NIC (Negative Impedance Converter) als Linearisierungswiderstand

Hallo NG,

Ich habe mir folgende Schaltung zur Widerstandsmessung =FCberlegt:

VCC + R1 =3D 10k | R2 =3D 4k7 .-. R3 =3D 4k7 | | R1 R4 =3D 22k | | R5 =3D 100 '-' | o------------------o | | Ua | R5 | R2 .-. ___ | ___ .-o Poti | |----o | | .--|-/ | | | | |/| | | | | ___ | | | o--|___|---' | | | | | | R3 | | .-. | | | | | | | | R4 | | '-' | | | | GND GND GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

In der Simulation mit PSpice und mit Excel kommt bei der Drehung des Potentiometers eine zum Drehwinkel proportionales, lineares Ausgangssignal (Ua) =FCber den gesamten Drehwinkel heraus. (Ua =3D C x Drehwinkel + Offset)

Wenn ich die Schaltung aber aufbaue, ist die Schaltung nur bis einem Potiwert von ca. 4kOhm linear. Bei gr=F6=DFeren Werten vom Poti wird die Ausgangskurve stark gekr=FCmmt.

Wie gro=DF w=E4hlt man typischer weise die Widerst=E4nde R2 und R3 bei dem NIC? Mir ist schon bekannt das man den NIC Leerlauf- und Kurzschlu=DFstabil beschalten kann (Positiven und Negativen OP-Eingang vertauschen)

Das Stabilit=E4tskriterium R4 > R1 ist doch auch erf=FCllt...

Gru=DF,

Artur

wie kannst Du eine Schaltung mit Excel simulieren? Bei Pspice, wie hast Du das Poti modelliert? Interessante Schaltung, deren Sinn sich mir jedoch im Moment entzieht, habe ich jetzt nicht nachgerechnet. Warum hast Du nicht einfach 'nen Buffer an den Scleifer des Poti gehängt? Wo geht der obere Anschluß des Poti hin, an Vcc? Wie groß ist Vcc?

Nehmen wir mal an, die Schaltung ist vom Prinzip her richtig, weil die Simulation funktioniert. In Wirklichkeit berücksichtigt eine Simulation aber nicht alle Effekte. Mit Ua kommst Du normalerweise nur an Vcc-2 V dran, hängt vom OP ab, auf 0 kommst Du bei vielen auch nicht runter.

Ich habe mir jetzt nicht die Mühe gemacht das nachzusehen, aber Vorsicht ist da angesagt. Die Widerstände sehen vernünftig aus, der Op sollte am Ausgang normalerweise nicht mehr als 10 mA bringen müssen, die Spannung darf nicht zu nahe an Vcc und Gnd kommen, hängt wieder vom OP ab, hab jetzt keine Lust das nachzurechnen, siehst Du doch in Pspice alles sofort.

Hast Du in PSpice mal eine Transientenanalyse gemacht? Also z.B. Stromquelle mit Rechteckverlauf auf den Schleifer des Poti oder so? Bei einer reinen DC-Analyse bekommst Du über Stabilität nicht unbedingt eine sinnvolle Aussage.

Fehlen R5 und das Poti, die sind da garantiert mit drin. Falls das Stabilitätskriterium hier wirklich erfüllt sein sollte, so bestenfalls in der Vereinfachung. Hast Du ein Oszilloskop am Ausgang angeschlossen? Das wirkliche Verhalten des OP wird nämlich in der Simulation kaum berücksichtigt (zu komplex), also ist _immer_ eine Kontrollmessung. nötig!

...... Achso, Du willst Widerstände messen, wo ist denn das Meßobjekt, das Poti? Da hätte ich 'ne Stromquelle genommen, z.B. eine, die mir als Howland-Stromquelle bekannt ist. Die sieht fast so aus wie Deine Schaltung oben, nur daß man die Spannung am Meßobjekt mißt.

mfg. Winfried

Du misst den Widerstand, indem du ihn mit einem konstanten Strom beaufschlagst. Die Kompensation des Widerstands R1 mit einem NIC ist irgendwie cool, auch eine Art, eine Konstantstromquelle zu bauen. Was fehlt, ist eine Angabe von Vcc. Und von IC1. Vielleicht fehlen einfach Volt... Widerstandswahl für standard-Opamps i.O. Falls der Opamp aber nicht Rail to Rail ist oder sonst schwach auf der Brust, muss Vcc vom IC ca. 2.5 V höher als die maximal erwartete Ausgangsspannung sein. Dass deine Schaltung krumme Kennlinien produziert, verwundert wenig, da die Impedanz nicht unendlich ist. Bei R5 = offen produziert sie nicht unendlich, sondern etwa 2.2 Vcc. Vielleicht wolltest du R4=10k einsetzen, dann gehts (das mit dem Linearen, nicht das mit dem Unendlichen ;-)). Da R5 auch in "R1" eingeht, ist die Stabilität zuerst mal nicht gefährdet.