Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik KSQ für LED mit OPV


von Jan R. (Gast)


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Hi,

brauche eine KSQ und habe dann das hier gefunden.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:Ksq_opv.png

Wie kann ich R1 und C1 berechenen. G(s) des OPV kann ich notfalls aus 
dem Frequenzgang bestimmen. für G(s) der Transistorstufe, fehlt mir der 
Ansatz.

Das Kompensationsnetzwerk ist doch eigentlich beschissen. Wäre eine Lead 
Lag kompensation oder sogar eine einfache lag kompensation nicht besser 
und einfacher zu berechnen?

Edit:

Nach LT Spice ist diese angebliche Kompensationsnetzwerk wirklich Gülle, 
da es nichts tut. Weder phase schieben noch dämpfen noch sonstwas.
Weiß irgendjemand den sinn hinter dem Unsinn?

Danke schinmal

von 101 (Gast)


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die beschaltung ergibt einen I-Regler mit Tn=R1*C1

von 101 (Gast)


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damit bekommt man einen definierten Frequenzgang vom Regler und die 
Schaltung ist nicht mehr so abhängig von einem passenden OPV

von Jan R. (Gast)


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101 schrieb:
> die beschaltung ergibt einen I-Regler mit Tn=R1*C1

erklärung?

Bei mir verhält sich bei dem nämlich nichts wie I..
Wie ist die Übertragungsfunktion der gesamten schleife?

1/s*1/(R1*C1)*G1(s)

mit G1(s) die Transistorstufe?
Kannst du mir bitte begründen, wieso das ein I-Regler sein soll?
Denn wen ich einen Idealen OPV simuliere nur um das Netzwerk aus C1 und 
R1 zu überprüfen, hat dies Garkeinen Frequenzgang.

von 101 (Gast)


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lass mal die Endstufe weg dann sieht man es gleich

von Jan R. (Gast)


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Wo soll R1 dann angeschlossen werden?
Kannst du das aufzeichen?

Wenn ich nur die transistorstufe mit der beschaltung simuliere, hat das 
garkeinen einfluss..

Diese Schaltung hat nie einen Einfluss, egal wie schnell das 
Eingangssignal ist, bleibt das RC Glied dort Briefbeschwerer. Schaue 
selbst. Auf dem Bild. (1kF habe ich nur eingegfügt um zu zeigen wie 
schwachsinnig dieses RC glied ist)

Warum hat der "Superinteligente" Autor dieser schaltung nicht einfach 
sein blödes RC glied Am OPV ausgang gegen masse gelegt. Das klaut dann 
zwar bandbreite. Ist dafür aber wenigsten Funktionstüchtig.

von John Wayne sein Schwiegervater (Gast)


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Jan R. nölte:
>Wenn ich nur die transistorstufe mit der beschaltung simuliere, hat das
>garkeinen einfluss..

Daß eine Simulation nicht viel mit der Wirklichkeit gemein hat, ist
Dir nicht klar?

>Warum hat der "Superinteligente" Autor dieser schaltung nicht einfach
>sein blödes RC glied Am OPV ausgang gegen masse gelegt.

Warum entwirfst Du mit Deiner überragenden Intelligenz nicht selbst
eine Schaltung, die Deine Ansprüche erfüllt, statt blöde RC-Glieder
zu bemängeln?

SCNR

von Jan R. (Gast)


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Schon wieder so ein blöder beitrag!

Wenn man mor sagt, dass dieser scheiß RC Integralwirkung zeigt, sieht 
man das auch in der Simulation. Simulationen können je nach modell schon 
real ergebnisse liefern.

von John Wayne sein Schwiegervater (Gast)


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Sag mal: Bist Du seit 2:25 Uhr nicht in der Lage gewesen, diese einfache
Schaltung auf einem Steckbrett zusammenzustecken? Du hast Dir statt 
dessen
die Nacht mit sinnloser Simuliererei um die Ohren geschlagen, stehst nun
unter Zeitdruck und beginnst langsam in die Kiste zu kotzen.

Viel Freude weiterhin.

von Max H. (hartl192)


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Was ist eigentlich der Sinn dieses Threads? Willst du eine integrierende 
Stromquelle bauen oder verstehen zu was das RC-Glied da ist?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Jan R. schrieb:
> Schon wieder so ein blöder beitrag!

