Verstärkung regeln

Moin,

ich grüble gerade an folgender Frage herum:

Ein OP-Verstärker möge ein Signal regelbar verstärken, gewünscht ist der Regelbereich von 1-facher bis 1000-facher Verstärkung. [An Offsetkorrektur ist gedacht, Output des OP sollte so bei 5V liegen] Das kann man ja mit einem linearen oder logarithmischen Poti ganz einfach machen. Nur: Ich würde den Anwender gerne in die Lage versetzen, die Verstärkung auf 5% genau einstellen zu können. Also er bekommt irgendein Signal und soll in der Lage sein, dieses auf 5V +/-

0.25V am Ausgang einzureglen. Das bedeutet schon im Idealfall, dass man den Poti auf eine 1000stel Umdrehung genau einstellt. Das gelingt von Hand wohl kaum.

Gibt es irgendeine von mir bisher übersehene Schaltung mit zwei Potis, wo dann einer als Grob- und einer als Feineinstellung fungiert? Oder sollte man das mit zwei OPs hintereinander realisieren, so in der Art der Erste ist von *1 bis *3 regelbar, der Zweite Verstärker im Bereich von *1 bis *500? Ich vermute Potis mit vielen Umdrehungen sind für Frequenzen von bis zu ~300kHz nicht so toll (Induktivität, Kapazität,....).

Grundschaltung, an die ich gedacht hatte: Eingang an positiven Input vom OP. Ausgang über R1 an negativen Input und weiter über R2 an Masse. R1 und R2 sind jetzt irgendwie aus festen und regelbaren Widerständen zusammengesetzt. Nur wie?

CU Rollo

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Roland Damm
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Hallo Roland,

für deratrige Anwendungen gibt es Präzisions-OPs mit einstellbarer Verstärkung oder man tauscht einen der verstärkungsbestimmenden Widerstände gegen einen Transistor aus. Dieser Transistor wird dann über einen anderen OP mit Spitzengleichrichtung des Ausgangssignals gesteuert.

Ich würde das Problem nicht mit Potis lösen.

mfG Ingenieurbüro Baumann

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Leo Baumann

"Leo Baumann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Hast du mal eine Typennummer.

Zeichnest du mal die Schaltung auf?

--
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MaWin

"Roland Damm" schrieb im Newsbeitrag news:44a1a9a1$0$29131$ snipped-for-privacy@newsread4.arcor-online.net...

Bei 10-Gang Potis schon,

Ein Poti hat 3 Anschluesse...

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MaWin

MaWin schrieb:

Verstärkung

Programmable Gain Amplifiers. Das mag der Grund gewesen sein, warum die bei BB alle PGA... heißen. Bei Reichelt ist sowas für schlappe vierzehnfünfundachzig zu haben.

MfG hjs

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Hans-Jürgen Schneider

Roland Damm schrieb:

t ist

er

Hallo,

nein, auf 5 % bei 1 bis 1000 w=E4re die 20000stel Umdrehung.

Bye

Reply to
Uwe Hercksen

Moin!

Nein, eine 140tel Umdrehung, also ca. 2 Grad beim normalen Poti. "Der Idealfall" für eine kleine relative Abweichung heißt: Verstärkung steigt exponentiell zum Winkel. log1000/log1,05 = 141 oder anders gesagt: 141 Schritte zu 5% machen zusammen einen Faktor 1000.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin,

Michael Eggert schrub:

Richtig, ich habe falsch gerechnet. Egal wie, jedenfalls recht viele also kleine Schritte. Wobei 140 ja mit einem großen Knopf dran schon wieder denkbar erscheinen.

CU Rollo

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Roland Damm

Hallo Hans-Juergen,

Bei Analog Devices gibt's das fuer weniger als die Haelfte: AD603. Ist sogar dB-linear, allerdings fuer den HF Bereich vorgesehen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

"Hans-Jürgen Schneider" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@hrz.tu-chemnitz.de...

