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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturstabile PWM-Schaltung gesucht


Autor: Falk Brunner (falk)
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Hallo,

in einer existierenden Schaltung sitzt ein TL5001, welcher als 
spannungssteuerter PWM-Generator genutzt wird. Das Ganze ist recht 
preiswert und sparsam, aber die Temperaturdrift ist etwas störend, ca. 
-3% auf 60K, macht ~ -500ppm/K.

Kennt jemand einen IC oder eine Schaltung, welche eine PWM mit ca. 
100-400 kHz generieren kann und bei 5V nicht viel mehr als 5mA zieht und 
weniger als 100ppm/K driftet? Schön wäre ein PWM-IC mit externer 
Referenzspannung, dort könnte man einfach ein Präzisionsreferenz 
dranhängen. Oder was digitales, ein ATtiny mit 64 MHz PLL-Takt schafft 
eine 250 kHz PWM mit 8 Bit. Schon mal ganz gut. Bitte keine Diskussionen 
über NE555 & Co. Eher über prinzipielle Schaltungsstrukturen für 
Präzisionsoszillatoren, Temperaturkompensation etc. Ach ja, die Frequenz 
kann ruhig etwas driften, wichtig ist nur das Tastverhältnis.

Idee: Gibt es Widerstände mit mehr oder weniger genauen +500ppm/K? 
Kohleschicht hat was in der Größenordnung, aber ist das auch halbwegs 
konstant?

MFG
Falk

Autor: mhh (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Kohleschicht hat was in der Größenordnung, aber ist das auch halbwegs
> konstant?

Geht so, wenn er extra eine undurchlässige Lackschicht erhält (war vor 
25 Jahren, wo ich das mal so gemacht habe. Ist ev. auch nur auf damalige 
BE zu beziehen.)

Kanst Du nicht in die Steuerspannung einen Temperaturgang einbauen zur 
Kompensation?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  mhh (Gast)

>Kanst Du nicht in die Steuerspannung einen Temperaturgang einbauen zur
>Kompensation?

Das wäre eine Lösung, deshalb die Frage nach dem Widerstand mit 
+500ppm/K. Denn die Signalquelle ist eine Stromquelle mit max. 100uA.

MfG
Falk

Autor: MaWin (Gast)
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Es geht ja um VCO's.

Wenn du dir deine Steuerspannung vom Bereich her definieren
kannst, dann ist ein Schmitt-Oszillator durchaus machbar,
also das Prinzip des NE555 inklusive seinem Control Eingang.

Der verwendete Kondensator und der zeitbestimmende Widerstand
sind leicht mit unter 100ppm/K zu bekommen, die Erkennung der
Umschaltpunkte kann auf's Mikrovolt genau sein, da ist höchstens
die Durchlaufverzögerungszeit des Komparators wichtig wenn die
Frequenz eher hoch sein sollte.

Bleibt die Frage, wie der Zeitbestimmende Widerstand umgeschaltet
wird, hart auf 0V und hart auf die steuernde Ladespannung die
ebem auch auf 100ppm genau sein muss.

Das muß niederohmig und temperaturstabil passieren, dafür eignet
sich die Sättigungsspannung eines bipolaren Transistors wie beim
NE555 nicht so gut, sondern besser schaltet man mit MOSFETs.

Es gibt CMOS-NE555er, aber deren Komparatoren werden nicht so
präzise sein so daß man das lieber selber aufbaut. Verorgt man
einen CMOS-555 mit referenzgenauer Versorgungsspannung, kann
der schon recht genau sein. TI gibt es beim TLC666 nicht an,
aber NS sagt zum LMC555: besser als 75ppm/K. Das reicht dir ja
angeblich schon.

Autor: Anja (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Idee: Gibt es Widerstände mit mehr oder weniger genauen +500ppm/K?

Mußt Du Dir zusammenbasteln: Ein PT100 hat rund +3850ppm/K (ein 
Glühbirnchen sollte auch in dieser Größenordnung liegen). In Reihe mit 
einem Präzisionswiderstand je nach Bedarf 25ppm/K ... 0.2ppm/K.
Alternativ ein SI-Temperaturfühler (8000 ppm/K) in Reihe.

Bei einer Prozessorschaltung würde ich eher die Temperatur mit einem 
billigen NTC messen. (Korrektur dann Mathematisch).

Falk Brunner schrieb:
> Kohleschicht hat was in der Größenordnung, aber ist das auch halbwegs
> konstant?
Die Temperaturkoeffizienten sind normalerweise als +/- Streuung 
innerhalb des Betriebstemperaturbereichs angegeben. Innerhalb des 
Temperaturbereichs wird der kleinste und größte Widerstand gemessen. 
Egal bei welcher Temperatur diese jetzt wirklich liegen wird die 
Differenz (max-min) durch den Temperaturbereich dividiert. Damit das 
ganze im Datenblatt auch schön aussieht wird jetzt dieser Wert noch 
null-symmetrisch vermittelt. Im Datenblatt steht dann +/- der halbe 
Wert. (Box-Methode).
+/-500 ppm über 100 Grad ergeben dann +/-5% = 10% Fehler über der 
Temperatur.


Kohleschichtwiderstände haben übrigens tendenziell eher einen negativen 
Temperaturkoeffizienten. (hängt aber vom konkreten Widerstandswert ab).

Gruß Anja

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  MaWin (Gast)

>Es geht ja um VCO's.

Nicht wirklich. Es geht um ein temperaturstabiles Tastverhältnis, nicht 
um die Frequenz.

>sind leicht mit unter 100ppm/K zu bekommen, die Erkennung der
>Umschaltpunkte kann auf's Mikrovolt genau sein,

Jaja, theoretisch alles richtig. Aber PRAKTISCH muss man das umsetzen, 
und das ist nicht soooo einfach. Schon gar nicht Microvolt. Denn normale 
Komparatoren driften locker mal mit 5-10 µV/K. Ist aber jetzt nicht der 
Knackpunkt.

>aber NS sagt zum LMC555: besser als 75ppm/K. Das reicht dir ja
>angeblich schon.

Schön, aber so ohne weiteres kann man mit dem LMC555 keine 0-100% PWM 
machen, na sagen wir real eher 5-95%. Und Im Datenblatt ist ja eher die 
Frequenzstabilität gemeint, nicht die PWM Funktion. Jaja, ich kenne die 
PWM-Schaltung mit zwei NE555 und Konstantstromquelle.

MfG
Falk

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