Logarithmierer, Versuch und Irtum?

[Timo (Gast)]

Hallo liebe Elektroniker,

ich bin im ersten Semester meines Studiums.
Da ich bisher aber schon Erfahrung mit Operationsverstärkern habe 
(komplizierteste war ein Multiplizierer), dachte ich mir, ich bau mir 
mal ein einzelnen Logarithierer auf.

Dabei bin ich auf eine schöne Schaltung gestoßen, mit -1V / Dekade.
Auf den ersten Blick dachte ich super, anstatt Dioden werden 
Transistoren verwendet und für eine kleine Temperaturkompensation ist 
auch gesorgt.
Leider schwingt das Ding scheinbar, im richtigen Leben, als auch an der 
Simulation mit Multisim.

Ich verwende BC337, habs aber auch schon mit ein paar 4006er Dioden 
probiert.
Ebenso hab ich auch schon mit kleinen Kondensatoren versucht, die 
Schwingung natürlich auf Kosten der Zeit in den Griff zu kriegen, 
vergebens.

Langsam weiß ich echt nicht mehr was ich machen soll.

Die Spannung kommt von einem linear geregelten Netzteil( bis 30V), das 
auch eine stabile Spannung liefert.


Grüße Timo

[Joe (Gast)]

Kondensatoren wo?

Erst mal bei jedem OP einen Kondensator vom Ausgang zum (-)-Eingang.

Und dann die Stufen einzeln und getrennt testen.

Wie sieht deine Spannungsversorgung aus?

Auch mit C's abgeblockt?

Joe

[Timo (Gast)]

Spannungsversorgung ist abgeblockt, mit 100nF parallel.

Laut Simulation schwingen beide OPs, sowie in der Schaltung als auch in 
der Simulation.
In der Simulation schwingen beide quasi gleich stark, in echt kann ichs 
nicht genau sagen, welcher der schlimmere ist, weil ich kein Oszilloskop 
hab.

[Timo (Gast)]

Nachtrag, die Kondensatoren zwischen Ausgang und dem inventierenden 
Eingang bringen auch keine Besserung, egal ob ich 12pF oder 100nF 
verwende

Irgendwie kann des doch garnicht sein, dass des so stark schwingt.

Der erste Transistor dessen Basis auf GND liegt, sorgt ja eigentlich nur 
für das logarithmische Verhalten...

[Helmut S. (helmuts)]

Hast du denn auch eine +xV und -xV Stromversorgung genommen. Nur mit +xV 
und 0V geht die Schaltung nicht.

[Timo (Gast)]

Der OPV wird in der Simulation mit +- 18V versorgt, in echt sinds +-15V

[Timo (Gast)]

Typ ist in beiden Fällen der gleiche wie in der Zeichnung

[Helmut S. (helmuts)]

An den -Eingang des Opamp darfst du kein Kabel anschließen sonst 
bekommst du Störungen "ohne Ende". Lege die +15V mal an deinen 1MOhm 
Eingang. Das gibt dann 15uA. Wenn es dann immer noch schwingt, dann mach 
100pF zwischen dem -Eingang des Opamps und dessen Ausgang.

[Klaus B. (butzo)]

Timo schrieb:
> Hallo liebe Elektroniker,

> Langsam weiß ich echt nicht mehr was ich machen soll.

--> http://www.ti.com/litv/pdf/snoa575b
--> 
http://www.electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/DT021-4/6LogAntiLogAmplifiers.pdf

Beim Log-Amp gibts die Fallstricke:

- Matched Pair des Log-Transistors (CA3046, BCM846S)
- Schutzdioden über den Transis (1N4148)
- Widerstand zur Temperaturkompensation (Q81, KTY81, PT100)
- Die Eingangsspannung vor dem Log darf niemalsnie < 0 V sein


Butzo

[Kai K. (klaas)]

>Langsam weiß ich echt nicht mehr was ich machen soll.

Schau dir hier mal die Schaltungen von Filti an:

Beitrag "VU-Meter Schaltung"

Die sind stabil und schwingen nicht.

[Helmut S. (helmuts)]

Kai Klaas schrieb:
>>Langsam weiß ich echt nicht mehr was ich machen soll.
>
> Schau dir hier mal die Schaltungen von Filti an:
>
> Beitrag "VU-Meter Schaltung"
>
> Die sind stabil und schwingen nicht.

Diese verlinkte Schaltung hat aber mit der Schaltung des Fragestellers 
wenig zu tun.

Ein Teil des Problems mit der Schaltung liegt vermutlich auch am Opamp. 
Der stammt irgend wie noch aus der Kreidezeit. Vielleicht mal einfach 
einen TL072 nehmen. Der ist zwar auch schon alt, aber immer noch beliebt 
während die ganzen CAxxxx schon immer "Außenseiter" waren.

