Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Ialla fall kan jag säga att jag haft en sån där underbar Aha-upplevelse vad gäller OP förstärkare tack vare denna tråd. Nu behöver jag inte googla av lathet efter kopplingar. Nu förstår jag OP:esen. Det är en regulator vars utsignal försöker sträva till att ingången ska ha diff.spänningen 0. Denna utsignal, som leds bakåt, ser vi som den förstärka signalen. Så tror jag grundprincipen är.
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Du har fått lite olika förslag och själv kommit med ett förslag på hur stor förstärkning man ska ha. Inget av förslagen är korrekt så jag ska reda ut hur man kan tänka.
En variation i inspänningen på 0,5 V ska ge en variation i utspänningen på 9 V.
Då krävs förstärkningen 9/0,5 = 18 gånger.
Med 18 gångers förstärkning blir utsignalen 8 V för stor, vi måste alltså subtrahera 8 V.
Slutsats: uut = 18*uin - 8
Om man vill lösa problemet mer matematisk så kan man bilda räta linjens ekvation för en linje som går genom punkten uin=0,5 V och uut=1 V samt punkten uin = 1 V och uut = 10 V. Resultatet blir som ovan.
När man vill beräkna resistansvärden i den föreslagna kopplingen är det lättast att tänka superpositionssatsen som säger:
Man kan beräkna en inspännings bidrag till utspänningen genom att nollställa alla andra inspänningar. Då man beräknat bidraget från alla inspänningar på detta viset summerar man alla bidrag för att erhålla utspänningen.
I vår koppling:
Nollställ uin. Från 12 V inspänningen har man nu en inverterande förstärkare som ger bidraget: -100k/150k * 12 V = -8V.
Nollställ 12 V. Från uin har man nu en icke-inverterande förstärkare som ger bidraget: ( 100k/(6,122k//150k) +1) *uin = 18 *uin
Summera bidragen: uut = 18 *uin - 8 vilket var det önskade sambandet.
Problemet går att lösa på en massa olika sätt men superpositionstänkandet tycker jag ger en överskådlighet som gör att man förstår kretsens funktion.
Har du kopplat upp kretsen och fått den att fungera?
En variation i inspänningen på 0,5 V ska ge en variation i utspänningen på 9 V.
Då krävs förstärkningen 9/0,5 = 18 gånger.
Med 18 gångers förstärkning blir utsignalen 8 V för stor, vi måste alltså subtrahera 8 V.
Slutsats: uut = 18*uin - 8
Om man vill lösa problemet mer matematisk så kan man bilda räta linjens ekvation för en linje som går genom punkten uin=0,5 V och uut=1 V samt punkten uin = 1 V och uut = 10 V. Resultatet blir som ovan.
När man vill beräkna resistansvärden i den föreslagna kopplingen är det lättast att tänka superpositionssatsen som säger:
Man kan beräkna en inspännings bidrag till utspänningen genom att nollställa alla andra inspänningar. Då man beräknat bidraget från alla inspänningar på detta viset summerar man alla bidrag för att erhålla utspänningen.
I vår koppling:
Nollställ uin. Från 12 V inspänningen har man nu en inverterande förstärkare som ger bidraget: -100k/150k * 12 V = -8V.
Nollställ 12 V. Från uin har man nu en icke-inverterande förstärkare som ger bidraget: ( 100k/(6,122k//150k) +1) *uin = 18 *uin
Summera bidragen: uut = 18 *uin - 8 vilket var det önskade sambandet.
Problemet går att lösa på en massa olika sätt men superpositionstänkandet tycker jag ger en överskådlighet som gör att man förstår kretsens funktion.
Har du kopplat upp kretsen och fått den att fungera?
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Hej,
Ja. Jag har kopplat upp den och provat lite olika förstärkningar o nivåskift (så de passar mot de R jag har i sortimentsskåpet). Spänningarna jag hade in o ut är inte exakt det jag har i verkligheten. Det jag har är en utspänning från en thermoelement->analogUt krets (ADA-någonting) och den har 1.25V som offset.
Strunt samma. Det jag har är ju ett delta-V och det är den som ska förstärkas. Jag insåg ganska snabbt att det är mer matte bakom det hela än "bara" R2/R1". Det du visade nu ger mig mer kött på benen och jag ska studera beräkningarna i detalj. Det där med räta-linjens ekvation gillar jag skarpt för det ger en tydlig bild på vad kretsen ska göra.
Superpositionssatsen är nåt jag inte använt på länge. Dags att damma av den verkar det som. Men ett utmärkt tillfälle att fördjupa sig i OP:esen.
Ja. Jag har kopplat upp den och provat lite olika förstärkningar o nivåskift (så de passar mot de R jag har i sortimentsskåpet). Spänningarna jag hade in o ut är inte exakt det jag har i verkligheten. Det jag har är en utspänning från en thermoelement->analogUt krets (ADA-någonting) och den har 1.25V som offset.
Strunt samma. Det jag har är ju ett delta-V och det är den som ska förstärkas. Jag insåg ganska snabbt att det är mer matte bakom det hela än "bara" R2/R1". Det du visade nu ger mig mer kött på benen och jag ska studera beräkningarna i detalj. Det där med räta-linjens ekvation gillar jag skarpt för det ger en tydlig bild på vad kretsen ska göra.
