Reinhard Weiß

Universal-Operationsverstärker-Platine von FPS-Berlin bzw. Pollin

Bei Pollin gibt es eine universelle Platine (Bestell-Nr. 390 078), um Schaltungen mit Operationsverstärkern (OPV) auszuprobieren. Es handelt sich um eine unbestückte beidseitig kaschierte Platine mit den Abmessungen 74x40 mm, auf der ein LM358-kompatibler Dual-Operationsverstärker eingesetzt werden kann, mit all seinen zusätzlichen Beschaltungen. Für etwa 20 verschiedene Anwendungsschaltungen gibt der Hersteller Beispiele zur Bestückung mit je Zweig 7 Einbauplätzen für Bauteile (Widerstände, Kondensatoren) und einer Anzahl Brücken, um die Verbindungen entsprechend vorzunehmen. Die Platine wurde von FPS-Berlin entwickelt, woher man sie auch alternativ beziehen kann.

Die vollständige Grundschaltung eines OPV-Zweigs (im Bild A) und das Platinenlayout zeigen die folgenden Bilder (vergrößern mit Klick):

Der B-Zweig der Schaltung sieht gleich aus, zusätzlich gibt es noch Sonderbrücken (in obiger Schaltung nicht dargestellt), um beide Zweige auch miteinander verkoppeln zu können (etwa 2-stufige Verstärker). Je nach gewünschter Schaltung werden die nötigen Bauteile (Widerstände, Kondensatoren) auf den Einbauplätzen R1-R6, L (linkes Layout) platziert und entsprechende Brücken (JP1-8, GND, V+-) gesetzt, die auf der Lötseite/Unterseite (rechtes Layout) aktiviert werden. Dazu müssen kleine Zinnflächen mit dem Lötkolben "verschmiert" werden. Einen vollständigen Stromlauf gibt es vom Hersteller nicht, daher habe ich hier die Gesamtschaltung dargestellt (ohne Garantie!). Beim IC und den anderen Bauteilen können wahlweise THT- (DIL8 bzw. 0207/10 mm) oder SMD-Versionen (SOIC8 bzw. 0603/0805) eingesetzt werden. Für die Anschlussdrähte zu Ein- und Ausgängen und Stromversorgung sind die Löcher und Pads mit IN, OUT, V-, V+, GND beschriftet.

Als Beispiel ist im folgenden Bild ein doppelter Subtrahierverstärker dargestellt (A und B unabhängig verwendbar; Bild vergrößern mit Klick):

Die blau markierten Bauteile (Widerstände, IC) werden bestückt (linkes Layout), die blau markierten Brücken werden auf der Unterseite aktiviert (rechtes Layout) und die blauen Kontakte/Löcher dienen dem Anschluss von Drähten für die externe Verdrahtung (IN/OUT/V+-/GND).

Der Hersteller gibt für 20 verschiedene Schaltungen, die jeweils im Zweig A oder B (auch gleichzeitig) realisiert werden können, genaue Belegungen und Hinweise, teilweise mit Berechnungsformeln. Bei den mit "A+B" nachfolgend markierten Anwendungen werden für 1 vollständige Schaltung beide OPV-Zweige (A + B) benötigt.

• Invertierender Verstärker
• Invertierender Proportional-Regler (P-Regler)
• Invertierender Proportional-Integral-Regler (PI-Regler)
• Nicht-Invertierender Verstärker
• Nicht-Invertierender Proportional-Regler (P-Regler)
• Nicht-Invertierender Proportional-Integral-Regler (PI-Regler)
• Strom-Spannungs-Wandler
• Differenzverstärker (Subtrahierer)
• Differenzverstärker mit hochohmigen Eingängen (A+B)
• Differenzverstärker zur Messung eines Shunts
• Summierverstärker (Invertierender Addierer)
• Differenzierverstärker
• Integrierverstärker
• Differenzintegrator
• Nicht-Invertierender Integrierverstärker
• Spannungskomparator ohne Hysterese
• Impedanzwandler (Spannungsfolger)
• PI-Regler mit einstellbaren unabhängigen Parametern (A+B)
• Invertierender PID-Regler (multiplikativ / serielle Form)
• PT1-Glied mit Nicht-Invertiertem Trenn-Verstärker

Falls man andere oder zusätzliche Beschaltungen benötigt, muss man sich mit "wilder" Verdrahtung behelfen, möglicherweise kann man die Brücken-Pads auf der Unterseite mit verwenden. Hierzu kann meine Gesamtschaltung hilfreich sein.

Als Operationsverstärker sind alle geeignet, die dasselbe Layout haben wie der Dual-OPV LM358, z.B.:

• AD8017
• LM158, 258, 358
• LM2904
• LM833
• LMC6482
• LMC662
• LT1013
• MC1458
• NE5532
• OP200, 275
• OPA2277
• TL032, 052, 072, 074
• TLC272/277
• TLE2022
• TS922

Ich habe mit der Platine noch keine Schaltungen erprobt, aber ich habe das Gefühl, dass das Layout nicht sehr professionell gestaltet ist (im Handbuch wird auch von Schwingneigung gesprochen). Die Stromversorgungsleitungen und GND sind z.B. nicht breit und flächig ausgeführt, ein Abblockkondensator für die Versorgungsspannung ist nicht vorgesehen. Hier sollte man sicherheitshalber immer eine Abblockung/Filterung vornehmen, zumal die Anschlussleitungen relativ lang werden können. Den Kondensator kann man etwa auf dem nicht belegten IC-Platz oder direkt über die Anschlüsse des IC verlöten. Wenn eine symmetrische Versorgung mit Bezug zu GND (zwischen V+/V-) verwendet wird, sollten von V+ und V- separate Kondensatoren geschaltet werden.

Die Beschreibung des Herstellers ist unter folgenden Links ladbar:

• "Produktdatenblatt" bei pollin.de
  bzw. "Datenblatt" bei FPS www.leiterplattendesign-krueger.de
  dies ist die "Bedienungsanleitung" und enthält eine ausführliche Beschreibung der Schaltungsvarianten
• "Beschreibung" bei pollin.de
  bzw. "Kurzanleitung" bei FPS www.leiterplattendesign-krueger.de
  dies ist eine "Kurzanleitung" mit einer Zusammenfassung (Übersicht)

(erstellt 20.02.2016, aktualisiert 21.02.2020)

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© Reinhard Weiß 2020 - letzte Änderung: 12.10.2021 19:44 / 2