Damit meinst Du wahrscheinlich Deinen eigenen. :-(

von Jan R. (Gast)


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es ist einfach so, dass man fast nie definierte Antworten bekommt.

Ich habe gesagt, dass ich den Sinn hinter dem RC-Glied nicht verstehe, 
da das keinerlei Auswirkungen auf die Schaltung hat. Diese annahme hat 
sich bestätigt, als ich die Schaltung aufs Steckbrett getaen habe. Die 
Schaltung war mit einem LM358 ohne Kompensationsaufwand etwas Instabil 
(Kleiner Spannungsrippel) Als ich dieses RC- Glied auf dem Bild 
eingebaut habe, tat sich da nichts egal welchen widerstand oder 
Kondensator man nimmmt.
Als ich dann jedoch wie hier,
https://www.tu-ilmenau.de/fileadmin/media/mne_ess/IEP_V6_Dyn_Verhalten_OPV.pdf
auf Seite zehn eine Lagkompensation vornahm (Direkt hinter dem OPV), war 
Ruhe. Die bandbreite ist jetzt zwar Reduziert, aber für eine LED KSQ mit 
bis zu 200Hz PWM zum dimmen absolut im Ordnung.

Nichtsdestotrotz möchte ich gerne wissen, was sich der Autor hinter 
diesem RC glied gedacht hat.

Ich habe gehört es verhält sich wie ein I-Regler aber natürlich nicht 
warum!
Versuche und Simulation, haben das verhalten nicht bestätigt.
Wenn das RC-Glied zusammen mit der Ausgangsstufe und dem OPV einen 
Integrierer bildet, würde auch ein Frequenzgang entstehen. Diese 
tatsache ist unabhängig von verwendetem OPV (real oder ideal)

Ich würde mich sehr Freuen, wenn ihr mir erklären würdet, was das RC 
glied soll. Bitte auch mit Mathematik, damit habe ich keine Probleme.
Auch ein kleines Flussdiagramm des Regelkreises aus den 
Einzelünertragungsfunktionen, würde mich freuen.
Aber Antworten, die unschärfer sind als der impuls eines durch einen 
Spalt fliegenden Quantenteilchens, bringen da niemandem was.

von 101 (Gast)


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Du hast keinen Frequenzgang simuliert. Das dein Ergebniss so ausfällt 
liegt an der einfachen Last von 100R. Und ja der C macht einen 
definierten Frequenzgang, das ist eine absolute Standardschaltung, die 
ergibt schon Sinn.

Type 1 Compensator: 
http://www.google.at/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.convertertechnology.co.uk%2Findex.php%3Fs%3Dfile_download%26id%3D3&ei=LaXPU_X3F7Le7Aai14GYCg&usg=AFQjCNFkDWBRt9e56Dit_vW0AkT9xQKTxg&bvm=bv.71667212,d.ZGU&cad=rja

von Christian S. (christianstr)


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Lieg ich Falsch mit der Annahme, dass an + eine Gleichspannung als 
Referenz anliegen muss? Zumindest funktioniert die Schaltung bei mir 
dann so, wie sie soll.

Gruß Christian

von npn (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Lieg ich Falsch mit der Annahme, dass an + eine Gleichspannung als
> Referenz anliegen muss? Zumindest funktioniert die Schaltung bei mir
> dann so, wie sie soll.
>
> Gruß Christian

Nein, da liegst du nicht falsch.
Die Beschriftung lautet ja auch I_SOLL. Die Größe der Spannung richtet 
sich dann nach dem Shunt, weil ja mit der dort abfallenden Spannung 
verglichen wird.

von Christian S. (christianstr)


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npn schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Lieg ich Falsch mit der Annahme, dass an + eine Gleichspannung als
>> Referenz anliegen muss? Zumindest funktioniert die Schaltung bei mir
>> dann so, wie sie soll.
>>
>> Gruß Christian
>
> Nein, da liegst du nicht falsch.
> Die Beschriftung lautet ja auch I_SOLL. Die Größe der Spannung richtet
> sich dann nach dem Shunt, weil ja mit der dort abfallenden Spannung
> verglichen wird.

