Spannungsverdoppler 0.10V auf 0.20V

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Schüler12345
Inventar

#1 erstellt: 09. Apr 2008, 17:17

Hi,

wir möchten die Lichtanlage in unserer Schule ein wenig aufbessern und steigen von daher auf ein DMX Steuerpult um. Um mit diesem unseren alten Dimmer weiterverwenden zu können schalten wir einen Demultiplexer vor, der das DMX Signal in ein analoges 0...10V Signal umwandelt. Leider braucht unser Dimmer aber ein 0...20V Signal. bei 20V ist die volle Aussteuerung erreicht, bei 0V keine Aussteuerung.

Sämtliche Spannungen sind Gleichspannungen.

Wer kann mir da eine Schaltung empfehlen, die die Eingangsspannung immer verdoppelt und bei 0V auch 0V ausgibt? Die Spannungsverdoppler, die ich durch googlen gefunden habe, funktionieren oft erst ab 6V oder haben ähnliche Krankheiten.

Was ich bisher gefunden habe ist, dass ich einen rail-to-rail op amp brauche, aber wie muss ich einen solchen dann verschalten etc?
Ich habe leider keine Ahnung und hoffe ihr könnt mir helfen.
Das Ganze soll ein 12 Kanal Ausführung werden, aber das ist ja erst einmal unwichtig.

Vielleicht kann sich einer auch die mühe machen, einen Schaltplan zu erstellen. Das wäre echt super.

Wenn ihr noch Informationen braucht einfach sagen

Injen
Stammgast

#2 erstellt: 09. Apr 2008, 18:24

wie wäre es simplerweise mit einem OPV????

Schüler12345
Inventar

#3 erstellt: 09. Apr 2008, 18:36

Was ich bisher gefunden habe ist, dass ich einen rail-to-rail op amp brauche, aber wie muss ich einen solchen dann verschalten etc?
Ich habe leider keine Ahnung und hoffe ihr könnt mir helfen.

Genau da ist ja mein Problem

Ich arbeite mich zwar gerade in switcherCAD ein, aber ohne jede Grundlage fällt es mir halt schwer, etwas vernünftiges zu simlulieren.

Injen
Stammgast

#4 erstellt: 09. Apr 2008, 18:50

also was ein Rail to Rail OPV ist weiss ich nicht. Es geht doch aber um eine ganz normale Gleichspannung, die ja irgendwo auch eine Masse hat. Den OPV gibt man dann eben die Versorgungsspannung (+/- 22V müsstens schon sein) koppelt ihn zurück auf Verstärkung = 2 und fertig ist die geschichte.

So gesehen:
8 Pol OPV
-V+ und V- Bein anschließen.......nat einen Raussuchen, der auch 20V Ausgangsspannung schafft (in jede Richtung!!!)
- An den Ausgang ein 10k Lastwiderstand gegen Masse setzen
- an den + Eingang bzw. nicht invertierendem kommen deine 0-10V
vom Ausgang aus, machste einen 20k Widerstand an den Invertierenden Eingang und von da aus einen 10k Widerstand gegen Masse
Fertig sollte das Sein. die 20 und 10k sind nur Richtwerte Hauptsache es ergibt sich durch Division 2 (Verstärkung 2), der kleinere von beiden Widerständen kommt von invertierendem Eingang gegen Masse, der größere von Ausgang zu invertierendem Eingang.

Ich hoffe ich habs jetzt verstanden

Schüler12345
Inventar

#5 erstellt: 09. Apr 2008, 19:43

Hi,

nach einigem rumprobieren bin ich zu folgender Schaltung gekommen:

In der Theorie (Simulation) funktioniert sie, aber tut sie das auch noch in der Realität?

Wäre euch sehr dankbar, wenn ihr euch diesbezüglich äußern könntet,

ciao,
Martin

Achso, welche op amps können denn ca. 25V Versorgungsspannung und 10V Eingangsspannung ab? Es gibt so viele, dass ich den Überblick schon längst verloren habe

-3dB
Stammgast

#6 erstellt: 09. Apr 2008, 20:11

Hallo Martin,

Schaltung soweit ok - aber schau dir einmal den Betriebsspannungsbereich des von dir vorgeschlagenen OP´s an.

