www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Op-Amp: Transistor am Ausgang verändert Ausgangsspannung


Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo allerseits,

ich habe mit dem 741 einen Differenzierer aufgebaut, dahinter mit einem 
weiteren 741 einen Verstärker (10fach) geschaltet. Am Eingang des 
Differenzierers ist ein Fotowiderstand, so dass die Schaltung also 
schnelle Änderungen des Lichteinfalls registriert. Die Ausgangsspannung 
wird mit dem Verstärker verstärkt.

Genau das zeigt das Messgerät auch an, alles so wie es soll.

Dann habe ich an den Ausgang die B-E-Strecke eines BC 547 C 
angeschlossen, um damit eine LED zu betreiben. Diese sollte also nur bei 
Änderungen des Lichteinfalls kurz aufleuchten.

Allerdings leuchtet sie ständig, und auch das Spannungsmessgerät zeigt 
als Ausgangsspannung plötzlich bei konstantem Lichteinfall mehrere 100 
mV an, und zwar sobald der Transistor in die Schaltung eingefügt wird. 
Auch wenn ich die LED direkt zwischen Ausgang und Masse anschließe, 
leuchtet sie bei konstantem Lichteinfall, und das auch noch unabhängig 
davon, in welcher Richtung ich sie anschließe!!!

Hat da jemand eine Erklärung???

Viele Grüße,
Spule

Autor: pfft... (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein 741 ist eigentlich keine Referenz. Der hat einen Eingangsstrom ...

Autor: Redegle (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schaltbild?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>leuchtet sie bei konstantem Lichteinfall, und das auch noch unabhängig
>davon, in welcher Richtung ich sie anschließe!!!

>Hat da jemand eine Erklärung???

(Unerwünschte) hochfrequente Schwingung wäre eine Erklärung dafür, dass 
die LED in beiden Richtungen leuchtet (auch umgedreht). Könnte schon 
sein, bei einem Differenzierer ist ja der Betrag der Verstärkung 
proportional zur Frequenz, und wenn am Ausgang eh schon ein Verstärker 
mir Verstärkung 10 hängt könnte genügend Signal für eine unerwünschte 
Schwingung zurück gekoppelt werden. Nur mal so geraten, ohne Schaltplan 
kann man nicht mehr tun.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

ich rate mal:

kein Basisvorwiderstand ?  Der 741 kann wenn er unipolar versorgt wird 
nicht auf 0V. Damit leitet der Transistor ständig. Die Spannung am 
Ausgang dürfte Ube sein. Lösung Spannungsteiler vor der Basis.

Autor: Peter M. (spule)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

@karadur: Ich glaube, in die Richtung geht es. Denn manchmal hatte ich 
glaub ich einen Wackelkontakt bei der zweiten Spannungsquelle. Jetzt 
funktioniert es, und zwar mit den LEDs direkt am Ausgang...
Oben der ursprüngliche Schaltplan.

Muss eigentlich der Spannungsteiler am Eingang an Minus und Plus 
angeschlossen sein, oder geht es auch so wie bei mir (Plus und Masse)?

Autor: Peter M. (spule)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und so sieht der endgültige Schaltplan jetzt aus, der auch zu 
funktionieren scheint. Die eine LED leuchtet beim Abdunkeln, die andere 
beim Hellerwerden.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du solltest die Basis des Transistors nicht direkt an den OpAmp-Output 
hängen.
Der Emitter liegt ja auf Masse. Der OpAmp-Ausgang kann aber auch unter 
Masse gehen.
Und so ein BC547 verträgt nur ein paar Volt negative Basisspannung.
Darüber beginnt er durchzubrechen. Dann fließt Strom in 
Rückwärtsrichtung durch die Basis-Emitter-Diode.
Lösung: Eine zusätzliche Diode vor die Basis schalten. Mit der Anode an 
den OpAmp-Ausgabg, Kathode an die Transistor-Basis.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo


der Spannungsteiler vor dem Kondensator ist ok. Durch den Kondensator 
wird das Signal entkoppelt und kann dann sowohl positiv als auch negativ 
werden. Der Ausgang des 741 gibt dann entsprechende Spannungen aus. Der 
Transistor läßt eine Basisspannung bis ca. 0,7 V in positiver Richtung 
zu. Da müßte aber ein Widerstand zur Strombegrenzung davor. Besser wäre 
ein Spannungsteiler nach GND. In negativer Richtung sperrt die 
Basis-Emitter-Diode aber die Durchbruchspannung ist nicht sehr hoch.

Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo allerseits,

interessante Lösung für mein Problem:

Nachdem die Schaltung heute morgen funktionierte, hab ich sie abends 
nochmal ausprobiert, und wieder das gleiche Problem: Die LEDs leuchten 
die ganze Zeit, und zwar beide.

Da kam mir die Idee: In meinem Zimmer hab ich eine Energiesparlampe. 
Laut Wikipedia flackern viele davon mit 100 Hz. Als ich die 
Energiesparlampe ausmachte und stattdessen eine Taschenlampe benutzte, 
funktionierte die Schaltung einwandfrei. Energiesparlampe an, 
Taschenlampe aus: wieder funktioniert die Schaltung nicht!

So etwas in die Richtung, nämlich HF-Einstrahlungen hatte ja auch schon 
Stefan vermutet.



Danke für eure Tipps, die für weitere Schaltungen sicher interessant 
sind.


@karadur: Was bedeutet "durch den Kondensator wird das Signal 
entkoppelt"? Solche Sätze hab ich schon öfter gelesen, aber nie 
verstanden. Da habe ich irgendeine Verständnislücke. Könntest du mir das 
möglichst verständlich erklären?

Autor: Esko (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Signal wird gleichspannungsmäßig entkoppelt.
D.h. Durch den Kondensator kann nur Wechselstrom fließen, kein 
Gleichstrom.
Er wirkt wie ein frequenzabhängiger Widerstand, der sich wie folgt 
berechnet:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006231.htm

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

ich glaube nicht das es HF-Einstrahlung ist. Das Licht der Lampe am 230V 
Netz "flackert" mit 100Hz. Der Differenzierer verstärkt das ( Ist ja 
Wechselspannung ) und deshalb leuchten die LEDs. Die Taschenlampe 
flackert nicht, da mit Gleichstrom betrieben.

Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

@karadur:
ja, so meinte ich es auch: Das Licht flackert, und es ist nicht 
HF-Einstrahlung. Aber es ist immerhin eine Störstrahlung, wenn auch 
Licht und nicht HF. Also ich stimme dir zu.

@esko:
Danke für die Erklärung!

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Licht ist ja auch irgendwie HF-Strahlung ;-)

Autor: Pieter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Da kam mir die Idee: In meinem Zimmer hab ich eine Energiesparlampe.

und die tackert mit ca. 30..40KHz bei 300V.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

@Pieter

die tackert wahrscheinlich mit 30-40kHz aber moduliert mit einer 100Hz 
Hüllkurve.

Die Elektroniken die ich kenne verwenden keinen Ladeelko sondern lassen 
den Generator mit jeder Halbwelle neu anschwingen um den Strom 
sinusförmig zu lassen.

Autor: Pieter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
moin moin,

ich habe diverse "Sparlampen" auf 12V umgebaut, die hatten alle einen 
paar µF Elko an einem Brückengleichrichter. Müßte man mal nachrechnen 
oder messen, ob die bei jeder Halbwelle neu zünden. Die Brennspannung 
liegt ja so bei 45..65V.

An der Schaltung selber würde ich dem Rückkopplungswiderstand des 2. 
OPVs ein C als Tiefpass und den LEDs einen Vorwiderstand gönnen.

Pieter

Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo,

ok, mit dem LED-Vorwiderstand das seh ich ein!

