Oh je!
Alle bauen sie die wildesten Elektroniken, aber keiner weiß wie sie funktionieren, geschweige denn, wie man sie richtig dimensioniert.

Wen das Thema Instrumentenverstärker für differentielle Signale wirklich interessiert, der möge sich mal dieses File herunterladen: http://e-www.motorola.com/brdata/PDFDB/docs/AN1557.pdf (121KB)

Ich habe gerade mal schnell ein Excel-Sheet "zusammengezimmert", welches einem sogar die Rechenarbeit abnimmt (nur denken muß man noch ) Bei Interesse: e-Mail an SWimmer@ADVAoptical.de

@Stefan

Du hast zwar recht, aber hilfreich ist Deine Bemerkung nicht. Wenn ich Dein Wissen hätte, würde ich mich hier nicht als Ediot outen, sondern alles brav selber machen und hinterher ein Bild in's Forum stellen: "Guckt mal wie toll ich bin - gebt mir bitte 100 Punkte".

Das Forum dient ja gerade dazu, Synergien zu entwickeln, und ich bin sicher, nicht wenige - mich eingeschlossen - freuen sich, auf diese Weise etwas zustande zu bringen, das sie alleine nicht geschafft hätten.

Stellvertretend für alle Edioten hier im Forum (die das alles aus HOBBY machen und nicht als Beruf!)

Bertram

Hallo Stefan,

schon klar, daß du als E-Ing. der sich täglich mit dem Entwurft von Leiterplatten beschäftigt hier ganz schnell und ganz einfach fertige Schaltungen präsentieren kannst. Ich für meinen Teil kann aber sehr gut nachempfinden, das es viel interessanter (und lehrreicher) sein kann sozusagen das Rad neu erfinden zu wollen. Ich werde deshalb auch weiterhin Eigenentwicklungen (auch wenn diese dann nicht so perfekt sind) fördern sofern mir das, als (dummer) E-Techniker der kaum noch mit Schaltungsentwürfen betraut ist, möglich ist.

Viele Grüße
Erwin

Oops, da habe ich wohl wieder zu wenig Smileys in meinem Text gehabt. Der erste Satz war als witzige Bemerkung gedacht!

Und "wenig hilfreich" lasse ich auch nicht gelten, denn ich habe 1) den Link auf einen für dieses Thema wirklich guten Artikel angegeben, und 2) für "Edioten" (gefällt mir!) ein Excel-File angeboten, welches die Rechnerei übernimmt.

Wer einen Schaltplan lesen kann und ein paar Zahlen (min/max Offset, Spanne des Eingangssignals, gewünschte Spanne des Ausgangssignals, Versorgungsspannung, ...) aus einem Sensor-Datenblatt lesen und in eine Tabelle eingeben kann, sollte damit für jedwelche differentielle Sensoren einen Instrumentenverstärker berechnen und bauen können.

Was ist euch denn über die Leber gelaufen?
Entschuldigung, daß ich helfen wollte. (Soll nicht wieder vorkommen )

Der OpAmp-Artikel ist schon super, vor allem weil ich ja "in ferner Zukunft" einen Höhenmesser für meine ASH-25 (artfremd: 3,60 m <b>breit</b> und segelt...) bauen will, der sich <i>auch</i> für Raketen eignet.

Manchmal hilft es aber, wenn andere für einen denken. Muss ich ja in meinem Beruf auch täglich - wenn die daran gedacht hätten, ihre Z. usw...

Sach doch mal ganz einfach: Siehst Du in meinem Design Probleme? Betrachte den vierten OpAmp doch einfach als Redundanz. Schaden tut er nicht und er ist sowieso da.

Ansonsten würde ich nämlich mal gerne so etwas wie eine "endgültige" Version bauen; irgendwann muss man sich mal entscheiden, und Achim spielt lieber mit seinem Monster als ständig irgendwelche Layouts zu ändern.

Machen wir es doch wie in einer Versteigerung: Wenn bis Fr. 22°° keine Einwände mehr kommen, betrachten wir das 4-OpAmp-Design mit ST als "vorläufig endgültig" und bauen es mal.

