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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage: Comparator Vergleichsmessung mit Entkopplungsdiode


Autor: Dirk v. H. (Gast)
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Hallo.

Ich habe folgendes Verständnisproblem: Und zwar ist mir nicht klar, wie 
die angehängte schematische Schaltung funktioniert. Dabei soll der 
Ausgang einen High Pegel führen, wenn die Vergleichsspanung einen 
bestimmten Wert überschreitet. "Feste Spannung" und "Ref Spannung" haben 
dabei einen fest definierten Wert. Nur die Vergleichsspanung ist 
veränderbar.
Nun ist mir unklar, wie das Funktionieren soll. Schließlich befindet 
sich da ja auch noch eine Diode in Sperrrichtung. Nach meinem 
Verständnis würde ich sagen, dass am negativen Ausgang de Comparators 
einfach der Wert der "Festen Spannung" anliegt. Kann mir jemand die 
genaue Funktionsweise erklären und auch wie sich z.b. der Widerstand 
berechnen lässt? Vielen Dank im voraus.

Autor: GB (Gast)
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1. Fall: Vergleichsspannung >= Feste Spannung - Durchlassspannung der 
Diode
   --> Neg. Eingang des Komparators = Feste Spannung, da kein Strom 
fließt.
2. Fall: Vergleichsspannung < Feste Spannung - Durchlassspannung der 
Diode
   --> Neg. Eingang des Komparators = Vergleichsspannung + 
Durchlassspannung,
       es fließt Strom durch R

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Dirk v. H. schrieb:
> Hallo.
>
> Ich habe folgendes Verständnisproblem: Und zwar ist mir nicht klar, wie
> die angehängte schematische Schaltung funktioniert. Dabei soll der
> Ausgang einen High Pegel führen, wenn die Vergleichsspanung einen
> bestimmten Wert überschreitet.

Bereits das dürfte schwierig werden, da die 'Vergleichsspannung' am inv. 
Eingang des OPs hängt. Damit würde der Ausgangs grundsätzlich in die 
entgegengesetze 'Richtung' springen sobald die Spannung größer als am 
nicht-inv. Eingäng werden würde. Ergo gilt's (+) und (-) vom OP 
tauschen, damit die von Dir geforderte Funktionalität überhaupt gegeben 
ist.

> "Feste Spannung" und "Ref Spannung" haben
> dabei einen fest definierten Wert. Nur die Vergleichsspanung ist
> veränderbar.
> Nun ist mir unklar, wie das Funktionieren soll. Schließlich befindet
> sich da ja auch noch eine Diode in Sperrrichtung.

Warum sollte sie in 'Sperrrichtung' sein?
Nur wenn nichts angeschlossen ist, dürfte die Diode lediglich nicht 
leiten und der angeschlossenen Eingang führt das gleiche Potential wie 
die 'feste Spannung'. Wenn man nun eine um die Diodendurchlaßspannung 
(Uf) negativere 'Vergleichspannung' als die 'feste Spannung' anschließt, 
wird die Diode leitend. Da mit steigendem Strom die Uf der Diode 
annähernd konstant bleibt, bleibt auch die Spannung am OP-Eingang um die 
Uf positiver als die 'Vergleichsspannung'. Somit wird der Ausgang des OP 
immer dann 'kippen', wenn die 'Vergleichsspannung' um Uf negativer ist 
als die 'Ref.Spannung' - das ist schon alles.

> Nach meinem
> Verständnis würde ich sagen, dass am negativen Ausgang de Comparators

Häh? Einen "negativen" Ausgang des Komparators kann ich hier nicht 
entdecken - er hat nur einen Ausgang, und der kippt aufgrund der 
üblicherweise hohen Open-Loop-Verstärkung von OPs an den einen oder 
anderen Anschlag (max. o. min. Ausgangsspannung) abhängig davon, welcher 
der Eingänge gegenüber dem anderen pos. o. neg. ist. Die Kenntnis der 
allgemeinen OP-Grundlagen, d.h. OP-Grundschaltungen und deren 
Arbeitsweise, wären hier seeehr hilfreich.

> einfach der Wert der "Festen Spannung" anliegt. Kann mir jemand die
> genaue Funktionsweise erklären und auch wie sich z.b. der Widerstand
> berechnen lässt? Vielen Dank im voraus.

Der R1 berechnet sich, wie immer, ganz einfach über das ohmsche Gesetz. 
Da aber keine weiteren Angaben gemacht sind, kann man auch nichts 
wirklich berechnen. Für den max. Strom gilt sicherlich der max. 
Durchlaßstrom (If) durch die Diode - aber wer geht schon bis an den 
absoluten Grenzwert?!

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