Hallo!
Für eine Ausarbeitung (Studium) soll ich eine Schaltung analysieren und
simulieren. Mein Thema ist ein 4-20mA Stromtransmitter, welcher in einer
anderen Vorlesung (gleicher Prof) behandelt wurde. Mein Problem ist,
dass ich gewisse Schritte in der Dimensionierung der Schaltung überhaupt
nicht nachvollziehen kann. Ich sehe nur dass es in der Simulation
funktioniert, warum, weiß ich nicht.
Angehängt habe ich eine in der Simulation funktionierende
Dimensionierung und das dazugehörige Diagramm.
Die folgenden Rechnungen und Bezeichnungen beziehen sich auf das
Schema-Bild.
Ich hoffe jemand erbarmt sich meiner und hilft mir auf die Sprünge.
Die in LaTeX-Formel-Art geschriebenen Zeilen sind Abschriebe aus den
Unterlagen, meine Fragen und Kommentare in normaler Art:
Gleichungen:
(weil Gegenkopplung)
Soweit klar.
Die 1,2V- und 5,5V-Annahme wurde augenscheinlich quasi als zweiterVersuch genommen und später wurde mit diesen beiden Werten
weitergerechnet.
Ich gehe davon aus dass die Annahmen einfach ins Blaue geraten sind. Die
1V bzw. 1,2V am Messwiderstand stören mich jedoch. Wie kann das schon
feststehen? oder soll es damit einfach festgesetzt werden, weil es
evtl. Erfahrungssache ist? Die daraus folgenden Gleichungen sind
plausibel:
Dann jedoch kommt etwas, das ich überhaupt nicht verstehe:
Warum müssen die Ströme gleich sein?
Was ich nicht verstehe ist, wie ich an dieser Stelle diese Anforderungen
erkennen kann, und welchem Zweck sie dienen.
Die daraus gefolgerten Gleichungen kann ich nachvollziehen, aber eben
nicht den Grund für die obigen Annahmen.
Werte wurden eingesetzt:
Wo wurde die 3 nun hergezaubert?
Hier wird einfach mit 1V maximalem Spannungsabfall über R_Mess
weitergerechnet, trotz obiger Annahme von 1,2V. Und wo die 0,2V für den
Messanfang herkommen, weiß ich auch nicht:
Warum plötzlich 5V statt, wie oben, 5,5 oder 6V angenommen werden
erschließt sich mir nicht.
Bis hierhin (die meisten werden -verständlicherweise- wohl keine Lust
gehabt haben das alles zu lesen) gab es meiner Wahrnehmung nach viele
Unstimmigkeiten. Vor Allem verstehe ich nicht, warum es trotz sich
_ständig ändernder Annahmen dennoch augenscheinlich funktioniert!?_
(siehe Simulation)
Und dabei sind nichtmal die Widerstände R2 und R4 dimensioniert...
Die bisherige Rechnung habe ich aus meinen Unterlagen. Bei uns wurde R1
und R3 dimensioniert, bei einem anderen Semester R2 und R4 - warum? man
weiß es nicht...)
Die folgende Dimensionierung also aus den Unterlagen eines anderen
Semesters:
Soweit wieder klar.
In meinen Augen nicht plausibel, da sowohl U_1 als auch U_Soll_max als
5V angenommen wurden.
warum?
Das Widerstandsverhältnis (R1/R3=3) aus Teil1 habe ich ins blaue
hineingeraten auf 30k/10k gesetzt und die Widerständer R_2 und R_4 wie
gerade beschrieben (siehe LTStpice-Schaltplan).
Was ich außerdem nicht verstehe ist , warum es nicht funktioniert, wenn
ich R1/R3 auf beispielsweise 3k/1k dimensioniere, obwohl doch nur das
Verhältnis beider von Bedeutung sein sollte.
Des Weiteren verstehe ich die Funktion des OPV und Transistors nicht, da
die Ausgangsspannung oder der Strom in keiner einzigen Rechnung
vorkommen. Die in der Simulation eingesetzten Widerstande an Basis und
Kollektor habe ich dimensionslos einem weiteren Schema in meinen
Unterlagen entnommen und ohen nachzudenken kleine Werte eingesetzt
Wer sich dieses ewiglange Pamphlet nun tatsächlich zu Gemüte geführt hat
und auch noch in der Lage ist mir mein Nichtverständnis zu nehmen, dem
sei von Herzen gedankt.