Superpositionssatsen är nåt jag inte använt på länge. Dags att damma av den verkar det som. Men ett utmärkt tillfälle att fördjupa sig i OP:esen.
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Precis! det är en underbar situation när man greppa och från denna punkt så kan du nu strunta i 90% av alla grundkopplingar som du hittar på Internet eftersom du nu kan styra allt detta själv med eget tänk!! - jag kan säga att jag stött på civ-ing. med full pott på sina ämnen, inte alls har greppat det även efter ett år på ett utvecklingsavdelning och det hela blir lite pinsamt när de bangar på rena grundkopplingar runt OP-ampar och faktiskt inte förstår dem...Dalmas skrev:Ialla fall kan jag säga att jag haft en sån där underbar Aha-upplevelse vad gäller OP förstärkare tack vare denna tråd. Nu behöver jag inte googla av lathet efter kopplingar. Nu förstår jag OP:esen. Det är en regulator vars utsignal försöker sträva till att ingången ska ha diff.spänningen 0. Denna utsignal, som leds bakåt, ser vi som den förstärka signalen. Så tror jag grundprincipen är.
När det gäller filter mm. så brukar man dock få gå tillbaka till Internet
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Inlägget före dig tog upp superpostionssatsen. Den måste jag refresha. Det är ju matte bakom kopplingarna och de behöver inte nödvändigtvis vara uppenbara.
Ialla fall blir det mer tydligt var beräkningsstegen kommer från. Det är bättre att förstå än att nöta in det eller ha fusklappar på Note It!
Ialla fall blir det mer tydligt var beräkningsstegen kommer från. Det är bättre att förstå än att nöta in det eller ha fusklappar på Note It!
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Om man har läst någon elektronikkurs på högskolenivå så hade nog den rekommenderade metoden att lösa problemet varit nodanalys. Se nedan
-Konstatera att potentialen på -ingången är lika stor som på +ingången för en ideal OP, d v s uin.
-Summera de 3 strömmarna som flyter in till noden på -ingången m h a potentialerna på båda sidor om alla resistorer.
-Summan av dessa strömmar är 0 enligt Kirchhoffs strömlag.
-Lös ut uut ur ekvationen.
Nackdelen med denna metod i förhållande till superpositionsmetoden är att den är mest lämpad för analys av en redan färdig konstruktion. Superpositionsmetoden kan enligt mig ge mer aha-upplevelse för hur man ska koppla nästa gång man får ett liknande problem.
-Konstatera att potentialen på -ingången är lika stor som på +ingången för en ideal OP, d v s uin.
-Summera de 3 strömmarna som flyter in till noden på -ingången m h a potentialerna på båda sidor om alla resistorer.
-Summan av dessa strömmar är 0 enligt Kirchhoffs strömlag.
-Lös ut uut ur ekvationen.
Nackdelen med denna metod i förhållande till superpositionsmetoden är att den är mest lämpad för analys av en redan färdig konstruktion. Superpositionsmetoden kan enligt mig ge mer aha-upplevelse för hur man ska koppla nästa gång man får ett liknande problem.
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Om Superpositionssatsen är ett mer generellt synsätt på hur OP-kopplingar fungerar och det resulterar i ett matematiskt samband så ligger det en stor fördel i att förstå och använda det verktyget.
Nu minns inte jag direkt hur en OP ska hanteras när den beskådas med SPS. Var det inte en 10Meg resistor på ingången och en strömgenerator på utgången tro?
Måste konsultera böcker...
Nu minns inte jag direkt hur en OP ska hanteras när den beskådas med SPS. Var det inte en 10Meg resistor på ingången och en strömgenerator på utgången tro?
Måste konsultera böcker...
Re: Förslag på OP-koppling, nivå och förstärkning
Dalmas skrev:Måste konsultera böcker...
ghu skrev:Om man har läst någon elektronikkurs på högskolenivå så hade nog den rekommenderade metoden att lösa problemet varit nodanalys.
Min uppfattning av kretsanalyskursen på Chalmers för civilingenjörsprogrammet elektroteknik var att den var väldigt begränsad. Även om det inte sades tydligt tycker jag nu senare att metoderna som lärdes ut var endast lämpade med datorberäkningar eller enklare kopplingar.
Grunden är ekvationslösning för att ta fram de uttryck som önskas. Antalet oberoende ekvationer måste vara minst antalet okända variabler. Använder vi ekvationslösning på dator går det att köra på med nod- eller maskanalys direkt även om antalet okända variabler blir många.
Däremot ska det beräknas för hand kan det behövas förarbete för att få ner antalet okända variabler. För kopplingar i två dimensioner utan korsningar ses minsta antalet strömvariabler enkelt då varje fönster får en variabel. Men skulle topologin (kopplingens utseende) vara mer avancerad går det att skissa träd över noderna och "chords" utifrån en "graph".
https://en.wikipedia.org/wiki/Graph_theory
Vidare finns det allehanda trix att ta till för att få ner komplexiteten. Transformera ström- och spänningskällor (serie- och parallellkoppling), slå samman element (komponent modeller), använda sig av samband mellan ström och spänning.