Gruß Wilhelm

Schüler12345
Inventar

#7 erstellt: 09. Apr 2008, 20:43

Hi,
der hat bloß als Muster zum testen der Spannung gedient. In der derzeitigen Überlegung ist ein LM324 geplant, der bis 30V abkann.

ciao

Kay*
Inventar

#8 erstellt: 09. Apr 2008, 23:13

Schüler12345

dass ich einen rail-to-rail op amp brauche

stimmt, sonst kommt er bei asym. Versorgumng nicht auf 0V runter.

und dann
- nicht-invertierend
- mit Verstärkung 2 und
- asymetrischer Versorgung beschalten.

Bei

www.ti.com gibt's zum downloaden und lesen;
Op Amps for Everyone Design Guide slod006b

Schüler12345
Inventar

#9 erstellt: 09. Apr 2008, 23:49

Mit eurer und der Hilfe aus anderen Foren bin ich auf oben stehende Schaltung gekommen.

In dieser komme ich auch ohne Rail to rail Verstärker auf 0V Ausgangsspannung bei 0V Eingangsspannung. Kann mir das jemand erklären (nicht dass es mich stören würde, aber es interessiert mich jetzt schon

) oder liegt da ein Simulationsfehler vor und die Praxis sieht ganz anders aus?

Die aktuelle Simulation ist einfach zu schön um wahr zu sein

[Beitrag von Schüler12345 am 09. Apr 2008, 23:50 bearbeitet]

pcprofi
Inventar

#10 erstellt: 10. Apr 2008, 08:45

Also die Schaltung ist im Prinzip so korrekt - wie gesagt, die Nachteile der Simulation stecken natürlich auch mit drin.

Ich würde behaupten, dass du es nicht schaffst ohne nen Rail-to-Rail OPAmp auf die 0V zu kommen, die du aber auf jeden Fall brauchst. -> Ungenauigkeit der Simulation. Würde ich sagen, ich bin der Meinung man müsste es in der Praxis ausprobieren, und da die Rail-to-Rail Dinger dasselbe kosten...

Achja: Eine vollständige und gute Erklärung für einen OPAmp findest du auf

www.elektronik-kompendium.de

Gruß Rainer

Injen
Stammgast

#11 erstellt: 10. Apr 2008, 15:47

die Schaltung sollte zwar bis 0V gehen aber erst bei 0,7 anfangen zu arbeiten, wegen der Diode, täte ich jetzt sagen.

Der LM324 ist zwar kein schlechter OPV (kurzschlussfestigkeit) aber reicht dennoch nicht aus, wenn ich es richtig gelesen habe. Er ist zwar mit 30V (+/- 15V)durchaus zu betreiben schafft aber laut Datenblatt nur 26V am Ausgang. Da das Jedoch auch aus Spitze-Spitze gerechnet ist, hast du pro seite nur 13V. Die umgepolte Spannung kannst du ja nicht gebrauchen und da alles mit Gleichstrom läuft, kann man das auch nicht auskoppeln. Daher bräuchtest du einen OPV der JE mind 22V abkann bzw. am Ausgang +/- 20V schafft. Ich habe da jetzt leider auch keinen im Sinn aber ich denke ein wenig google bringt da Großes hervor. Wenn ich mich nicht Irre, gibts auch OPVs die auch mit deutlich über +/- 60V betrieben werden können und recht breitbandige Spannungsversorgungen abkönnen. Sowas wäre vielleicht gut, da du die Schaltung dann gleich in einem anderen Gerät integrieren kannst und dessen Netzteil benutzt.

Hoffe ich erzähl keinen schwachsinn

Schüler12345
Inventar

#12 erstellt: 10. Apr 2008, 18:09

Hallo,
danke, ich habe mir jetzt einfach mal 3 verschiedene op amps bestellt, darunter auch welche in rail to rail ausführung. Mal schauen, ob es mit den billigen 324 oder 124 funktioniert, ansonsten müssen wir halt ein paar € mehr investieren. Zahlt ja die Schule

ciao

Kay*
Inventar

#13 erstellt: 10. Apr 2008, 19:06

Injen,
wozu muss ein OP "am Ausgang +/- 20V schaffen",
wenn man 0...+20V braucht?