[alex (Gast)]

Also ich versteh die Schaltung nicht.
Wenn der -Eingang vom ersten OP auf virtueller Masse sein soll,
was macht dann der erste Transistor, bei dem die Basis ja auch auf Masse 
liegt? Soll das so sein? Dann ist der Trans ja nur eine Diode von Masse 
nach OP-out.

[Ernst O. (ernstj)]

Bist du sicher dass der zweite Transistor ein PNP Typ sein soll?

[Klaus R. (klara)]

Timo schrieb:
> Langsam weiß ich echt nicht mehr was ich machen soll.

Ich habe mal in den 80ger Jahren den Logarithmierer von Tietze/Schenk 
für einen Wobbler aufgebaut, Bild 11.24. Die beiden Transistoren wurden 
Rücken an Rücken montiert und thermisch isoliert. Als Funktionsgenerator 
wurde der MAX038 eingesetzt.

http://books.google.de/books?id=h6A0HyamoTIC&pg=PA769&lpg=PA769&dq=tietze/schenk+Logarithmierer&source=bl&ots=CDCeII7Udz&sig=VXPUOMxv-Ikya7DVIURWbw90oBw&hl=de&sa=X&ei=qQaCUrzGDIrPtQaV5oCYCA&ved=0CGYQ6AEwAw#v=onepage&q=tietze%2Fschenk%20Logarithmierer&f=false
Gruss Klaus.

[Kai K. (klaas)]

>Diese verlinkte Schaltung hat aber mit der Schaltung des Fragestellers
>wenig zu tun.

Und wieso das?? Wenn ich die Schaltung von Filti nehme (links) und 
entsprechend modifiziere (rechts), erhalte ich doch ganz genau, was Timo 
braucht.

[Claus K. (claus_k)]

Ich habe vor vielen Jahren mit logarithmischen Strom-Spannungswandlern 
gearbeitet. In der Liste 
http://www.ckuehnel.ch/dokuwiki/doku.php?id=downloads findest Du 
Beiträge zum Thema. Wenn das weiter hilft, würde ich mich freuen.
Claus

[Klaus R. (klara)]

Kai Klaas schrieb:
> und
> entsprechend modifiziere (rechts), erhalte ich doch ganz genau, was Timo
> braucht.

Sag ich doch, Tietze/Schenk. War früher sogar mal auf dem Umschlag des 
Buches.
Gruss Klaus.

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Im Datenblatt von LM13600 auf Seite 20 gibt es eine 
Applikationsschaltung für einen LogAmp
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8638/NSC/LM13600.html

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Kai Klaas schrieb:
>>Diese verlinkte Schaltung hat aber mit der Schaltung des Fragestellers
>>wenig zu tun.
>
> Und wieso das?? Wenn ich die Schaltung von Filti nehme (links) und
> entsprechend modifiziere (rechts), erhalte ich doch ganz genau, was Timo
> braucht.

Nur so am Rande: Anstatt Filtis Schaltung zu nehmen und darin ca. 35
Bauteile (also fast alle) wegzulassen, hättest du auch einfach Timos
Schaltung die fehlenden 2 Bauteile hinzufügen können ;-)

Entscheidend sind doch R2 (Begrenzung der Schleifenverstärkung) und
C1 (Phase-Lead). Das steht übrigens auch im T&S als Vorschlag, um das
Schwingen zu beseitigen.

[Kai K. (klaas)]

>Nur so am Rande: Anstatt Filtis Schaltung zu nehmen und darin ca. 35
>Bauteile (also fast alle) wegzulassen, hättest du auch einfach Timos
>Schaltung die fehlenden 2 Bauteile hinzufügen können ;-)

Also, bitte, jeder Laie erkennt doch sofort den Logarithmierer und seine 
Beschaltung in dieser Schaltung. Außerdem geht es doch um mehr. Die 
Schaltung von Filti (also von mir), zeigt ein CA3086 Transistorarray, 
Schutzdioden, ein RC-Glied bei der Offsetstromerzeugung, einen 1nF in 
der Gegenkopplung und eine Temperaturkompensation mittels PT000-Element. 
Erst mit diesen zusätzlichen Elementen macht eine solche Schaltung doch, 
was sie soll.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Kai Klaas schrieb:
> Schaltung von Filti (also von mir),

Ach du bist/warst das :)

> zeigt ein CA3086 Transistorarray, Schutzdioden, ein RC-Glied bei der
> Offsetstromerzeugung, einen 1nF in der Gegenkopplung und eine
> Temperaturkompensation mittels PT000-Element. Erst mit diesen
> zusätzlichen Elementen macht eine solche Schaltung doch, was sie soll.

Die zusätzlichen Features deiner Schaltung sind nicht an mir
vorbeigegangen. Ich wunderte mich nur etwas, warum du erst die
"High-End"-Version der Schaltung vorstellst, um sie dann ein paar Posts
später wieder auf das Allernotwendigste zu reduzieren.