Hier taucht eine Festlegung nicht auf: Der Meßwiderstand wurde auf 50Ω
festgelegt.
Der in den Meßwiderstand eingeprägte Strom bewirkt einen Spannungsabfall
zwischen 0V bei 0mA bzw. 0,2V bei 4mA und 1,2V bei 20mA. Diese Größen
sowie der erlaubte Eingangsspannungsbereich sind die Grundlage für die
Berechnung der 4 Widerstände an den Eingängen des Operationsverstärkers.
Die Übertragungssteilheit ΔI(a):ΔU(e) legen deine Widerstände R1 und R3
fest. Eine Verschiebung dieser Linie wird durch R2 und R4 in deiner
Schaltung erreicht.
Helge A. schrieb:> Hier taucht eine Festlegung nicht auf: Der Meßwiderstand wurde auf 50Ω> festgelegt.
Das stimmt. Es sollte auch eigentlich noch weitergehen. Allerdings
wollte ich erst die anderen Ungereimtheiten geklärt haben. Vor allem
welche Aufgabe der OPV mit dem Transistor erfüllt. Denn bisher und auch
in der halben Seite Untelagen in der es um den Messwiderstand geht wird
nirgends die Ausgangsspannung des OPV oder mit nur einem
Wort/Formelzeichen der Transistor erwähnt.
Bisher wurde gerechnet als wären die Bauteile überhaupt nicht vorhanden
und einfach die Knoten der beiden Spannungsteiler miteinander verbunden.
Der einfachste Schluss der sich mir Aufdrängt ist natürlich sie einfach
weglassen zu können. Dass das aber nicht funktioniert, da sie sicherlich
eine Aufgabe, die auch formelmäßig ausdrückbar sein muss, zu erfüllen
haben.
Aber wie lässt es sich formelmäßig ausdrücken? Vor allem da die Größen
des Basiswiderstandes und des Strombegrenzungswiderstandes fast egal zu
sein scheint.
(R_B lässt sich von 10-1k und R_Begrenz von 10-250 varieren ohne
merkliche Auswirkung auf das Ergebnis)
Helge A. schrieb:> Die Übertragungssteilheit ΔI(a):ΔU(e) legen deine Widerstände R1 und R3> fest. Eine Verschiebung dieser Linie wird durch R2 und R4 in deiner> Schaltung erreicht
Das hätte ich gerne formelmäßig einzuordnen gewusst. Aber ich danke dir!
Da du es erwähnst, fällt mir auf, dass ich das beim herumspielen mit den
Widerständen beobachtet, aber wohl nicht beachtet habe.
Basiswiderstand, Strombegrenzungswiderstand und der kleine Kondensator
helfen, die Schaltung zu stabilisieren und dürften Oszillationen gut
vermeiden. Im statischen (ausgeregelten) Verhalten der Schaltung sind
diese Bauteile aber kaum noch wirksam.
Durch die sehr hohe Verstärkung des OPV läßt sich die Baugruppe aus
diesen Bauteilen, dem OPV und dem Transistor statisch mit guter Näherung
als eine Funktionseinheit betrachten, deren Verhalten ausschließlich
durch die Außenbeschaltung gegeben ist.
Ich sehe da auch keine, aber die Simulation funktioniert. Das ist auch
eine der Sachen die mich wurmt. Habe ohne Ja überhaupt keinen
Zusammenhang zwischen Eingängen und Ausgang des OPV, was mich wieder zu
der Frage bringt welchen Zweck dieser überhaupt erfüllt. Lade mogen (bzw
heute) die Simulation hoch.
Gegenkopplung schrieb:> Mir fehlt die Gegenkopplung in der Regelung; es ist aber schon spät.
Na, die geht über R4.
Der Trick ist, dass die "Speisung" nicht das selbe Massepotential hat
wie das "Signal"...
Der Minimalstrom durch den Lastwiderstand wird generiert über die beiden
Widerstände am Spannungsregler (330 + 1k) sowie den relativ kleinen
Betriebsstrom des Operationsverstärkers. Die schwimmende Versorgung in
dieser Anordnung sorgt schon dafür, daß der Mindeststrom von 4mA immer
fließt.