Injen
Stammgast

#14 erstellt: 10. Apr 2008, 19:51

so wie ich das sehe gehts um Gleichspannung 0-20V............wenn der OPV angenommen nur +/- 10 schafft und man verbindet die Masse von aussen (andere Geräte) mit der Mittenspannung, kommen 0V ausm OPV wenn der auch 0V Eingang hat. aber da man ja nur bis +10 kommt würds nicht reichen. Wenn man die Masse von aussen mit -Vs vom OPV verbindet würde man bei -5V eingang zwar 0V bekommen aber wo soll man die hernehmen, wenn alles gleichspannungsgesteuert ist?

Edit:
23:08
Nach wie vor schleierhaft wie dann der OPV bei 0V Eingang im Prinzip -Vs ausgeben soll.............aber ich gugg einfach mal weiter zu und mach mir meine Gedanken mit

[Beitrag von Injen am 10. Apr 2008, 23:10 bearbeitet]

Kay*
Inventar

#15 erstellt: 10. Apr 2008, 21:23

verstehe ich nicht,
es gehen 0..+10V rein, 0..+20V sollen rauskommen,
so steht es oben.

Schüler12345
Inventar

#16 erstellt: 10. Apr 2008, 21:37

und so ist es auch.

Naja, nichtsdestotrotz habe ich mal einen stärkeren opamp auch mitbestellt, sollte es mit dem 324 tatsächlich nicht funktionieren, kann ich es ja mal mit einem anderen ausprobieren. Das gute ist ja, dass die Teile fast nichts kosten

Werde dann mal berichten, ob und wie es funktioniert.

pcprofi
Inventar

#17 erstellt: 10. Apr 2008, 23:03

Injen schrieb:

wenn der OPV angenommen nur +/- 10 schafft und man verbindet die Masse von aussen (andere Geräte) mit der Mittenspannung, kommen 0V ausm OPV wenn der auch 0V Eingang hat.

Aber genau das tun wir ja nicht! Wir machen ja keine Symmetrische Betriebsspannung - sondern eine virtuelle Masse. Schau dir mal die Schaltpläne an.

Gruß Rainer

Mülleimer
Hat sich gelöscht

#18 erstellt: 11. Apr 2008, 08:05

Injen schrieb:

die Schaltung sollte zwar bis 0V gehen aber erst bei 0,7 anfangen zu arbeiten, wegen der Diode, täte ich jetzt sagen.

Ich würde den Gegenkopplungsspannungsteiler hinter der Diode anschließen, dann gibt es keine tote Zone.

Einen Dimmer kann man auch mit einem Fotowiderstand steuern. Wo sollen denn wann welche Lampen gesteuert werden, in einzelnen Räumen oder wie?

[Beitrag von Mülleimer am 11. Apr 2008, 08:13 bearbeitet]

Schüler12345
Inventar

#19 erstellt: 11. Apr 2008, 09:35

Hallo,

es sollen Theaterscheinwerfer auf einer Bühne durch einen zentralen 6x 2 Kanal Dimmer gesteuert werden, dessen Steuersignal 0 bis 20V umfasst.

Mülleimer
Hat sich gelöscht

#20 erstellt: 11. Apr 2008, 10:47

Hallo,

ich würde einen zweistufigen Transistorverstärker empfehlen, der geht von 0 bis 0,2V unter +Ub. Ub also 20,2V min.

3 Widerstände, 2 Transoren, 2 Kondensatoren.

Müßte im I-Netz zu finden sein.

Z.B. hier:

http://www.ferromel.de/tronic_1901.htm
ähnlich Schaltung 11

Die Elkos und der Eingangsspannungsteiler kommen weg. Dafür den Eingang und Ub nach Masse abblocken.

[Beitrag von Mülleimer am 11. Apr 2008, 11:01 bearbeitet]

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