Dann hab ich ja gut aufgepasst bei der Lektion "OPV" ;) Jan R. betreibt 
sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht 
funktioniert.Außerdem mit 1kF und 10kO, womit das wahrscheinlich den 
Preis des langsamsten Reglers des Jahres gewinnt ;)

Gruß Christian

von npn (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Dann hab ich ja gut aufgepasst bei der Lektion "OPV" ;)

Ja, so ist das. Fragen werden immer gern beantwortet :-)

Christian S. schrieb:
> Jan R. betreibt
> sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht
> funktioniert.

Das hatte ich gar nicht gesehen. Das kann natürlich nicht 
funktionieren...

von Jan R. (Gast)


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Wenn nur das RC Glied angeschlossen ist, verhält sich die schaltung wie 
ein Integrierer.

Der Anschluss der Transistorstufe ist jetzt vereinfacht gesagt einfach 
der Anschluss des OPV an den Integrierer Eingang.

Und schon Platzt der Traum vom I Regler... Jetzt ist der Kondensator 
übergrückt.. Wie Traurig.

Das ist jetzt wieder ein ganz normaler OP, da sich der Kondensator nie 
lädt.

habe den Kondensator so groß gewählt, dass jeder sieht, das die rampe 
jetzt weg ist.

So und genau da ist meine Frage. Aufgrund Dieser tatsache ist das 
bestenfalls nen PI wie oben das Flussbild.

Fragen:

- Was soll die Schaltung so? (Ja das frage ich seit heute nacht!)
- Ist das Integral doch noch wo und och sehe es nicht?
- Wie soll das, wenn der P Anteil des OPV und damit dessen Frequenzgang 
erhalten bleibt für Stabilität sorgen?

Bitte nur auf die Fragen Antworten und nicht trollen

danke..

von Jan R. (Gast)


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.
>
> Dann hab ich ja gut aufgepasst bei der Lektion "OPV" ;) Jan R. betreibt
> sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht
> funktioniert.Außerdem mit 1kF und 10kO, womit das wahrscheinlich den
> Preis des langsamsten Reglers des Jahres gewinnt ;)
>
> Gruß Christian


Hallo, das ist der bewis, das die Schaltung nicht das tut was sie soll. 
Bei 1kF un 10KOhm, wäre bei einem Reinen I Regler eine ganz flache Rampe 
zu sehen. Der Regler wäre wirklich super langsam. Doch trotz dieser 
Werte, ist der Ausgang steilflankig... Sprich kein I-Regler. Aber das 
seint ihr ja wirklich alle nicht zu kapieren.

P.S. Das oszillogramm ist im gleichen Bild. Keine verzögerung.

von 101 (Gast)


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Jan R. schrieb:
> .
>>
>> Dann hab ich ja gut aufgepasst bei der Lektion "OPV" ;) Jan R. betreibt
>> sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht
>> funktioniert.Außerdem mit 1kF und 10kO, womit das wahrscheinlich den
>> Preis des langsamsten Reglers des Jahres gewinnt ;)
>>
>> Gruß Christian
>
> Hallo, das ist der bewis, das die Schaltung nicht das tut was sie soll.
> Bei 1kF un 10KOhm, wäre bei einem Reinen I Regler eine ganz flache Rampe
> zu sehen. Der Regler wäre wirklich super langsam. Doch trotz dieser
> Werte, ist der Ausgang steilflankig... Sprich kein I-Regler. Aber das
> seint ihr ja wirklich alle nicht zu kapieren.

hahah der einzige der es nicht kapiert bist du. ja unter v=1 geht der 
regler statisch nicht, deshalb funktioniert auch deine simulation, mit 
der einfachen strecke von einen emitterfolger mit 100R last. aber für 
die stabilität ist das ac-verhalten verwantwortlich. kannst ja mal das 
dokument studieren was ich oben verlinkt habe.

von Max H. (hartl192)


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Christian S. schrieb:
> Jan R. betreibt
> sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht
> funktioniert.
Wieso nicht, dann ist der Ausgangsstrom eben auch ein Rechtecksignal.

Jan R. schrieb:
> Was soll die Schaltung so?
Durch den Widerstand am Ausgang des OPV und der Kapazität des 
Transistors wird ein weiterer Tiefpass gebildet. Dadurch kann es 
passieren, dass die die Phasendrehung der geöffneten Schleife schon vor 
der Durchtrittsfrequenz gleich 180° wird. Durch das Einbauen des 
Integrators, der eine Durchtrittsfrequenz kleiner als die anderen 
Grenzfrequenzen haben soll, wird die Phasenreserve verbessert.