Wobei diese abgespeckte Version für Timo wahrscheinlich vollkommen
ausreichend ist, da sie sein eigentliches Problem, nämlich die
Instabilität, löst und der Rest für das Verständnis der prinzipiellen
Funktionsweise der Schaltung (darum geht es ihm wohl) nicht so wichtig
ist.

[Kai K. (klaas)]

>Ich wunderte mich nur etwas, warum du erst die "High-End"-Version der
>Schaltung vorstellst, um sie dann ein paar Posts später wieder auf das
>Allernotwendigste zu reduzieren.

Also, sag mal, vielleicht habe ich noch einen Job und hier nur Zeit für 
das Allernötigste? Soll ich mich jetzt auch noch dafür entschuldigen, 
überhaupt etwas Konkretes gepostet zu haben??

[Helmut S. (helmuts)]

Hallo Kai,
zum Glück hast du die "komische" Diode parallel zum 4k7 weggelassen. Ich 
sehe da echt nicht, dass deine gute Schaltung noch viel mit dem 
verlinkten Bauteilegrab zu tun hat.
Gruß
Helmut

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Kai Klaas schrieb:
>>Ich wunderte mich nur etwas, warum du erst die "High-End"-Version der
>>Schaltung vorstellst, um sie dann ein paar Posts später wieder auf das
>>Allernotwendigste zu reduzieren.
>
> Also, sag mal, vielleicht habe ich noch einen Job und hier nur Zeit für
> das Allernötigste? Soll ich mich jetzt auch noch dafür entschuldigen,
> überhaupt etwas Konkretes gepostet zu haben??

Ich glaube, du hast mich da komplett missverstanden (vermutlich habe ich
mich auch etwas missverständlich ausgedrückt). Das sollte überhaupt
keine Kritik von meiner Seite sein.

Da ich nach einem langen, anstrengenden Arbeitstag auch nicht mehr ganz
den Kopf dazu habe, im Detail zu erklären, was ich da oben genau gemeint
habe, lasse ich es lieber, bevor ich mich noch tiefer irgendwo
hineinreite ;-)

Lass dir nur soviel gesagt sein, dass ich deine Beiträge zur
Analogelektronik für mit die kompetentesten hier im Forum halte (und das
geht sicher nicht nur mir so), und ich sehr wohl den Zeitaufwand zu
schätzen weiß, den du da hineinsteckst. Es gibt also keinen Grund für
mich, dir deine Arbeit madig zu machen.


Helmut S. schrieb:
> zum Glück hast du die "komische" Diode parallel zum 4k7 weggelassen.

Schau noch einmal genau hin: Die Diode liegt nicht parallel zum 4k7,
sondern nur parallel zur BE-Strecke des darüberliegenden Transistors. Da
soll sie wohl die EB-Spannung begrenzen, falls der Opamp kurzeitig (beim
Ein- oder Ausschalten) bis zur maximalen Ausgangsspannung hochlaufen
sollte. Im Normalbetrieb sperrt diese Diode dauerhaft und stört deswegn
nicht. Die gleiche Funktion hat auch die Diode am zweiten Transistor.

[Helmut S. (helmuts)]

Helmut S. schrieb:
> zum Glück hast du die "komische" Diode parallel zum 4k7 weggelassen.

Schau noch einmal genau hin: Die Diode liegt nicht parallel zum 4k7,
sondern nur parallel zur BE-Strecke des darüberliegenden Transistors. Da
soll sie wohl die EB-Spannung begrenzen, falls der Opamp kurzeitig (beim
Ein- oder Ausschalten) bis zur maximalen Ausgangsspannung hochlaufen
sollte. Im Normalbetrieb sperrt diese Diode dauerhaft und stört deswegn
nicht. Die gleiche Funktion hat auch die Diode am zweiten Transistor.

Hallo Yalu,
danke für den Hinweis. Da habe ich doch glatt den Schaltplan falsch 
abgelesen. Da nehme ich meine Kritik wegen der "komischen" Diode 
natürlich zurück.
Gruß
Helmut

[Kai K. (klaas)]

>Da ich nach einem langen, anstrengenden Arbeitstag auch nicht mehr ganz
>den Kopf dazu habe, im Detail zu erklären, was ich da oben genau gemeint
>habe, lasse ich es lieber, bevor ich mich noch tiefer irgendwo
>hineinreite ;-)

Also, ich entschuldige mich mal bei dir. Du bist einer der 
anständigsten, liebenswertesten und kompetentesten Menschen hier. Ich 
war zu sehr jobmäßig im Streß und habe wohl ein wenig überreagiert...

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Kai Klaas schrieb:
> Also, ich entschuldige mich mal bei dir.

Hey, du brauchst dich deswegen doch nicht zu entschuldigen :)