Damit muß die Stromregelung nur noch einen Bereich von 0-16mA steuern.
Kommst du jetzt weiter?
Helge A. schrieb:> Damit muß die Stromregelung nur noch einen Bereich von 0-16mA steuern
Das hab ich auch erst gestern gemerkt, in dem ich festgestellt habe,
dass am Emitterwiderstand des Transistors gerade dieser Strom fließt.
Dann habe ich mich zunächst eine (etwas längere) Weile gewundert wo denn
die 4mA Offset herkommen, bis ich dann an R2 gemessen habe.
edit2: Warum ich allerdings den Spannungsregler nicht mit 330/1k
beschalten und (91k+10k~~) 100k belasten kann und er mir den gleichen
Strom durch R2 liefert. (Und die Ausgangsspannung wird bei über 5k(?)
Last auch instabil)
Die Fragen die sich mir noch stellen, sind, warum der Strom am
Emitterwiderstand (in gewissen Grenzen) scheinbar unabhängig davon ist,
wie groß Basis- und Emitterwiderstand sind. Meines bisherigen
OPV-Verständnisses her, treibt der OPV-Ausgang kaum Strom, sondern das
Signal kommt in Form einer Spannung. Ändere ich aber Basis- und/oder
Emitterwiderstand müsste sich laut U_Ausgang = I * (R_Basis + 0,7V +
R_Emitter) der Strom ändern. Damit sollte wiederum die Stromverstärkung
des Transistors zunehmen.
[U_Ausgang bzgl. interner Masse]
edit: Könnte es sein, dass du gerade diese Frage mit deinem zweiten
Posting versucht hast zu beantworten? Wenn ja habe ichs es nicht
verstanden, wenn nein, auch nicht :-/
Helge A. schrieb:> Die schwimmende Versorgung in dieser Anordnung sorgt schon dafür ...
Ist damit gemeint, dass die Masse nicht wieder zurückgeführt wird?
Natürlich kommt auch Strom aus dem OP-Ausgang raus. Mit den beiden
Widerständen wird der Transistor "schlechter" gemacht, aber das ist im
ausgeregelten Zustand von außen nicht mehr sichtbar: Der OP hat ja
selber eine sehr hohe Verstärkung, und dazu kommt noch die Verstärkung
des Transistors. Das ganze funktioniert so lange, wie der OP noch genug
Spannungsreserve hat, um den Transistor anzusteuern.
R_B begrenzt den Strom in die Basis, R_Strombegrenzung begrenzt den
Emitterstrom. Dadurch wird die Schaltung eigensicher. Wenn man aber die
Widerstandswerte zu groß macht, reicht irgendwann der Spannungshub am
Ausgang des OP nit mehr aus.
Außerdem funktioniert die Bandbreitenbegrenzung durch C4 nur dadurch,
daß einer Stromänderung auch ein nennenswerter Spannungshub am Ausgang
des OP zugeordnet werden kann.
Lothar Miller schrieb:> Gegenkopplung schrieb:> Mir fehlt die Gegenkopplung in der Regelung; es ist aber schon spät.>> Na, die geht über R4.>> Der Trick ist, dass die "Speisung" nicht das selbe Massepotential hat> wie das "Signal"...
Bild oben rechts??? Die beiden negativen Anschlüsse der Spannungsquellen
sind gebrückt. Neee, da passt was mit dem Schaltplan nicht.
Hallo,
ich versuche mal die Schaltung verständlich zu machen.
Dabei beziehe ich mich auf die vereinfachte Schaltung, oben rechts.
Allerdings hat die einen kleinen Fehler:
Die Versorgungsspannung U1 gehört mit Minuspotential gang unten an
R_mess
1) In normaler Funktion versucht ein OPV immer die Differenzspannung an
den Eingängen zu Null zu machen.
Darauf basiert die Stromregelung, die im Prinzip den Spannungabfall
über R_mess und U_soll an den Eingängen vergleicht.
(siehe angehängte Schaltung)
Durch Veränderung der Ausgangsspannung soll die obige Bedingung
(+In) = (-In) hergestellt werden.