Im Anhang die offene Schleife, Vin modelliert die Kapazität des 
Transistors.

von 101 (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Aufgrund Dieser tatsache ist das
> bestenfalls nen PI wie oben das Flussbild.

du weißt schon das ein pi-regler eine nullstelle hat? woher soll die bei 
dieser beschaltung kommen?

von Jan R. (Gast)


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> ja unter v=1 geht der
> regler statisch nicht, deshalb funktioniert auch deine simulation, mit
> der einfachen strecke von einen emitterfolger mit 100R last. aber für
> die stabilität ist das ac-verhalten verwantwortlich.
Was ist denn da so besonders bei V=1
Was meinst du mit statisch?

von Christian S. (christianstr)


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Funktioniert doch :)

Gruß Christian

von Jan R. (Gast)


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Ja aber am Anfang ist da so ein Sprung. Die PT1 Sprungantwort startet 
nicht bei 0V


Stimmt Threshold Voltage sorry..

von Christian S. (christianstr)


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Max H. schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Jan R. betreibt
>> sie nämlich mit einem Wechselsignal, was natürlich ohne Filter nicht
>> funktioniert.
> Wieso nicht, dann ist der Ausgangsstrom eben auch ein Rechtecksignal.

Ich glaub, er hat sich das eher so vorgestellt, dass er über den 
Mittelwert der PWM die höhe des Ausgangsstroms regeln kann. Dass sich 
der Ausgangsstrom über die Höhe der Spannung an + einstellt, hat er 
glaub ich nicht verstanden. Wenn er noch einen Tiefpass vor + setzen 
würde, könnte er das so machen, wie er sich vorstellt.

Gruß Christian

von Christian S. (christianstr)


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Jan R. schrieb:
> Ja aber am Anfang ist da so ein Sprung. Die PT1 Sprungantwort startet
> nicht bei 0V

Das Signal ist auch auf Masse bezogen und nicht auf den - Eingang. Daher 
der Sprung

von Skyper (Gast)


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So anbei eine Simulation mit dem LT1498 - mit und ohne TP im Zweig.
Ich hab das ganze auch aufgebaut - inkl. des Kondensators und des 
Widerstandes in der Rückkoplung. (ohne den TP hat die Schaltung sich 
nicht wirklich stabil verhalten)!

Im Vergleich sieht man auch, dass der TP in der Rückkoplung dafür sorgt, 
das die Regelung stabiler wird und damit das "klingeln" glatt gebügelt 
wird.

... und nur so am Rande, der Hersteller schlägt es ebenfalls vor, siehe 
S.19

von Jan R. (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Ja aber am Anfang ist da so ein Sprung. Die PT1 Sprungantwort startet
>> nicht bei 0V
>
> Das Signal ist auch auf Masse bezogen und nicht auf den - Eingang. Daher
> der Sprung

Das verstehe ich jetzt nicht ein Integrieret fängt doch beim Einschalten 
immer bei GND an.

von Max H. (hartl192)


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Jan R. schrieb:
> Das verstehe ich jetzt nicht ein Integrieret fängt doch beim Einschalten
> immer bei GND an.
Er fängt mit dem Wert der Uc=0V entspricht an.

: Bearbeitet durch User
von Jan R. (Gast)


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Ja stimmt.

Ihr habt recht meine ganze frage mit der KSQ war schaluchsteherrei. :-))

Der eigentlich wichtigere teil. Wie bekomme ich die Polstelle der 
Emitterfolgerstufe heraus.
We1chen kapazitätswert muss ich da im Datenblatt suchen?
 Danke schonmal.

von Christian S. (christianstr)


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Jan R. schrieb:
> Ja stimmt.
>
> Ihr habt recht meine ganze frage mit der KSQ war schaluchsteherrei. :-))
>
> Der eigentlich wichtigere teil. Wie bekomme ich die Polstelle der
> Emitterfolgerstufe heraus.
> We1chen kapazitätswert muss ich da im Datenblatt suchen?
>  Danke schonmal.

