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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PWM, Dreieckamplitude OpAmp


Autor: Opa mp (Gast)
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Hallo

Ich habe vor, einen Kondensator auf einen Wert zwischen 0V und 5V 
aufzuladen und mit der Spannung eines Dreieckgenerator zu vergleichen.
Herauskommen soll ein PWM-Signal.
Meine Frage ist nun, wie groß ist die Amplitude eines 
OpAmp-Dreieckgenerator?
Habe dazu noch keine Information zu finden können (oder ich suche nach 
den falschen Worten).
Dachte dazu an folgende Schaltung:
http://www.progshop.com/versand/know-how/op-amp.html#05g
(astabiler Multivibrator)
Hatte vor, die Spannung am Kondensator abzugreifen, nur konnte ich die 
Amplitude noch nicht ausfindig machen.

Versorgt werden soll die Schaltung später mit 5V oder mit 12V, die 
OpAmps aber asymetrisch (man möge mich steinigen ;))

Hatte auch schon überlegt, ob ich mit einem bistabilen Multivibrator den 
Kondensator auf/entlade, nur müsste ich bei maximaler und minimaler 
Spannung das FF umschalten - so hätte ich zumindest den vollen 
Ausgangsspannungsbereich des OpAmp auf dem Kondensator.
Kann ich den Ent/Ladestrom über einen Shunt benutzen und bei 0-Spannung 
ein Umschalten auslösen? Wie?
Müsste ja jeweils für den Komperator eine minimal Abweichung zum 
Maximalwert hinbekommen, um an dieser Schwelle umzuschalten (kA, 0,2V zu 
4,8V ?).

Wo mir das gerade durch den Kopf geht, klingt das Schaltverhalten nach 
einem Schmitttrigger - vll kann ich ja sowas zum Laden/Entladen 
benutzen?
Ich schau Mal, was ich dazu finde!

Patentfertige Lösungen werden nicht abgelehnt, kleine Schubser in die 
richtige Richtung tun's aber auch :)

Danke sagt
Opa mp

Autor: MaWin (Gast)
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Es kommt darauf an, wie man ihn baut.
Normalerweise nutzt man das mittlere Drittel der Versorgungsspannung.
Es hängt ein bischen vomn der Linearität ab, die man haben will, und der 
Unlinearität und unterschiedlichen Ausgangsgrenzen der OpAmps

Eine Schaltung findest du in
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.25

> die OpAmps aber asymetrisch

So ist die verlinkte Schaltung.

> ob ich mit einem bistabilen Multivibrator den
Kondensator auf/entlade, nur müsste ich bei maximaler und minimaler
Spannung das FF umschalten

Das macht der NE555, auch mit 1(2 und 2/3 als Umschaltpunkte.

> Patentfertige Lösungen werden nicht abgelehnt

Wozu willst du das tun?
Nur Lüftermotor steuern, oder Analogsignal in Klasse D Audioverstärker 
digitalisieren? Dazwischen liegen halt Welten.

Schon bei niedriger Frequenz (1kHz) sind billige OpAmps (wie LM324) 
deutlich dabei, Ungenauigkeiten in die Schaltung einzubringen.

Ein Element für Genauigkeit wären KOnstantstromquellen zum Laden und 
Entladen, wie es der XR2206 macht.

Du siehst, gab es alles schon, keine Patent mehr wert.

Autor: MaWin (Gast)
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> XR2206

Dessen Datenblatt verschweigt die Stromquellen eher,
XR8038 zeigt es besser.

> klingt das Schaltverhalten nach einem Schmitttrigger

Deshalb heisst der Oszillator auch Schmitt-Oszillator
oder hysteretic oscillator.

> 1(2

1/3

Autor: Opa mp (Gast)
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Danke MaWin

Es wird zuerst wohl nur ein Lüfter sein, vll auch mal eine RGB-LED 'Auf 
den Fernseher stell Dings'.

Ist es möglich, eine Dreieckspannung zu erstellen, welche von GND bis 
+Ub reicht? (oder ganz kurz davor)
Von 0V bis 5V nur ein Drittel für den PWM anzuwenden fände ich etwas 
'mager' - sind dann ja nur noch knapp 1,7V 'Regelspannung'.