2) Damit der OPV aber normal arbeiten kann,
müssen die Eingänge und auch die Ausgänge zwischen +Ub und -Ub liegen
Deshalb darf keine Eingangsspannung bei U_in = 0V nicht auf dem
Potential -Ub liegen, sondern ein Stück höher.
Im konkreten Fall ist aber keine negative Betriebsspannung vorhanden.
Um dem OPV also einen vernünftigen Arbeitspunkt für (+In) zu geben,
wird der Spannungsteiler R2/R4 benutzt.
Sinniger weise sollte gelten R2+R4 >> R_mess
3) Außerdem soll der Strom bei Uin = 0 ja nicht 0mA sondern 4mA sein.
4mA an 50 Ohm -> 0,2V über R_mess
Das wird einmal dadurch erreicht, dass das Bezugspotential U_soll
nicht auf -Ub liegt, sondern oberhalb von R_mess
-> also bei 4mA mind. ca. 0,5V über -Ub.
Das ist recht wenig. Deshalb braucht es trotzdem sogenannte LowDrop-OPV.
Dann wird R2/R4 so eingestellt, dass bei U_soll = 0V eben genau 4mA
fließen ( U_mess = 0,2V)
4) R1/R3 sind nun bloß noch dafür da, die Verstärkung von U_soll zum
Strom zu bestimmen. Bei U_soll(max) sollen ja 20mA fließen.
5) Der Transistor kann im Prinzip als Bestandteil des OPV verstanden
werden.
Dieser dient nur als Booster, um die Stromfähigkeit des OPV zu erhöhen.
Der Transistor nimmt auch die Verlustleitung der Stromquelle auf und
kann sich erhitzen. Je nach max. Spannungshub der Stromquelle muss
dieser also auch evtl. gekühlt werden.
Außerdem entkoppelt der Trans. die Verlustleitung vom OPV, so dass
weniger Temperaturdrift am OPV zu Stande kommt. Deshalb sollte der
Trans. vom OPV thermisch entkoppelt werden.
Gruß Öletronika
U. M. schrieb:> Dann wird R2/R4 so eingestellt, dass bei U_soll = 0V eben genau 4mA> fließen ( U_mess = 0,2V)
Aber das erreiche ich doch durch die Beschaltung des Spannungsreglers.
Was ich bräuchte wäre der formelmäßige Zusammenhang für die
Ausgangsspannung des OPV (bzw. des Emitterstroms) in Abhänigkeit zu den
Eingängen des OPV. Komme leider zu keinem sinnvollen Schluss. Und ja,
ich habe mir diverse Seiten zu Operationsverstärkern durchgelesen und
mich mit dem Thema ein wenig auseinandergesetzt. Dennoch erkenne ich
hier keine Gegenkopplung, aber auch eine Messung in der Simulation
ergibt, dass U+ = U-, wodurch ich doch zwangläufig auf eine
Gegenkopplung schließen muss, oder etwa nicht?
Eine Gegenkopplung würde ja über R_Begrenz + R_Mess + R4 laufen. Eine
Mitkopplung über R_Begrenz + R6. Aber das sind doch nur 50 Ohm
Unterschied. oder machen diese etwa den Unterschied zu Gegenkopplung
statt Mitkopplung.
[Aber wie wäre es dann bei realen Bauteilen? 10k+-1% = 100Ohm Toleranz.
Was bedeuten würde, dass es passieren könnte dass durch die Toleranz
eine Mitkopplung entsteht... und das kann ja irgendwie nicht sein.]
Schon zwei Tippgeber haben auf eine falsche Schaltung hingewiesen. Ganz
oben in der linken wird mit dem Spannungsregler ein zweites
Bezugspotential gebildet, um konstant und unabhängig von der Verstärkung
die 4mA zu subtrahieren. Die Gegenkopplung erfolgt mit R6, der nicht
mit er negativen Versorgung vom OP verbunden ist, sondern ausschließlich
am Spannungsteiler RStrom und RMess. Über die andere Schaltung wurde
schon geschrieben.
Scan das Original aus dem Buch oder Aufgabenstellung und zeige es hier.
Oder Lothar M. legt Hand auf. Dann geht es auch so. ;-)
Gegenkopplung schrieb:> Scan das Original aus dem Buch oder Aufgabenstellung und zeige es hier.
Kommt sofort.
