genau das sein, als was er bezeichnet 
wird: rein virtuell. Deswegen darf dieses virtuelle GND auch nicht mit 
dem echten GND verbunden werden.

Als Gedankenübung ein Beispiel ohne Spannungsregler in der Schaltung, 
evtl. wird so der Unterschied zwischen GND der Spannungsversorgung und 
"virtuellem GND" klarer.

Nimm als Ausgangsgrundlage für die Schaltung eine Eingangsspannung von 
10V (deine benötigten +-5V als Gesamtspannungsdifferenz) an, welche Du 
als gesamten max. Spannungshub für den Differenzverstärker benötigst.

Jetzt kommen die 10V der Spannungsversorgung an den positiven 
Spannungseingang und das GND der Spannungsversorgung an den negativen 
Spannungseingang des Differenzverstärkers. Dessen GND-Anschluss wird 
jetzt mittels eines Spannungsteilers mit zwei gleich großen Widerständen 
(= Halbierung der Spannung am Mittelpunkt) zwischen den 10V der 
Spannungsversorgung und GND der Spannungsversorgung verbunden.
Damit liegt der GND-Anschluss des Differenzverstärkers auf 5V aus dem 
Spannungsteiler, der positive Spannungseingang auf den 10V der 
Spannungsversorgung und der negative Spannungseingang auf dem GND der 
Spannungsversorgung.
Da der Differenzverstärker dies aber nicht "weis", sind die 5V aus dem 
Spannungsteiler  an seinem GND-Anschluss für ihn das virtuelle GND und 
die beiden anderen Anschlüsse liegen für ihn deswegen virtuell bei den 
benötigten +5V und -5V.

Und jetzt sollte auch klar sein, warum man das GND der 
Spannungsversorgung und das virtuelle GND der Schaltung nicht direkt 
verbinden darf. Denn hier hat man 5V Spannungsunterschied. Und diesen 5V 
Spannungsdifferenz von GND Spannungsversorgung zu virtuellem GND ist es 
egal, ob man für diese wie in deiner Schaltung mehreren Spannungsregler 
zur Erzeugung einsetzt oder einen Spannungsteiler. Es sind und bleiben 
5V Differenz im Falle einer (direkten) Verbindung.

ABER in beiden möglichen Schaltungen (mehrere Spannungsregler oder 
Spannungsteiler) muss man aufpassen, welches der beiden GND (GND der 
Spannungsversorgung oder virtuelles GND) für die übrige Schaltung 
benötigt wird. Im Normalfall ist dann für die weitere Schaltung das 
virtuelle GND auch das weitere Schaltungs-GND. Denn die "virtuellen -5V" 
benötigt im Normalfall ja nur der Differenzverstärker für seine Arbeit.

Gruß Gerd

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Hier mal die Schaltung für 'virtuelle Masse' mit Opamp:
http://www.electronics-circuits.com/tech/opamp-supply-on-buffered-virtual-ground/

Der Ausgang des (in diesem Fall) LM324 bildet die virtuelle Masse für 
die Opamp Schaltungen. Es versteht sich von selber, das der Minuspol der 
Speisung dann nicht mit dieser Masse verbunden wird.

von Guest (Gast)


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Er hat bei dem Link nicht wirklich den 7812 falschrum angeschlossen, 
oder?

von Nooby (Gast)


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Jesus Christus, der Link... Da kann ich das Ding gleich in der 
Mikrowelle Braten ;-)
Danke Leute! Hab es jetzt geschafft. Das mit der Heizung, das hab ich 
sein gelassen, ich hab das einfach noch mal sauber verbunden und dann 
lief das, der Massepunkt in der Schaltung dient nur dazu:
Er soll beispielhaft zeigen, dass dieser Punkt nun das negative 
Potential darstellt, was in diesem Fall die Masse ist. Der virtuelle 
Massepunkt ist ja die Hälfte der negativen und positiven Spannung und 
dient bei Ermittlung der Referenz (Offset,Störung etc)
Danke!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Guest schrieb:
> Er hat bei dem Link nicht wirklich den 7812 falschrum angeschlossen,
> oder?

Doch hat er - er hat sogar den obligatorischen 100nF am Ausgang 
vergessen. Ich gehe aber mal mutigerweise davon aus, das der TE die 
richtige Belegung eines Dreibeiners ohne Anleitung hinkriegt. Es geht um 
das Prinzip des OpAmps.

Nooby schrieb:
> Jesus Christus, der Link... Da kann ich das Ding gleich in der
> Mikrowelle Braten ;-)

Dunkel der Sinn in diesem deinem Satz ist.

von oszi40 (Gast)


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> Dunkel der Sinn

Virtuelle Masse geht ganz einfach? Frage ist nur ob diese Lösung die 
auftretenden Ausgleichsströme der Schaltung wie gewünscht ableiten 
kann/soll.
Ein Spannungsteiler könnTE auch die vorhandene Spannung halbieren und 
damit eine virtuelle Masse bilden. Es bleibt aber immer die kleine 
Frage, wie stabil die virtuelle Masse sein muß gegenüber fremden 
Belastungen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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oszi40 schrieb:
> virtuelle_Masse.JPG

Da hast du aber ganz klar die Erde vergessen :-)
http://www.mikrocontroller.net/attachment/142722/57033384.jpg

oszi40 schrieb:
> Es bleibt aber immer die kleine
> Frage, wie stabil die virtuelle Masse sein muß gegenüber fremden
> Belastungen.

Klar, zu den Strömen hat der TE ja nichts gesagt, dann kämen hier 
vermutlich etwas handfestere Vorschläge. Den Opamp mit einem 
komplementären Transistorpärchen aufbohren, DC/DC Wandler usw...

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