Warum sollte ich eine patentfertige Lösung ablehnen - die wird wohl 
soweit durchdacht sein, daß sie funktioneirt ;)
Zur Not auch patentierte Lösungen - für Privat ist's eh wurscht, will 
die Schaltung ja nicht verkaufen oder anders veräußern.

... würde aber eh nicht auffallen, nachdem ich die Schaltung gelötet 
habe :/ ...

Opa mp

Autor: Opa mp (Gast)
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So, bin gerade auf Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger

Wenn ich die Klein-Schaltung auf der rechten Seite (bzw. eher den Text) 
richtig verstehe, invertiert die Schaltung das Eingangssignal, nur eben 
ab den Triggerschwellen.
Über R1 und R2 können diese Schwellen eingestellt werden.
Die Referenz-Spannung wäre bei mir dann wohl die halbe 
Versorgungsspannung.

Gibt es Erfolgschancsen, mit der Schaltung eine fast 100% Hysterese 
einzustellen?
Eben am Ausgang einen Spannungsfolger, mit Dem einen Kondensator 
laden/entladen und die Kondensatorspannung dem Schmitt-Trigger an Ue 
anklemmen.

Digital ist irgendwie einfacher, liegt wohl an den fehlenden 
Zwischenwerten

Opa mp

Autor: MaWin (Gast)
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> Ist es möglich, eine Dreieckspannung zu erstellen, welche von GND bis
+Ub reicht? (oder ganz kurz davor)

Nein, denn du brauchst eine Stromquelle, die dann noch den Strom 
liefert, und die müsste mit einer Spannung versorgt werden, die 
'jenseits' der Betriebsspannung liegt.

Ist die Stromquelle ein simpler Widerstand, ist dein Dreieck eh eine 
logarithmische Kurve, flacht also in der Nähe der Betriebsspannug stark 
ab und wird dadurch ungenau.

Ist deine Stromquelle eine bessere Schaltung, braucht die eine bestimmte 
Spannung für sich selbst. Die kann man zwar klein machen, z.B. unter 1V 
per Stromspiegel, aber nicht ganz klein.

> Von 0V bis 5V nur ein Drittel für den PWM anzuwenden fände ich etwas
'mager' - sind dann ja nur noch knapp 1,7V 'Regelspannung'.

Die 'Regelspannung' darf sehr wohl 0-5V sein, denn man kann sie, bevor 
man sie mit der Dreieckspannung vergleicht, durch einen Spannungsteiler 
kleiner machen, auf 1/3 der Betriebsspannung, nichts leichter als das. 
Macht die vorgestellte PWM Lüfterschaltung.

> Die Referenz-Spannung wäre bei mir dann wohl die halbe
Versorgungsspannung.

Ja.

> Gibt es Erfolgschancsen, mit der Schaltung eine fast 100% Hysterese
einzustellen? Eben am Ausgang einen Spannungsfolger.

Dann könntest du auch einen "Verstärker * 3" anschliessen um von dem 
Dreieck welches 1/3 waere zu einem zu kommen, welches Rail-To-Rail geht, 
aber verstärken ist aufwändiger als teilen, und schon das teilen (der 
Vergleichsspannung) bringt dich zum Ziel. Daher machen das alle anderen 
Leute so und nicht so wie du vor hast.

Autor: Opa mp (Gast)
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Hallo

Besten Dank für die Erklärungen.
Natzürlich hast Du Recht, daß ich auch einfach nur das Signal per 
Spannungsteiler in den Dreiecksbereich ziehen kann.
So wie Du das schreibst, fast schon beschämend, daß mir das vorher nicht 
selbst so durch den Kopf gegangen ist.
Besten Dank, werde dann wohl auf OpAmp oder NE555 eine Dreieckspannung 
erzeugen und meine Vergleichsspannung per Widerstandsteiler auf 1/3 bis 
2/3 eingrenzen.

Das Leben kann schon recht simpel sein, man muß es nur erkennen.

Besten Dank, der
Opa mp

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