Výpočet napětí - kombinace OZ a odporový dělič

Zpráva

#16 Příspěvek od **PavelFF** » 15 úno 2016, 20:57

novalis píše:..., zítra sem dám ještě opravené schéma, zjistil jsem, že je tam možná ještě jeden odpor
Je to bohužel již existující HW, který jsem já nenavrhoval (jsem spíš programátor, než HW návrhář), takže to už asi neovlivním, možná nové kusy ....

Skutečné schéma je vždycky lepší.

Tvůj obvod tak rozezná změnu odporu na výstupu OUT od 3k, ale jen za předpokladu, že na vstupu IN bude konstantní napětí (což nebude). A za druhé - lineární změna odporu 3k bude mít za následek NELINEÁRNÍ změnu napětí na výstupu AN0. Žádný jednoduchý vztah mezi hodnotou připojeného odporu a napětím nebude!

A když se bude ještě navíc měnit vstupní napětí od 0 do 2,5V , tak se o velikosti odporu "3k" nedá říct skoro nic, leda bys měl uložené nějaké převodní tabulky v závislosti na vstupním napětí.

LADER: Takto ale bude na spoji R3 a R4 konstantní napětí (závislé jen na vstupním) a nebude záviset na hodnotě odporu "3k" na výstupu OUT.

novalis · #17 Příspěvek od **novalis** » 15 úno 2016, 20:59

OZ2 by nevadilo, kdyby do něj šlo (přes R4) napětí např 30V? kdyby třeba někdo OUT zkratoval k napájecímu napětí (v případě, že já bych tam chtěl pouštět jen 4V, takže bych si zvětšil citlivost a odepl R5)

novalis · #18 Příspěvek od **novalis** » 15 úno 2016, 21:08

PavelFF píše: Tvůj ovod tak rozezná změnu odporu na výstupu OUT od 3k, ale jen za předpokladu, že na vstupu IN bude konstantní napětí (což nebude). A za druhé - lineární změna odporu 3k bude mít za následek NELINEÁRNÍ změnu napětí na výstupu AN0. Žádný jednoduchý vztah mezi hodnotou připojeného odporu a napětím nebude!

Když už bych to nezískal tak přesně, tak bych možná mohl jako nouzovku aspon vypočítat zesílení celého schématu pro Rz (odpor zátěže) = 1K a 5K a pokud by Uan bylo menší než Uin*(zesílení pro 1K), mohl bych to brát jako "přetížení", Uan větší než Uin*(zesílení pro 5K) jako "malá zátěž"?
+ bych rád spočítal napětí na OUT (ovšem s neznámou Rz, protože ten nevím jaký bude, jestli je to vůbec možné s nějakou přesností)

Yarda1 · #19 Příspěvek od **Yarda1** » 15 úno 2016, 21:21

Možná už to tu někdo psal. Kdysi jsem musel vymyslet něco s operačním zesilovačem. Pak jsem zkoušel, mimo jiné i jak se chová při změnách teploty, fouknul jsem na ten obvod fénem a výstupní napětí odpochodovalo do pryč. Pak jsem v nějaké chytré knížce vyčetl, že vstupní a zpětnovazební odpor musí být v určitém poměru. Ale nevím, jestli to ještě platí u současných OZ.

#20 Příspěvek od **PavelFF** » 16 úno 2016, 00:19

novalis píše:...Když už bych to nezískal tak přesně, tak bych možná mohl jako nouzovku aspon vypočítat zesílení celého schématu pro Rz (odpor zátěže) = 1K a 5K a pokud by Uan bylo menší než Uin*(zesílení pro 1K), mohl bych to brát jako "přetížení", Uan větší než Uin*(zesílení pro 5K) jako "malá zátěž"?
+ bych rád spočítal napětí na OUT (ovšem s neznámou Rz, protože ten nevím jaký bude, jestli je to vůbec možné s nějakou přesností)

Spočítat jde všechno, pokud zadáš konkrétní vstupní napětí a velikost odporu zátěže. Vzorečky máš a programátor jsi. Dosaď si co potřebuješ a vyjde ti to.

Ale napětí na "AN0" závisí na dvou veličinách a to vstupním napětí na "IN" a na velikosti Rz. A může nastat situace, že na Rz bude třeba jen 0,5V, ale ty nebudeš vědět, jestli je to proto, že je malé vstupní napětí nebo je malý Rz.

Abys dostal nějaké použitelné výstupy, musíš mít jednu veličinu konstantní (jako parametr - třeba vstupní napětí) a druhou měnit (Rz) - tím získáš závislost/křivku/tabulku, ale jen pro jedno vstupní napětí. Jenže vstupních napětí je od nuly do 2,5V. Když ty závislosti získáš pro různá vstupní napětí, asi pak bude možné vytvořit nějakou převodní tabulku nebo funkci pro určení Rz v závislosti na vstupním napětí. A snad nebude mít víc řešení. Na tohle jsou tady odborníci matematici jako Bernard či mtajovsky.

novalis píše:...+ bych rád spočítal napětí na OUT (ovšem s neznámou Rz, protože ten nevím jaký bude, jestli je to vůbec možné s nějakou přesností)

Bez znalosti Rz nemůžeš spočítat napětí na OUT.

Stejně by mě zajímalo, k čemu to má sloužit.

