Probleme mit Spannungslimiter Schaltung - Hilfe! [Archiv] - ProgForum.com

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17.03.2004, 15:10

Hallo, ich habe ein kleines Problem mit folgender Schaltung. Die Schaltung habe ich aus einem Gerät abgekupfert, sie stammt daher nicht aus meiner eigenen Hand und daher fällt mir die Fehlersuche etwas schwer. Ich will auch nicht 100%ig ausschließen das ich beim Kopieren einen Fehler gemacht habe oder irgendetwas übersehen habe da mir nur die bestückte Leiterplatte zur Verfügung stand. Der Sinn der Schaltung die eine Spannungsbegrenzung, d.h. steigt die Eingangsspannung über Beispielsweise 3 Volt so wird die Ausgangsspannung die bis dato mit dem Eingangssignal übereinstimmte auf 3 Volt gehalten bis das Eingangssignal wieder abfällt. Also anversich ein Spannungsfolger der eine Spannungsobergrenze hat die er am Ausgang nicht überschreiten kann. Nun zur Schaltung: Fangen wir mal von hinten an weils am einfachsten ist *g* der letzte OPV (oben Links) ist ein Spannungsfolger und dient nur dazu einen niedrigen Ausgangswiderstand zur verfügung zu stellen. Die beiden ersten OPVs (unten links und unten rechts) sind so wie ich das erkennen kann invertierende Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor von -1 fragt sich nur nach dem Sinn dieser beiden?!? Die Versorgungsspannung aller OPVs ist im übrigen 12 Volt und Masse, es steht keine -12 Volt o.ä. zur verfügung! das vierte und letzte OPV (oben rechts) ist wohl so eine art schwellwertschalter, wobei mit die Funktion der Diode bisher total spanisch vorkommen und ich keinen blassen schimmer habe was die tut. Was tut die Schaltung bei mir im MOMENT: Ich kann mit dem Poti (R11) eine Spannung an Pin 3 einstellen die wiederrum eine Spannung an Pin 2 erzeugt die aber fix gehalten wird und von der Eingangsspannung nicht beeinflusst wird wie es eigentlich der fall sein sollte. Die Spannungan an Pin 6 der OPVs 1 und 2 (also unten links und unten rechts) ist etwas geringer als die Eingangsspannung. Wenn ich die Schaltung mit Bsp: 2 Volt speise (Pin 2 an OPV 1) dann erhalte ich an den Pin 6 der OPVs 1 und 2 jeweils 1,40 Volt. Bei eingestellten 3 Volt am Poti (also Pin 3 an OPV 3) erhalte ich am Pin 2 des dritten OPVs eine Spannung von 1,69 Volt die ich dann natürlich auch am Ausgang anliegen habe. Der Ausgang des OPV 3 (Pin 6) liegt immer auf 12 Volt egal wie ich die Eingangsspannung variire. Die Ausgangsspannungen der OPVs 1 und 2 werden auch NIE 0 Volt auch wenn ich den Eingang komplett abklemme. Ich hoffe mir kann jemand helfen, ist echt wichtig für mich das diese Schaltung funktioniert. Gruß Malte. <img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/messages/10731/12131.jpg" alt="">

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17.03.2004, 15:39

Hi! Keine Ahnung, was die beiden Invertierer unten sollen, aber... > das vierte und letzte OPV (oben rechts) ist wohl > so eine art schwellwertschalter, wobei mit die > Funktion der Diode bisher total spanisch > vorkommen und ich keinen blassen schimmer habe > was die tut. Ganz einfach: Der OP bekommt die "Obergrenze" vom Poti auf den positiven Eingang, das zu begrenzende Signal auf den negativen. Solange das zu begrenzende kleiner ist als die Schwelle, liegt der Ausgang des OP auf der positiven Versorgung. Durch die Diode fließt soherum aber kein Strom, nix passiert, das Signal bleibt wie es ist. Keine Rückkopplung auf den Eingang des OP, kein Gleichgewicht, OP bleibt "oben" kleben. Ist das zu begrenzende Signal größer als die Schwelle, zieht der OP seinen Ausgang runter. Über die Diode (in die Richtung leitet sie ja) zieht er damit auch das zu begrenzende Signal runter, und zwar soweit, bis positiver Eingang (Grenze) und negativer Eingang (Signal) gleich sind. Gleichgewicht. Der Widerstand zwischen dem OP unten rechts und oben rechts ist dafür da, daß der OP auch wirklich am Signal "ziehen" kann. Was der Widerstand am Ausgang des OP oben rechts soll, weiß ich auch nicht. Vielleicht schwingt der OP sonst und braucht eine Mindestlast. > Ich hoffe mir kann jemand helfen, ist echt > wichtig für mich das diese Schaltung funktioniert. Hast Du auch rail-to-rail-OPs genommen? Die meisten OPs funktionieren nur bis 2..3V an ihre Betriebsspannung heran. Das heißt, wenn Du keine negative Versorgung hast, kommen die OPs evtl nur bis 2..3V runter. Achja, wenns nicht gaaanz so genau sein muss mit der Begrenzung, sondern vielleicht nur zum Schutz von irgendwas, dann nehm ich immer einfach einen Verstärker und einen Spannungsteiler. Begrenzung auf 3V wäre dann bei 12V Betriebsspannung einfach eine Verstärkung *4 und dann ein /4 Spannungsteiler. Mehr als 12V können nicht aus dem Verstärker kommen, macht 3V am Spannungsteiler. Fertig. Die besagten 2..3V mal vernachlässigt. Gruß, Michael