Nun, darher wollte ich von Leo die Typennummer erfahren, weil die PGA sind sicherlich nicht geeignet, die haben (hab mir so ein halbes Dutzend davon bei

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angesehen) nur eine in wenigen Stufen einstellbare Verstaerkung, und Roland braucht

1000 Stufen (oder nachgerechnet zumindest 140).
--
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MaWin

"Roland Damm" schrieb im Newsbeitrag news:44a2690d$0$29136$ snipped-for-privacy@newsread4.arcor-online.net...

Dir ist schon klar, das du fuer eine auf 5% genaue (Spannungs-)Verstaerkung eines 300kHz Signals um den Faktor 1000 mit der GBW(Leerlaufverstaerkung) eines OpAmps nicht hinkommen wirst ?

--
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MaWin

Hallo Manfred,

Da muesste man mehrere hintereinander nehmen. Ich wuerde das bei einem Massenprodukt wahrscheinlich diskret machen. Variable Lastwiderstaende im Kollektor- bzw. Drainkreis.

Uebrigens gibt es immer noch den guten alten uA733, den ich frueher fuer Gain Control benutzte. Bis um die 300x kommt man damit pro Stueck fuer etwa 50 Cents und das bis zu einigen zig MHz. Oft totgesagt und immer noch da, allerdings abeitet er differenziell (...tiell?).

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

"Roland Damm"

Natürlich geht das. Nimmste halt einen mit xOhm für die Feineinstellung und dann einen mit 1000x Ohm in Reihe. Gegebenenfalls sogar noch einen Dritten. Ich realisiere mit damit in folgender Schaltung eine Verstärkung die sehr genau zwischen 1 und 10000 liegt. Damit kann ich von Gehirnströmen bis zum MP3-Player alles als Input benutzen.

Eingang + | | | |\ | `-|+\ ___ .-. | >------. -|___|--->| | ,--|-/ | A | | | |/ | | '-' | ___ | |\ | |-------o--|___|-----o----|-\ .-. ___ | >----Ausgang | |---´ ,--|+/ | |/ | Eingang -

Die drei Potis haben alle drei sehr unterschiedliche Größenordnungen. Hier benutz ich die um den Verstärkungsbereich weit aufzufächern aber nimmt man beispielsweise nur große Verstärkung wirken die kleinen Potis wie Präzisionstrimmer.

MfG,

Markus

Alle Angaben ohne Gewähr

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Markus

"Markus"

Sorry die Schaltung war quark. Den letzen OP an der rechten Seite musst du als Spannungsfolger (verstärkung1) beschalten.

Reply to
Markus

"Markus"

Und an diesem Spannungsfolger könntest du theoretisch auch gleich den

5V Offset reintun. Oder sind es die 5V, die du so exakt benötigst? Aber auch die kann man ja auf ähnliche Weise genau erzeugen. Ein paar genauere Infos zum Eingangssignal und Einsatzzweck würden wahrscheinlich helfen, dass man dir eine Idealere Lösung vorschlagen kann. Einige Verstärkerchips hast du ja schon empfohklen bekommen.
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Markus

Oh, interessantes Bauteil. Hatte ich irgendwie übersehen. Hatte nur die AD600ff gesehen, da dort explizit bis DC runter angegeben ist. Leider teuer und nur 40dB Bereich.

Allerdings sehe ich im Moment kein Hindernis, dass der AD603 nicht auch bis DC gehen sollte (oder sehr tiefe Frequenzen, ev. dicker Eingangskondensator nötig). Dass es beim Kaskadieren DC-Probs geben kann, ist schon klar.

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
Rolf_Bombach

Moin,

Joerg schrub:

Und wo kann man das kaufen? Nutzt mir ja nichts, wenn ich das Teil nur in 10000'er Stückzahl in usa bekommen kann:-). Und was Preis angeht, alles was es nicht bei Reichelt gibt, muss ich immer Preis plus Versandkosten veranschlagen.