Gegenkopplung schrieb:> Die Gegenkopplung erfolgt mit R6, der nicht> mit er negativen Versorgung vom OP verbunden ist, sondern ausschließlich> am Spannungsteiler RStrom und RMess
Doch, ist er.
Meinst du vielleicht: 'der nicht mit der negativen Versorgung vom OP
verbunden SEIN SOLLTE.'?
Für deine Formelaufstellung unterscheide die Fälle 4mA und 4-20mA.
Für den 4mA-Fall sind die Ströme maßgeblich ohne Regelung.
Der Fall 4-20mA wird durch das Regelverhalten bestimmt. Kommst du
weiter mit den in blau in die Schaltung geschriebenen Hinweisen?
Der Zusammenhang war mir klar. Aber ich weiß eben nicht wie ich I(out)
bestimmen kann, weil ich nicht genau weiß wie sich der OPV bei gegebener
Schaltung verhält.
So, jetzt sieht man, wie das funktioniert. Ist gibt keine Gegenkopplung
über den invertierenden Eingang, sondern der "Sollwert" am nicht
invertierenden Eingang wird über den Rmess beeinflusst. In einer realen
Schaltung dürfte hierbei die Bauteilauswahl "OP" von besonderer
Bedeutung sein. Zum Lernen ist das vielleicht interessant, aber in der
Praxis würde ich einen gegen gekoppelten Verstärker nehmen.
Zum Verständnis für die Berechnung:
Der OP versucht die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen auf Null
zu halten. Bei gegebenem Usignal kannst du über die Spannungsteiler
Urmess und damit Imess bestimmen. Der Rest ist dann kein Problem mehr.
Das heißt eigentlich geht es gar nicht um die Ausgangsspannung am OPV,
sondern nur um seine Eigenschaft die Eingangsdifferenz auszugleichen?
Warum aber dann der Transistor am Ausgang?
(Aber ich liege doch in Sachen OPV-Verständnis richtig damit, dass je
höher die Differenz am Eingang, desto höher die Ausgangsspannung ist,
oder?)
Mir fehlt der Zusammenhang zwischen Eingangsdifferenz und
Ausgangsspannung. Müsste doch ein linearer Zusammenhang sein...
Aber wenn keine Gegenkopplung am inv. Eingang existiert, warum dann die
Annahme, dass U+ = U-. Ich habe gelernt, dass dieser Zusammenhang nur
bei Gegenkopplung gilt. (Warum, habe ich bisher nicht verstanden. Dazu
müsste ich mir wohl den inneren Aufbau des OPV ansehen...und verstehen)
Hallo,
liest du auch die Antworten, die dir gegeben werden?
> K. S. schrieb:> Das heißt eigentlich geht es gar nicht um die Ausgangsspannung am OPV,> sondern nur um seine Eigenschaft die Eingangsdifferenz auszugleichen?
Das habe ich oben recht ausführlich beschrieben -> unter Pkt.1.
> Warum aber dann der Transistor am Ausgang?
Das habe ich oben beschrieben -> unter Pkt.5.
> (Aber ich liege doch in Sachen OPV-Verständnis richtig damit, dass je> höher die Differenz am Eingang, desto höher die Ausgangsspannung ist,> oder?)
Ein idealer OPV hate eine unendliche Leerlaufverstärkung.
Praktisch ist die Leerlaufverstärkung typisch zw. 100dB....120 dB
Das bedeutet, dass 1uV Differenzspannung am Eingang
1V bis über 100V Hub am Ausgang verursachen kann.
> Mir fehlt der Zusammenhang zwischen Eingangsdifferenz und> Ausgangsspannung.
Nimm zu einfachen Verständnis zur Kenntnis, das jede winzige Differenz
am Eingang die Spannung am Ausgang gleich bis zum Anschlag treibt.
> Müsste doch ein linearer Zusammenhang sein...
Ja, aber praktisch erst mit Rückkopplung.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm> Aber wenn keine Gegenkopplung am inv. Eingang existiert,
??? Ist den der Eingang in der Schaltung nicht beschaltet???
Ich sehe, dass dies an R_mess geht.
Der OPV vergleicht die Spannung über R_mess mit U_soll
Das habe ich oben beschrieben -> unter Pkt.1.
>warum dann die Annahme, dass U+ = U-.