Warum empfiehlst du einen C zum Rückkopplungswiderstand des zweiten 
Op-Amp? Und wäre der parallel zum R oder in Reihe? Und welche Kapazität? 
Wäre nett, wenn du die Antworten begründen könntest, denn ich würde echt 
gern dazulernen, habe einige Lücken aber großes Interesse.

Und warum soll der zweite OpAmp eigentlich Tiefpass-Eigenschaften haben, 
was wäre dabei der Vorteil?

Peter

Autor: Pieter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
moin moin,

bescheibe bitte erstmal die Funktion der Schaltung genauer.
>>so dass die Schaltung also schnelle Änderungen des Lichteinfalls registriert
Was ist schnell??

Was ist mit der Umgebungsgrundhelligkeit?

Hast Du mal eine Kennlinie des Fotowiderstandes aufgenommen?
Damit könnte man festlegen wie groß die Änderung sein muß, um erkannt zu 
werden.

>>Schaltplan...der auch zu funktionieren scheint.
Sorry, aber so ist das eine Bastelschaltung, könnte irgendwie 
funktionieren, oder auch nicht. Oder ist für den Zweck nicht geeignet.

Ich würde folgendermassen anfangen:
-Spannungsversorgung 1x 9V-Block, auch wenn der 741 nicht grade stromarm 
ist.
-einen Tiefpass zur Mittelwertbildung Umgebungslicht. Die Zeitkonstante 
ergibt sich aus der Mindestzeit konstante Helligkeit.
-Aus der Differenz Helligkeit-Mittelwert der Helligkeit ableiten ob und 
welche LED leuchten soll

Mit Gruß
Pieter

Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

schnell ist natürlich relativ, aber wenn man halt mit der Hand darüber 
winkt, das wäre schnell. Unter "langsam" verstehe ich die 
Grundhelligkeit, die sich im Laufe des Tages allmählich ändert 
(Sonnenlicht, Bewölkung). Da es ein Differenzierer ist, ist die 
Grundhelligkeit egal. Das ist ja der Sinn und die Funktion eines 
Differenzierers: Die Ableitung bilden.

Der Fotowiderstand ist ein LDR 07, das ist kein Problem, dessen Wert 
ändert sich wirklich ausreichend mit einer Helligkeitsänderung durch 
Abdecken mit der Hand, funktioniert ja auch mit einer 
Transistor-Helligkeitsschaltung.

Und was meinst du mit "Bastelschaltung"? Das ist doch eine ganz normale 
Schaltung aus Differenzierer und Verstärker? Und die eine LED leuchtet 
beim Abdunkeln und die andere beim Heller werden.

Was spricht gegen eine Spannungsversorgung mit 2x 9V-Block?

Ich würde mich übrigens echt freuen, wenn du mir die Fragen aus meinem 
letzten Post beantworten könntest, falls du Zeit hast!

Gruß,
Peter

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

durch einen Kondensator in der Gegenkopplung wird der Verstärker zum 
Integrator. Wenn du die Grenzfrquenz z.B. auf 1Hz bringst wird dich das 
Wechselstromlicht evtl nicht mehr stören da es abgeschwächt verstärkt 
wird. Deine Hand wird im ! Hz Bereich liegen und höher verstärkt.
Wenn du das bei beiden Verstärkern machst wird die Wirkung besser.
PS: der Kondensator muß parallel zum Gegenkopplungswiderstand

Autor: Peter M. (spule)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke für die Antwort. Leuchtet mir ein, werd ich mal ausprobieren.

Warum muss denn der C parallel zum R und nicht in Reihe? Welche Rechnung 
oder Überlegung steckt dahinter? Und welche Kapazität müsste er haben?

Gruß,
Peter

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

seriell würde der Integrator an den Anschlag laufen und Ende, weil der 
Kondensator permanent geladen würde. Parallel sorgt der Widerstand für 
die richtige DC-Komponente. C kann man ausrechnen, aber ich um diese 
Zeit nicht mehr

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.