Das wird so im Datenblatt nicht drinstehen, denn es hängt von viel zu 
vielen Faktoren ab, z.B. Basisstrom, Temperatur, etc. Der ganze Kram ist 
halt auch nicht linear, weshalb du dafür wohl oder übel ein paar Fälle 
aufstellen musst, die in deinem Anwendungsbereich liegen und dann messen 
musst. Wichtig ist vor allem, dass du die Last im Auge behälst, 
Induktivitäten sind da ungern gesehen, auch in Zuleitungen, das bringt 
das System gerne mal in Schwingung.

Gruß Christian

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Jan R. schrieb:
> Nach LT Spice ist diese angebliche Kompensationsnetzwerk wirklich Gülle,
> da es nichts tut.

Dann hast du wohl ein anderes LTspice als ich, denn bei mir tut es sogar
sehr viel.

Im Anhang siehst du den Ausgangsstrom, wenn das Eingangssignal
zwischen 0.4V und 0.5V hin und her springt. Der Kondensator verhindert
dabe ein Überschwingen. Bei C1=0 ist das Überschwingen sehr deutlich,
bei C1=33pF ist es beseitigt, bei C1=100pF verschlechtert sich die
Reaktionszeit der Schaltung unnötigerweise, bei C1=1nF wird die
Schaltung sogar so langsam, dass bei dem Rechtecksignal von 50kHz die
Sollwerte gar nicht mehr erreicht werden.

Den optimalen Wert für C1 zu berechnen ist nicht einfach, da er u.a. von
mehreren Transistorparametern abhängt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Jan R. (Gast)


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Muss mich jetzt gerade hierzu nochmal melden.

Also, eigentlich müsste ja gelten umso langsamer der Regler, umso 
stabiler. Bei dieser Regelstrecke, müsste das eigentlich gelten.

Aber bei mir ist das jetzt ganz anders. Lasse ich das RC Glied weg, oder 
schließe R Kurz ist zusammen mit dem LM324 und einem BUZ11 alles Stabil. 
Baue ich ein RC Glied ein, schwingt die shaltung unabhängig von R und C 
(Habe 22pF 1nF und 100nF mit 10K Widerstand probiert) mit 34Khz warum? 
Ist der LM324N nicht unity Gain Stable? Was läuft da so schief?

von MaWin (Gast)


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Jan R. schrieb:
> schwingt die shaltung

Hmm, in meinem LTSpice nicht.

von Jan R. (Gast)


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In meinem LTSpice auch nicht in echt..

hier zwei OSzillogramme

von Jan R. (Gast)


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Komisch ist jetzt, dass nach einfügen dieses 470 Ohm Widerstandes, ein 
gedämpft harmonischer einschwingvorgang entsteht.. , welcher eine viel 
kleinere Periodendauer als 1Hz hat. es kann doch nicht sein, dass ein 
470Ohm Widerstand in Reihe zum Gate schon bei Frequenzen kleiner 1Hz die 
Phasenversiebung 180 Grad entspricht...

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Hast du lange Leitungen für die Versorgungsspannung oder die LED?
Damit kommen zusätzliche Induktivitäten ins Spiel.

Schwingt evtl. dein Netzgerät mit?
Wie sieht die Versorgungsspannung am Opamp und direkt am Netzgerät aus?

von Jan R. (Gast)


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Bedenke aber, dass ohne RC alles Stabil ist.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Jan R. schrieb:
> Bedenke aber, dass ohne RC alles Stabil ist.

Man kann durchaus Fälle konstruieren, wo das RC-Glied kontraproduktiv
ist. Oft arbeiten in diesen Fällen Induktivitäten ungünstig mit den
vorhandenen (unabsichtlichen und absichtlichen) Kapazitäten zusammen.

Ich weiß nicht, ob du es tatsächlich geschafft hast, einen solchen Fall
heraufzubeschwören. Aber wenn sonst keiner eine Erklärung für das
Phänomen hat ...

von Jan R. (Gast)


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Ich habe das Problem gefunden.

Die erste Schwingung kam wohl tatsächlich durch die Gatekapazität 
zustande, stichwort Phasenrand des Erroramps.

Das Problem danach, war ein Handwerklicher fehler, um das 
Phasenrandproblem zu terminieren, habe ich einen Gatewiderstand 
eingefügt, dieser war nicht richtig verlötet und hatte somit einen 
Wackelkontakt verursacht, was dazu führte, das die Schaltung immernoch 
unzuverlässig war. Das Oszilloskop hat da nun abhilfe geschaffen...

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