CU Rollo

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Roland Damm

Moin,

Joerg schrub:

Sagt mir jetzt nichts.

Das klingt gut. Wo gibt's den? Ach ja, differentiell sollte ja nichts ausmachen. Derzeit plante ich meine Schaltung mir 12V zu versorgen und mittels OP eine 2V-Spannung zu erzeugen die ich als Masse bezeichne. Dann habe ich Platz für große positive Halbwellen, bin aber bei kleinen Signalen immernoch auf genügend Sicherheitsabstand zur Versorgungsspannung.

CU Rollo

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Roland Damm

Moin,

Markus schrub:

1)

Nein, ich meinte nur 5V größenordnungsmäßig.

Ich hatte vor längerem schon mal hier wegen der Sache angefragt, es ging um die Messung der Intensität kurzer Pulse. Demnächst habe ich Zeit, das Projekt anzugehen und bin in meiner Planung auch schon relativ weit.

Von denen ich aber nicht weiß, wie man sie bekommt.

Anwendung: eine Fotodiode liefert Strompulse weil sie mit Blitzlicht von 1Hz bis zu 200Hz beleuchtet wird. Ein Puls liegt in der Intensität von Null bis Maximalaussteuerung der Diode. Dauer eines Pulses ~ 5us ... 50um. Je stärker der Puls desto länger dauert er. Mit diesen Strompuls aus der Fotodiode lade ich einen Kondensator auf. Dessen Spannung würde ich gerne regelbar verstärken bis auf ein handliches Maß. Dann kommt noch ein HP-Filter mit Trigger dran, der mit ein High-Pegel liefert, wenn die Flanke steigt (und etwas länger). Dieser Pegel schaltet eine Sample&Hold-Schaltung auf 'Sample'. Der Ausgang vom S&H kommt dann auf eine Aussteuerungsanzeige (LM3914).

Sinn der Übung: Bei gegebener Lichtpulsintensität den regelbaren Verstärker so einstellen, dass die Aussteuerungsanzeige auf Mitte steht. In den folgenden Minuten bis Stunden dann die Anzeige beobachten und sehen, wie die Lichtblitzintensität zu- oder abnimmt (um andernorts dagegen regeln zu können (manuell).

Wichtig: Die Schaltung soll die Intensität der Lichtblitze anzeigen unabhängig von deren Frequenz. Deswegen diese S&H-Schaltung, weil eine einfache PeakHold-Schaltung immer irgendwie zu langsam oder zu schnell oder beides gleichzeitig ist.

Nur damit der ganze S&H-Kram und folgendes funktioniert, brauche ich den Puls erst mal vernünftig auf einen moderaten Bereich verstärkt.

Zu deiner Schaltung: Die losen Enden der Potis sollen in der Luft hängen?

Bringt es für meinen Zweck was, die Schaltung mit 3 OPs aufzubauen, wo ich doch nur ein Signal gegen Masse verstärken will? Wie ist 1) umzusetzen, so spontandurchschaut habe ich das noch nicht. Wie sieht es mit der Handhabbarkeit aus, ich meine linearität/logarithmität des Regelbereiches?

Ich muss darüber noch mal nachgrübeln...

CU Rollo

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Roland Damm

Hallo Roland,

Denke Dir eine normale Transistor-Verstaerkerschaltung. Die Verstaerkung wird dabei ueber das Verhaeltnis Kollektorwiderstand zu Emitterwiderstand eingestellt. Nun kann man einen davon variieren, etwa durch einen gesteuerten FET oder bei mir meist mit PIN Dioden. Letzteres geht aber nur fuer HF.

Eine andere ziemlich gerissene Variante ist die Verwendung eines DAC, bei dem man an das R2R Widerstandsnetzwerk herankommt. Aber das geht in die hoeheren Weihen der Elektonik. Im Design Reviw kommen dann Kommentare von "unorthodox" bis "ekelhaft".

Reichelt, 53 Euro-Cents das Stueck, im DIL Gehaeuse.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

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