??? Wo steht so was?
> Ich habe gelernt, dass dieser Zusammenhang nur> bei Gegenkopplung gilt. (Warum, habe ich bisher nicht verstanden.
??? unverständlich
> Dazu müsste ich mir wohl den inneren Aufbau> des OPV ansehen...und verstehen)
Und dann? Das wird dir nichts bringen.
Man kann die Eigenschaften gut verstehen,
wenn man den OPV als Blackbox betrachtet.
Gruß Öletronika
Einmal anders, es handelt sich nicht um die klassische Beschaltung als
invertierender oder nicht invertierender Verstärker. Der invertierende
Eingang wird konstat gehalten und die Eingangsdifferenz über den nicht
invertierenden Eingang verändert. Der OP sieht nur die Differenz, egal
welchen Eingang man verändert.
Gegenkopplung schrieb:> Es gibt einen linearen Zusammenhang zwischen Eingangsdifferenz und> Ausgangsspannung:> http://service.projektlabor.tu-berlin.de/onlinekurs/schaltungshilfe/img/opvfunc.png> Die Schaltung funktioniert solange man sich nicht in der Sättigung> befindet.
Diesen Faktor V_D, den benötige ich. Und ich habe das Gefühl ihr wollt
mich alle zur Antwort hinlocken, bin aber zu blind oder blöd sie zu
sehen.
Wie der Verstärkungsfaktor bei bspw. einem Inv. Verstärker zu berechnen
ist, weiß ich. Aber ohne Gegenkopplung (die nur U.M. zu sehen scheint)
nicht.
U. M. schrieb:> liest du auch die Antworten, die dir gegeben werden?
Ja, natürlich. Heißt aber nicht, dass ich alle verstehe.
U. M. schrieb:> Ja, aber praktisch erst mit Rückkopplung.
Und die ist durch U_BE + U_R-Strombegrenz + U_R6 gegeben?
U. M. schrieb:>>warum dann die Annahme, dass U+ = U-.> ??? Wo steht so was?
Mit U+ und U- sind natürlich die beiden Eingänge des OPV gemeint.
Mitschrift Seite 5, erste Zeile
(Beitrag "Re: 4-20mA Stromtransmitter").
Stammt vom Prof. (diese Aussage lässt sich auch in Mitschriften zu
anderen Volesungen von ihm wiederfinden)
U. M. schrieb:> ??? unverständlich
Mir auch.
Gegenkopplung schrieb:> Der OP sieht nur die Differenz, egal> welchen Eingang man verändert.
Heißt das, dass er immer versucht den Ausgang so weit auszusteuern,
dass am Eingang keine Differenz mehr vorliegt? Wenn ja, wie lässt sich
formelmäßig der Verstärkungsfaktor bestimmen?
Ich habe das Gefühl immer die gleichen Fragen zu stellen und immer die
gleichen Antworten zu bekommen. Entweder stelle ich meine Fragen zu
schlecht oder ich verstehe eure Antworten nicht (obwohl ich das Gefühl
habe sie zu verstehen, aber vielleicht erschließt sich mir die
wesetliche Essenz nicht).
Was ich meine ist, dass sich die äußere Beschaltung doch irgendwie in
eine Formel, welche die Gesetzmäßigkeiten abbildet, fassen lassen muss
um die entsprechenden 0-16mA am Emitterwiderstand hervorzurufen.
Diese Formel kann ich aber nicht bestimmen ohne die Gegenkopplung (die
ja augenscheinlich vorliegen muss) zu kennen.
Warum ich keine Gegenkopplung sehe: Der Widerstand vom Ausgang zum
-Eingang ist genauso(bzw. ähnlich - nur 50 Ohm Unterschied) groß, wie
der Widerstand zum +Eingang.Ich habe gelernt, den niederohmigsten Weg
vom Ausgang zu den Eingängen zu suchen. Komme ich beim -Eingang raus ->
Gegenkopplung, komme ich beim +Eingang raus -> Mitkopplung.
Hätte ich damit nicht sowohl eine Gegen- als auch Mitkopplung vorliegen?
Augenscheinlich nicht, aber warum?
Die genaue Rückwirkung ist U(R_OUT)=-I(OUT) x R_mess. Diese wirkt als
Mitkopplung in den Verstärkerkreis hinein. Und das (-) in der Formel
bewirkt, daß aus der Mitkopplung eine Gegenkopplung wird.
