koppling med operationsförstärkare

[ghu]

Skälet att jag fick en komplicerad krets är att:
-Det stod i specen att offset och förstärkning skulle ställas in med 2 potentiometrar. Därav separering av dessa funktioner.
-Det är jättelätt att ställa in den föreslagna kretsen för olika offset och förstärkning.
- Fungerar med matningsspänningar 15V - 30V
-Jag använde den superbilliga LM324 som är lätt att få tag på samt många har i sitt komponentförråd.

Jag är också gammaldags och uppskattar enkla och billiga lösningar.
Om man vill kan man ju byta ut LM324 mot en betydligt dyrare OP med rail-to-rail både på in- och utgång.
Då kan man ta bort klippkretsen och dioder på utgångarna mm.
Däremot kan det ju behövas en spänningsregulator om man inte har tillgång till +10 V.
Förmodligen blir kretsen då dyrare totalt sett.

[pi314]

Vilken hiskelig komplexitet...

Det var ungefär min tanke också när jag såg tråden.

TS vill ha två potentiometrar. Två potentiometrar, 2-3 motstånd och en op-amp borde väl räcka?

Det var så länge sedan jag höll på med op-ampar, så jag vet inte hur sådana som drivs med enkel spänning klarar av att ge ner till noll ut.

Hade det funnits +/- drivspänning så hade det garanterat varit jätteenkelt. Ungefär som Martas skiss. Om det finns op-ampar som drivs med 10 volt, som kan ge 0 volt ut och hantera ner till 0 volt på ingångarna, så borde Martas skiss, lite kompletterad med potentiometrar, fungera. Finns sådana op-ampar?

Som TomasL skrev, att skapa en minuskälla som kan leverera några milliampere är inte värst komplicerat. Om det behövs.

/π

[Swech]

Mina egna försök var också med utgång från att det här bör bli simpelt... men fick inte till det..
Ghu har uppfattat kraven alldeles korrekt så en enklare variant är inte lämplig
då både offset och lutning kommer att variera från fall till fall.

Swech

[ghu]

Du kommer att få det enkelt att ställa in.

Ersätt bara 4V källan med en potentiometer.
Mät upp spänningen från potentiometern och justera till önskad offsetspänning på potentiometerns utgång.

Ersätt R2 med en potentiometer kopplad som justerbart motstånd
Ställ in en inspänning i "aktiva" intervallet. Trimma förstärkning till önskad utspänning.

Vad har du för matningsspänning?

[MiaM]

Du tänker fel.
U1 är kopplad som en differensförstärkare.
Utspänningen från U1 skulle vid dubbel matningsspänning bli V2-V1.
I ditt exempel V2-V1= 0-4 = -4 V.
Men med enkel matningsspänning är utspänningen från U1 begränsad nedåt till ca 0V.

Det är inte förrän V2 (Vin) kommer över 4V som utspänningen från U2 stiger över ca 0 V.
Om du tittar på simuleringsresultatet så ser du att det fungerar exakt så.

U2 är kopplad som en icke inverterande förstärkare med förstärkningen: R2/R1 + 1 =3,33

Missade att U1 inverterar 4V, och också att U2 är icke-inverterande. Sorry.

Men ändå, Swech skrev att 4V är ett exempel. Om man istället vill ha nära 0V som nedre nivå, kommer U4 fungera korrekt då?

============

Angående de enklare v.s mer komplicerade förslagen:
Vet inte om man ska tolka det som underförstått, men jag såg inget som sa att de två "trimpottarna" inte får påverka varandra. Så t.ex. Martas krets går lätt att komplettera med trimpottar.

[pi314]

Om det skulle fungera att ställa gain med en pot och centrum av in-intervallet med den andra så borde väl detta fungera?

op-amps.jpg

Om t.ex. in är 4-7 volt så är 5,5 volt mitt i intervallet.

Om det måste vara nedre gränsen av intervallet som ställs in så blir det lite mer komplicerat...

Potten för offset borde väl ha två motstånd på ca 1k på ytterändarna, så att inte offset räcker så långt utanför arbetsområdet.

Op-amp 2 är egentligen bara en "spänningsföljare" för att skapa en referensspänning med låg inre resistans. Om man ändrar lite på motståndsvärdena kan man kanske klara sig utan den?

Om noggrannheten i en "270-gradesr-pot" räcker och om inte alltför stor upplösning krävs så vore det kanske ett alternativ att ersätta pottarna med omkopplare? Med t.ex. 10 lägen, eller vad som behövs.

Då kan man skala steg och gradera omkopplarlägen som man vill.

/π

[4kTRB]

Känns som du är ute efter något liknande det i bilden fast den gröna ska stiga till 10V när den blå är över 7V, inte som i bilden ner till 0V.
Och den gröna ska gå att justera amplituden på mellan 4V och 7V med hjälp av en ställbar förstärkning.

kurva.jpg

[Swech]

Den grafen fattar jag inget av,
GHUs graf i inlägg 2 är exakt vad jag söker

Swech

[4kTRB]

Bifogar koppling som jag tror uppfyller dina önskemål.
Ersätt V5 med en potentiometer kopplad mellan 0V och -15V för att ställa in minvärde.
Byt ut R5 till 15kohm.

Ersätt R2 med en potentiometer för variabel förstärkning.
Ersätt V4 med en spänningsdelare mellan +15V och 0V som ger +10V ut.

Operationsförstärkare kan man välja nästan vad som helst som tål matningspänning +/- 15V.
Som man kan se av simuleringsresultatet uppfyller den dina krav från exemplet.Schema.JPGKarakteristik.JPG

Men varierar du R2 till 10k, som exempel, så kommer ju utspänningen inte gå till 10V om inspänningen går över 7V ?

[ghu]

Bifogar en koppling med rail-to-rail operationsförstärkare.
Det är inte bra att använda matningsspänningen som begränsning av utspänningen till 10V.
Orsaken är att alla variationer på matningsspänningen sprider sig direkt till utspänningen. PSRR=0dB!!!!

Genom att använda en klippkrets som i mina andra kopplingar kan man komma ifrån detta.
I de andra kopplingarna är det bara att använda en 10V spänningsreferens (T ex LM4040) för att skapa en stabil 10 V spänning.
Från denna kan man då också via en potentiometer skapa den variabla offsetspänningen.

Naturligtvis kan man med fördel använda rail-to-rail operationsförstärkare i de andra kopplingarna, men det är dyrare än LM324.
Om man vill använda rail-to-rail OP är en CMOS variant att rekommendera då de brukar kunna komma närmare matningsspänningarna på utgången än bipolära varianter.

Schema4.JPG

[ghu]

Swech
Bifogar den bästa kopplingen jag lyckas åstadkomma. Jag rekommenderar dig att använda den.
Minimal utspänning 3 mV.

De enda nackdelarna med kopplingen jämfört med LM324 är att max matningsspänning är +16V och att AD8664 kostar ca 50 kr.

Schema5.JPG

[Swech]

Protoyp är äntligen klar.
GHUs lösning fungerade helt perfekt.
och det räckte med LM324
Det är lite mer krafs på kortet men grundfunktionen är GHUs förslag
Återstår nu bara test hos kund

Swech

[ghu]

Det kan ju vara bra att veta att alla LM324 inte är lika bra.
Texas Instruments kom med lite nya varianter för ett tag sedan med bl a lägre offsetspänning och lägre biasströmmar. Dessa är att rekommendera i t ex konstruktionsexemplen i denna tråden.

Bäst: LM324BA
Näst bäst: LM324B

Om man vill ha ännu bättre prestanda kan man välja t ex:
TLV9304
OPA4990