Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstärker 0-2V auf 0-10V Offset + Verstärkungsabgleich


von Luky S. (luky)


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Wo würdet ihr bei einem 5x Verstärker einen manuellen (Trimmpoti) Offset 
- und Verstärkungsabgleich einbauen, damit dieser möglichst temperatur- 
und langzeitstabil ist? Die Eigenschaften der Trimmer sind ja deutlich 
schlechter als die von Präzisionswiderständen.

von Udo S. (urschmitt)


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Kommt auf den Verstärker an.

von MaWin (Gast)


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Luky S. schrieb:
> Wo würdet ihr bei einem 5x Verstärker einen manuellen (Trimmpoti) Offset
> - und Verstärkungsabgleich einbauen, damit dieser möglichst temperatur-
> und langzeitstabil ist

Gar nicht.

2 Festwiderstände und ein OpAmp mit AutoZero also einer Offsetspannung 
nur von Mikrovolts sind immer genauer als wenn man irgendwo dran 
rumdreht. Die Haupt-Fehler entstehen dass durch Thermospannungen und 
Biegen der Leiterplatte.

von Luky S. (luky)


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Der Fehler ist leider schon vor dem Verstärker da, er wird hauptsächlich 
vom Sensor verursacht. Ich möchte mit den Trimmerwiderständen eine 
2-Punkt Kalibrierung (Null und Full Schale Referenzsignal) machen, da 
hilft mir ein AutoZero oder wie die Hersteller das auch immer nennen in 
der letzten Stufe nicht wirklich.

von Peter S. (hw-coach) Flattr this


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Hi,
tatsächlich ist es sinnvoller einen OP zu verwenden, der ohne Abgleich 
auskommt.
Gerade wenn Langzeitstabilität gefordert ist.
Aber - ohne genaue Kenntniss der Anforderungen ist das ehr eine 
allgemeine Aussage und kann durchaus nicht mit dem eigtenlichen Problem 
zu tun haben.
Grundsätzlich in der Reiehenfolge denken:
1a) Ohne Abgleich - meist Präzisions OP=teuer
1b) Schaltungselemente und Layout entsprechend der Anforderungen 
gestalten (z.B.: R mit TK <= 50ppm, <=0.1%; möglichst konstante 
Betriebstemperatur)
2) OP mit vorgesehenem Abgleich (z.B.: wie 741 u. ähn.)
3) externen Offest Abgleich - ist offt nicht stabil (temperatur, 
Alterung)
LG

von Luky S. (luky)


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Hallo Peter S. (Firma: EP-partner) (hw-coach)
Danke - Aber genau darum geht es wie beschrieben ja nicht. Der Fehler 
ist schon da und wird nicht vom Verstärker verursacht!

von Εrnst B. (ernst)


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Dann ignorier den Fehler doch einfach auf der Analog-Seite, verstärke 
den mit.

In deinem Parallel-Thread gehts um einen ADC:
Dann mach deinen Abgleich, Kurvenbegradigung etc. doch einfach in 
Software.

von Luky S. (luky)


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@ Εrnst B. (ernst)
Es sind 2 zusammenhängende, aber getrennte Fragen, und ich glaube, auch 
präzise genug formuliert. Wer keine ernsthafte Antwort darauf hat, darf 
halt nicht mitspielen ;-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Luky S. schrieb:
> Wo würdet ihr bei einem 5x Verstärker einen manuellen (Trimmpoti) Offset
> - und Verstärkungsabgleich einbauen, damit dieser möglichst temperatur-
> und langzeitstabil ist?
Dort wo sie am wenigsten Schaden anrichten können. Ein Poti mit 1k und 
1000ppm Drift ergibt in Reihe mit einem idealen 100k Festwiderstand 
Drift eine Gesamtdrift von 10ppm. Nur ist eben der Einstellbereich auch 
auf 1/100 eingeschränkt

> möglichst temperatur- und langzeitstabil
Wenn man irgendwas möglichst irgendwas anderes bekommen will, dann ist 
das immer möglichst teuer.

Luky S. schrieb:
> Der Fehler ist schon da und wird nicht vom Verstärker verursacht!
Dann schribe doch zu diesem Thema ein wenig mehr und auch, wie 
(langzeit-)stabil das ganze quantitativ (also mit absoluten Zahlenwerten 
oder in Verhältnissen) werden muss.

Luky S. schrieb:
> Wer keine ernsthafte Antwort darauf hat
Worauf soll man den antworten, ohne dass man weiß, wohin man kommen 
will?

von Udo S. (urschmitt)


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Εrnst B. schrieb:
> In deinem Parallel-Thread gehts um einen ADC:
> Dann mach deinen Abgleich, Kurvenbegradigung etc. doch einfach in
> Software.

Wenn es darum geht, die 0-2V Eingang sind doch schon richtig gut. eine 
2,xV Referenz an den ADC (Wenn die interne nicht schon passt) und gar 
kein Verstärker.

von Εrnst B. (ernst)


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Udo S. schrieb:
> Wenn es darum geht, die 0-2V Eingang sind doch schon richtig gut.

Da hatte ich mich verlesen, für seinen ADC hat er nur 0.2V, nicht 0-2V, 
das ist schon recht dürftig.
Beitrag "ADC für 0.2V Signal"

obwohl, im Text dann doch:

Luky S. schrieb:
> Ich habe ein Signal (Single ended, ca. 1k Innenwiderstand, <10Hz)
> zwischen "echten" 0V und 2V

: Bearbeitet durch User
von ths (Gast)


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Wie wäre es denn mit präziseren Anforderungen?

Thermal gain drift in ppm/K

Long term drift in ppm/a

Input offset drift in mikroV/K

Adjustment range in %

Sonst ist das alles nur Rumgestochere und Geschwafel

von Luky S. (luky)


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Ich habe keine harten Anforderungen. Ist ein Laboraufbau, soll möglichst 
wenige Probleme über die Jahre machen und die Bauteilpreise spielen 
keine allzu große Rolle, solange es alles zusammen <400€ für die 
Bauteile bleibt.
Ich habe -Worst Case- eine Eingangsspannungsabweichung von ca. 3% und 
100mV Offset, brauche also +-100mV Offsetabgleich und eine einstellbare 
Verstärkung zwischen (sagen wir mal übervorsichtig) 4,75 und 5,25
Wo kommt der Offsetabgleich hin? Ein - oder besser eine mehrstufige 
Schaltung?
Bevor weitere Fragen kommen: Der Ausgang wird nicht stark belastet, er 
geht direkt in ein Mess- und Steuergerät mit 100k/50pF Eingangsimpedanz.

von ths (Gast)


Angehängte Dateien:

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Das sind keine besonders harten Anforderungen.

Zuerst einen invertierenden Instrumentenverstärker mit v=1 zum 
Offsetabgleich. Dann eine invertierenden Verstärker zum 
Verstärkungsabgleich. (Niemals nichtinvertierend, das kann beim 
Einstellen ganz ungeschickt werden.)

Die negative Referenzspannung erzeugst du durch Invertieren (z. B. mit 
LT1991, der hat integrierte Widerstände) der positiven Referenzspannung, 
damit ist die thermische und zeitliche Drift der Referenz nahezu 
eliminiert. Ob man für die weiteren Einzelwiderstände einen LT5400 
spendieren mag oder vier gute Widerstände nimmt, bleibt Geschmackssache.

Die OP sind einigermassen unkritisch. Saubere Betriebsspannungen sind 
selbstverständlich.

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