Übrigens kommt auch aus dieser Gegenkoppungsmethode die etwas erhöhte
Schwingneigung und die Notwendigkeit des Gegenkoppelkondensators. Hinter
diesen Zusammenhang zu kommen brauchts allerdings ein besseres
Verständnis der internen Kopplungen im Baustein selber.
Es ist hier nun mal notwendig, alle einfacheren Zusammenhänge einzeln
als Formel aufzunehmen und dann durch geschickte Umstellung und
Kombination den gewünschten Zusammenhang rauszuarbeiten.
Ich stelle mich anscheinend total blöd an, aber ich kenne aus dem
Studium nur die Grundschaltungen des OPV, und kann z.B. beim
invertierenden oder nichtinvertierenden Verstärker durch Maschen- und
Knotenregeln die Ausgangsspannung bestimmen. Leider schweigt sich
jegliche Literatur darüber aus, wie diese zu berechnen ist, wenn es mal
keine Gegenkopplung geben sollte die direkt, z.B. per Widerstand
zwischen Ausgang und negativem Eingang, ersichtlich ist.
Ich kann mir mit gelerntem nicht herleiten, wie ich bei dieser Schaltung
auf die Ausgangsspannung des OPV, und damit auch nicht wie ich auf den
Ausgangsstrom, kommen soll. Und ich verstehe auch nicht was damit
gemeint sein soll den OPV und den Transistor "als ein ganzes" zu
betrachten, denn ohne zu wissen was der OPV am Ausgang macht, weiß ich
nicht was der Transistor am Eingang hat, und kann dementsprechend auch
keine Aussage über dessen Kollektorstrom sagen.
Aber auch wenn ich Rückwärts rechnen will: Also von 0-16mA I_C (bzw.
I_E) durch die Kennlinie auf I_B zu schließen brauche ich ab dann eine
Information darüber wie der OPV aus den Spannungsteilern die
entsprechende Ausgangsspannung, welche den dem Transistor zugeleiteten
Strom zu Folge hat, macht.
Bin mittlerweile über den Abgabetermin der Ausarbeitung hinaus und kann
nur hoffen dass mein Prof. Milde walten lässt. (alle Hilfeanfragen
meinerseits an ihn, wimmelte er ab "er müsse jetzt gehen")
Versteht mich nicht falsch, ich bin euch sehr dankbar dafür, dass ihr
Geduld und Zeit aufbringt mir Denkanstöße und Schubser zu geben, die
mich auf die richtige Fährte bringen sollen, aber ich stehe vollkommen
auf dem Schlauch.
Und so muss ich ein weiteres Mal darum bitten (und ja, ich schäme
mich):
Wie kann ich in gegebener Schaltung den Ausgangsstrom in Abhängigkeit
vom Spannungssignal bestimmen?
€: Rechtschreibung
Gegenkopplung schrieb:> Was fällt auf?
Bei nur U_Signal: Von R_Mess nach GND.
Bei nur U_Speisung: Von GND nach R_Mess.
Die Stromrichtung dreht sich also, wenn ich keine Versorgungsspannung
habe? Hilft mir nicht weiter.
Die Spannung über den Messwiderstand ist im Betrieb immer negativ
bezogen auf den jetzt "GND" bezeichneten Strompfad. Die Regelung durch
den OP setzt aber erst ein, wenn der Soll-Strom oberhalb der
Ruhestromaufnahme von ca. 4mA ist.
Das Symbol "Masse" ist nur eine Krücke für die Simulationssoftware. Das
niedrigste Potential ist hier z.B. immer an (-) der Versorgungsspannung.
Die Ableitung einer Formel aus einer bestehenden Schaltung ist eine
Sache der Übung. Nicht alles setzt sich zusammen aus
"Standard-Lehrbuch-Schaltungen" ;)
K. S. schrieb:> Bei nur U_Signal: Von R_Mess nach GND.> Bei nur U_Speisung: Von GND nach R_Mess.
Was bedeutet das für die Stromsumme im Widerstand? Wie ändert sich der
Strom im Widerstand wenn nur
a) Usignal
b) Uspeisung
Geändert wird?
Thread beobachten
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