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17.03.2004, 15:40

wenn du nicht sicher bist,dass du korrekt abgekupfert hast...dann wuerde ich nochmals das orginal mit deinem werk vergleichen: dafuer brauchst du keine hilfe. wie heisst das ic ? bist du ganz sicher,dass nicht doch 'minus 12 Volt' noetig ist? du sagst naemlich,dass einer der ausgaenge NIE auf null geht...!!! konntest du den diodentyp auch abkupfern ? muss es nicht eine zenerdiode sein? Ed.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" border=0>

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17.03.2004, 16:24

Hallo, danke erstmal für die schnelle Hilfe. also zu den ICs, bei den OPVs handelt es sich um den Typ OP070P, ist ein 8 Pol IC mit jeweils einem OPV drin. davon halt 4 Stück. Die Diode ist eine BAT46, alle Werte der Bauteile sowie deren Bezeichnung entstammen dem Original. Die Diode ist ebenfalls im Original identisch. Hab extra darauf geachtet weil ich ja nicht genau die Funktion kannte. So oder ähnlich hab ich mir die Funktion ja auch vorgestellt. Das würde ja dann eigentlich bedeuten das wenn ich an Pin 3 mit dem Poti 3 Volt einstelle das Ausgangssignal NIE über 3 Volt wandern dürfte oder?! Was die Versorgungsspannung angeht, das Original hat ebenfalls keine -12 Volt sondern betreibt die ICs zwischen +10V und Masse (ok da ist eine Abweichung aber 2 Volt unterschied in der Versorgungsspannung sollten einen derartigen Effekt eigentlich nicht hervorrufen oder? Wasa mich etwas stuzig machs sind die beiden Invertierenden Verstärker am eingang in reihe... was tut ein Inv. Verstärker mit Faktor 1 wenn ihm am eingang 0 Volt angeboten werden und er +12V und Masse als Versorgungsspannungen hat?! Fällt er dann auf 0 Volt ab oder was?! meine Produzieren ja immer 1,37v (OPV 1) bzw. 1,48v (OPV 2) Die ausgangsspannung schwankt zwar leicht wenn der Eingang modifiziert wird aber wenn dann im mV bereich. Der Arbeitsbereich der Schaltung liegt übrigends bei Eingang 0-5 Volt und Ausgang 0-3 Volt. Die Begrenzungsschwelle liegt also irgendwo um 2,5-3 Volt rum. Die Begrenzung muss leider sehr exakt sein. Es handelt sich dabei um einen Drucksensor der bei mehr als Athmosphärendruck (ca. 3 Volt) diese schwelle überschreitet, die dahinterliegende Auswertungsschaltung (die ich nicht beeinflussen kann) darf aber nie mehr als 3 Volt lesen da sonst ein Fehler erzeugt wird. Soviel mal zum Hintergrund der Schaltung. Nur mal so als überlegung, wäre es nicht möglich am eingang nen Spannungsfolger zu installieren und die beiden Inv. Verst. wegzulassen?! eigentlich sollte es der schaltung doch egal sein zumindest was den Schwellwertschalter angeht oder? Ich vermute nämlich da irgendwie das Problem... weil der Eingang ja schon sehr merkwürdig agiert wie ich finde und dann kann der Schalter ja auch nicht anständig funktionieren... so wie ich das gemessen habe ist der Ausgang von OPV 3 auch immer +12V, kann den Eingang als garnicht runterziehen und somit begrenzern... zumal der Eingang ja auch nie über die eingestelle Spannung kommt. PS: was das abkupfern angeht, ich bin mir schon ziemlich sicher und habs auch schon zig mal überprüft... aber bei sowas ist immer ein gewisser Restrisikofaktor mit drin. ;-) Gruß Malte

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17.03.2004, 16:47

hi, ich kenne den OP07 (wird wohl der grosse bruder vom OP070 sein)und der braucht duale stromversorgung. hange doch einfach -12 volt an die OPVs und deine schaltung wird korrekt funktionieren. die stufen am eingang haben je ein opv-pin an gnd: das heisst zweimal invertieren und ein psitives signal am eingang wird wieder positiv an die begrenzerstufe geliefert! Praezisions OpAmps haben alle +/- 12-15V versorgung! ed

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17.03.2004, 17:06

@Malte, zumindest in deinen beiden unteren Verstärkern ist dir ein Fehler untergekommen. Die + Eingänge liegen für den OPV gesehen auf - und zwingen die Ausgänge auf GND. Um an den Ausgängen noch eine Reaktion zu erreichen müßte der - Eingang noch negativer werden als der + Eingang. Das geht aber in deiner Schaltung nicht. Ein OPV reagiert immer auf die Differenzspannung an seinen Eingängen. Dein + Eingang ist aber schon - max. Noch negativer gehts nicht. :-). Um mit den OPV's eine Schwelle festzulegen, gehört da eigendlich ne feste Referenzspannung rein. Mit nem Spannungsteiler wie bei dir "schwimmt" die eingestellte Spannung mit der Versorgungsspannung mit, die müßte also von Haus aus schon sehr stabiel sein. Ob 10V oder 12Volt is der Grundfunktion egal. OPV's brauchen zum Betrieb keinen GND. Mann realisiert in vielen Schaltungen einen festen Bezugspunkt (GND) um unabhängig von der Versorgungsspannung ein genau definiertes Bezugspotential zu erhalten. Schau mal im Batronix unter Know-How / Diverses... nach, da sind die OPV's erklärt. Gruß Gerd

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17.03.2004, 17:13

Hallo, ich glaub ich hab meinen Fehler... hab grad in der Originalschaltung den -10 bzw. -12 Volt konverter gefunden der jeweils an den GND eingängen des OPVs hängt... soviel dazu ;-) naja werd ich mir halt noch einen drumherum basteln ;-) ich denke mal das wars dann... Gruß Malte.

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17.03.2004, 17:17

haste gesehen logik ist logik ed.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/wink.gif" border=0>