A v praxi stačí výpočet tak na 3 platné číslice. Součástky mají tolerance a teplotní závislosti. Takže zesílení třeba "6.905777019825197" se v praxi jen těžko dá odlišit od zesílení "6.90909090"

novalis · #21 Příspěvek od **novalis** » 16 úno 2016, 07:34

PavelFF píše: Ale napětí na "AN0" závisí na dvou veličinách a to vstupním napětí na "IN" a na velikosti Rz. A může nastat situace, že na Rz bude třeba jen 0,5V, ale ty nebudeš vědět, jestli je to proto, že je malé vstupní napětí nebo je malý Rz.

Já ale vím, co pouštím do IN - přes DA převodník tam něco pustím a pak na AN0 kontroluju, jestli to tam opravdu je (s případnou zátěží Rz) ...

PavelFF píše: Bez znalosti Rz nemůžeš spočítat napětí na OUT.

Asi mi bude teda muset stačit spočítat ho pro nějakých pár odporů a pak budu porovnávat, jestli je to větší nebo menší.

PavelFF píše: Stejně by mě zajímalo, k čemu to má sloužit.

Jak jsem napsal výše - z jednočipu pustím napětí takové, abych na OUT bez zátěže dostal napětí Uout, na AN0 čtu, jestli napětí odpovídá (není tam zátěž) nebo neodpovídá (je tam zátěž - a pak potřebuju zjistit jestli je v rozsahu třeba 1k-5k )[/quote]

Ještě jsem pošlu opravené schéma

novalis · #22 Příspěvek od **novalis** » 16 úno 2016, 08:15

Tak ještě posílám upravené schéma, je tam za OZ1 ještě odpor R0 = 330R (ale nevím na co má vliv) + jsem dokreslil odpor Rz, u kterého potřebuju zjistit, jestli tam je, není, nebo je mimo rozsah.

#23 Příspěvek od **Bernard** » 16 úno 2016, 10:59

Nejlehčí způsob jak zjistit chování takového obvodu je simulace. Naučit se ovládat simulátor je hračka, ale pro kariéru elektronika zásadní věc. Ale o to teď nejde.

Z obrázku závislosti AN0 na Rz je vidět, že v okolí hodnoty 3k už dochází k minimálním změnám, takže výpočet Rz bude hodně nepřesný.

novalis · #24 Příspěvek od **novalis** » 16 úno 2016, 11:12

Díky, takový simulační program bohužel neznám (ani ten ve kterém LADER nakreslil schéma)
Na jednočipu mám 12bit AD převodník, takže teoreticky rozeznám rozdíl 1.2mV
Stačilo by mi asi rozeznat, jestli je odpor větší než 1K a záreň menší než 5K (možná bych mohl tolerovat až 10K). To už by pár setin voltu rozdíl mohlo dát ne? 1K a 3K bych měl rozeznat určitě podle toho grafu. - teoreticky by mi teda stačilo spočítat dělič pro 1K, 3K, 10K a bez Rz a jen bych to pak porovnával.

#25 Příspěvek od **PavelFF** » 16 úno 2016, 11:55

Když zvětšíš R3 na velikost srovnatelnou s Rz 3k, tak bude citlivost na změnu Rz mnohem větší. Ale klesne celková velikost napětí na výstupu.

#26 Příspěvek od **Bernard** » 16 úno 2016, 12:04

LTspice IV
Je to zdarma.

novalis · #27 Příspěvek od **novalis** » 16 úno 2016, 12:24

PavelFF píše:Když zvětšíš R3 na velikost srovnatelnou s Rz 3k, tak bude citlivost na změnu Rz mnohem větší. Ale klesne celková velikost napětí na výstupu.

Aspoň pro tuto várku HW už parametry odporů bohužel neovlivním

Ovlivní R0, který jsem dokreslil nějak výpočet zesílení, který byl uveden na první straně od LADER? Stejně to zesílení bude úplně jinak, když do toho započtu nově i Rz.

#28 Příspěvek od **PavelFF** » 16 úno 2016, 13:25

R0 zesílení neovlivní. Jen zmenší rozsah výstupního napětí a u moderních operáků by nemusel být použit.

Ale velmi ti doporučuji dbát dobrých rad od Bernarda. Nahrát si simulátor a naučit se s ním. Pak dostaneš spoustu odpovědí.
I když zatím je zřejmé, žes nevstřebal základní funkce operačního zesilovače a tím pádem bude interpretace dat ze simulátoru taky problém.

LADER · #29 Příspěvek od **LADER** » 16 úno 2016, 17:53

Přidal jsem výpočet v Calcu (LibreOffice - Excel by měl tento formát číst bez problémů).
Pokud nechceš zapojit odpor Rz (případně R7), napiš místo něj "nekonečný odpor", ne nulu! Nekonečný odpor je nějaký vysoký, třeba 1e+99.
Všechny modré hodnoty (všechny odpory + vstupní napětí) jsou měnitelné. Výsledky se okamžitě přepočítávají.
Tak můžeš experimentovat.

(Soubor jsem musel uložit ve formátu zip. Formát ods toto fórum nepodporuje (ani 7z).

novalis · #30 Příspěvek od **novalis** » 16 úno 2016, 19:51

díky moc, asi na C16 mělo být ještě *C13, že?

Kdybych chtěl na základě napětí naměřeného na AN0 vypočíst napětí na OUT (např. do OUT natvrdo zkratem pustím 30V), tak stačí pomocí zesílení P1*P2?