Sonst langen wir irgendwann bei 375 Beiträgen und diskutieren immer noch.

Bertram

P.S. Trotzdem Danke für Deine Hilfe - nur setz die doch einfach mal auf, bevor Du schreibst.

@Stefan, der von dir präsentierte Schaltplan ist bestimmt toll und wäre er auf eine der ersten 3 Seiten dieses Thread/Fred gekommen wäre die Reaktion darauf sicher eine andere gewesen. Aber nach 15 Seiten und ich weiß nicht wieviel Wochen (du liest das Thema nicht erst seit heute) erwartet man doch eigentlich eher eine Reaktion wie, die Schaltung funktioniert aus dem oder dem Grund nicht oder das ist aus dem oder dem Grunde schlecht macht es besser so.

@Bertram, ich wäre für die von mir vorgeschlagenen Änderung. Begründung: Das seltsame Verhalten der LED im Grenzbereich, dürfte daher rühren, das die Differenz am Komperator sehr gering (nahezu Null) ist und dieser quasi nicht recht weiß ob er in die eine oder andere Lage kippen soll, er pendelt also immer hin und her. Ein nachgeschalteter Schmitt-Trigger bringt deshalb nichts, weil es sein kann, daß der Komperator dabei durchaus den vollen Arbeitsbereich ausfährt. Dageben sorgt der Schmitt-Trigger anstelle des Komperators für klare Verhältnisse. Erst wenn die Hysterese (z.B. 0,1V) überschritten wird kippt er in die eine Richtung und kippt erst beim unterschreiten der Hysterese in der anderen Richtung (in dem Fall dann -0,1V) zurück.

Viele Grüße
Erwin

So, ich habe da mal einen Thread abgespalten...

Bei http://www.raketenmodellbau.org/showthread.php?s=&postid=11595&t=6762#post11595 sieht man, daß der letze der drei OpAmps in Bertrams Schaltung mit zu dem Instrumentenverstärker gehört und nicht so wie in Erwins Variante mal eben als Schmitt-Trigger "mißbraucht" werden kann. (Deshalb stehen meine Ausführungen auch erst hier und nicht schon auf Seite 1 dieses Threads.)

Der Instrumentenverstärker transformiert die Eingangsspannungen Voffset plus/minus dem Nutzsignal aus dem Sensor in einen (bei asymmetrischer Versogungsspannung: positive) Spannungsbereich, der (idealerweise) zwischen 0V und der Versorgungsspannung liegt. Proportiopnal zum Sensorsignal wird dieser Ausgangsspannungsbereich durchlaufen.

Möchte man hieraus ein Schaltsignal generieren, so muß man über irgendeine WEITERE Stufe eine Schwellwertbildung vornehmen. Dies kann entweder die mehr oder weniger steile Verstärkungskennlinie des Schalt-MOSFETs sein, oder ein dedizierter Schmitt-Trigger.

Sorry, wenn das nicht deutlich geworden war, aber auf diese "Herumschrauberei" an der Schaltung bezog sich mein oben als so anstößig empfundener Einleitungssatz über die "wilden Elektroniken".

Zitat:

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Original geschrieben von Stefan W
Bei http://www.raketenmodellbau.org/showthread.php?s=&postid=11595&t=6762#post11595 sieht man, daß der letze der drei OpAmps in Bertrams Schaltung mit zu dem Instrumentenverstärker gehört und nicht so wie in Erwins Variante mal eben als Schmitt-Trigger "mißbraucht" werden kann. (Deshalb stehen meine Ausführungen auch erst hier und nicht schon auf Seite 1 dieses Threads.)

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Da bin ich etwas anderen Meinung. Man darf und man kann, den 3. OP als Schmitt-Trigger mißbrauchen. Es fehlt zwar gegenüber dem "klassischen" Instrumentenverstärker (den ich sehr wohl kenne) die zweite Verstärkerstufe, aber das fehlt schon bei der Orginal-Schaltung von Robert G. und sollte seit dem Schaltplan von Bertram auf Seite 6 bekannt sein.

Im übrigen zeigt dein obiger Link nicht auf eben den erwähnten "klassischen" Instrumentenverstärker sondern auf eine ganz andere Schaltungskonstelation und für eine Umstellung auf diese sah und sehe ich nun wirklich keine Notwendigkeit.

Nun denn. Vielleicht kann man sich ja dann auf nachfolgende Schaltung verständigen. Darin ist dann der "klassische" Instrumentenverstärker mit dem ("klassischen") Schmitt-Trigger kombiniert, alle OP's sind verbraucht und somit hoffentlich alle Wünsche erfüllt.

Folgende Datei wurde angehängt:

Da fällt mir doch tatsächlich ein Fehler auf, denn ich hier gemacht habe. R11 muß auf Mitte Versorgungsspannung enden und nicht wie bei mir auf Masse. Na, OK ich seh's ein, das war noch nix...

Hmm. Das ist wohl der Vorteil der Schaltung auf die Stefan den Link gesetzt hat, die kommt ohne eine "virtuelle" Masse (Mitte Versorgungsspannung) aus. Tja, Bertram was ist dir lieber, meine "eigenwillige" Schaltung (mit Schmitt-Trigger als 3. OP) oder eine Umkonstruktion?

Ich will ja nix sagen, aber...

(Alles Folgende meine Privatmeinung als Ediot!)

1. Der Trimmer ist überflüssig. Irgendwann rauscht die Ausgangsspannung vom Komparator in die Höhe, und es ist vollkommen egal, ob der Schmitt-Trigger bei 3,5 oder 6,6 V schaltet. Also zwei gleiche Widerstände ohne Trimmer.

2. Ein R-Netzwerk, dass irgendwo an der Batteriespannung 9V aufgehängt ist - da mache ich nicht mit. Ich schrieb schon, dass meine Prototypen keine Langzeitstabilität haben, weil das Trimmpoti fälschlicherweise noch an 9V Batterie hängt statt an 5 V stabilisiert. Lass doch Deine Mittenpotential-Rs weg und hänge den Eingang (R11) gleich an 5V - ist eh ca. in der Mitte von 9V.

3. Die zusätzlichen Widerstände am Komparator habe ich nicht verstanden. Verbessern die etwas gegenüber Schaltplan 1.2?

4. Die eigenwillige Schaltung (mit OpAmp #3 als Schmitt-Trigger) kann ich nicht beurteilen, mir kam aber die gebrochene Symmetrie etwas spanisch vor. Der untere Eingang hätte wohl auch ein paar Rs gebraucht. Ich neige da eher zu Stefans Ansicht, dass #3 noch integraler Bestandteil des Gesamt-OpAmps ist. Deswegen habe ich auch lieber den überflüssigen OpAmp #4 als ST eingesetzt.

Ich bekomme jetzt langsam moralische Probleme. Ich weiss, dass die Schaltung bis einschliesslich OpAmp #3 (Komparator) funktioniert und wollte mit OpAmp #4 lediglich ein winziges verbessern. Ist mir jemand böse, wenn ich sage, ich will mal gerne die Schaltung 1.2 so lassen und bauen? Falls der Komparator in Horizontalstellung "flattert", könnte man vermutlich die Hysterese des ST erhöhen - und das ist auch nachträglich durch andere Rs möglich. Vergesst nicht, die Schaltung funktioniert ja eigentlich schon! Und falls der Komparator wirklich "flattert" (vielleicht sollte ich weniger Kaffee trinken) und nicht weich durchsteuert, wäre das "Glimm"-Problem ja gar keines: Der FET würde schon beim ersten Zuckerer den Zünder aktivieren.

Wir müssen wirklich eine Schranke setzen, wie weit wir "verbessern" wollen. Sonst landen wir bei der µP-Version und fliegen jeden Flug mit einer anderen Software.

Bisher kann ich keine Verbesserung von rev. 1.2 erkennen.

Ich bin am Wochenende in München, ihr könnt bis Sonntag Abend diskutieren. Aber jetzt mache ich es wie Achim es mit mir macht: Bitte genaue Angaben. Eigentlich neige ich aber nicht zum grossen Umkonstruieren.

Bertram