Guten Tag zusammen, für ein aktuelles Projekt suche ich eine Möglichkeit den Widerstand per OP AMP anzupassen. Simuliert hab ich das bereits mit einem 2N7002 und es funktioniert schon ganz gut. Der Rdson des Fets lässt sich mit einer Vgs Spannung von 3-4V ganz brauchbar regeln. Den 2N7002 hab ich jetzt halt mal genommen weil 1. logiclevel was mir die Ansteuerung vereinfacht, 2. weil ich ihn in LTSpice hab und 3. weil er in meiner Bastelkiste rumschwirrt. Gibt es aber für diesen Zweck geeignetere n-Channel Fets? Leistung wird keine abverlangt. Vielen Dank. Bernhard
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Je nachdem in welchem Bereich Du den "Widerstand" brauchst, und wie hoch Deine Regelspannung sein kann. Wenn Du im Spice Vd von -0.5V bis +0.5V sweepst und die Darstellung Vd/Id wählst siehst Du die Änderung von dem "Widerstand". Tendenziell scheinen die MOSFETs mit hohem Rdson linearer zu sein. Ich bezweifle aber das die Modelle gerade in diesem Bereich sehr aussagekräftig sind.
Schaust du Art of Electronics, 3rd edition, 3.2.7 FETs as variable resistors
Borsty Bürste schrieb: > Gibt es aber für diesen Zweck geeignetere n-Channel Fets? Nein, es gibt in der PHysik der Elektronik keine linearspannungs-steuerbaren Widerstandselemente. Der RDSon eines MOSFETs hängt mehr von UDS und der Temperatur ab, als von der UGS Spannung. Es ist ein Irrtum, eine Schaltung mit einem MOSFET als linear veränderbaren Widerstand aufbauen zu wollen. Man baut die Schaltung entweder so, daß über dem unlinearen Teil eine Rückkopplung liegt und REGELT den Widerstand (bzw. Stromfluss), oder man verwendet Dinge wie digitale Potis oder multiplying DACs, wenn man linearen Einfluss auf den Widerstandswertes an einer Stelle einer Schaltung nehmen will.
Verwendung als regelbaren Widerstand kenn ich eigentlich nur bei N-Kanal-JFETs, wie z.B. BF245. Wenn man da das Kennnlininenfeld anschaut, ist da ein im Bereich von einigen hundert Ohm verstellbarer Widerstand möglich, im Spannungsbereich von bis etwa 400mV Amplitude der Wechselspannung. Diese Schaltung wird/wurde in Wien-Brücken-Generatoren bei der Amplitudenstabilisierung verwendet. (Als Ersatz der noch früher verwendeten Glühbirne) Meist zusammen mit einem 1:1 Spannungsteiler, der die Linearität der Schaltung erhöht.
Danke schon mal für eure Ratschläge. Über die Verwendung eines digitalen Potis habe ich auch schon nachgedacht. Fürchte allerdings dass die zu langsam reagieren. Ich muss auf eine Amplitude mit max. 20kHz reagieren und ggf. den Widerstandswert anpassen. Eine Periode wären dann 50µS. Denke das Poti sollte in etwa um den Faktor 10 schneller reagieren, sprich max. 5µS brauchen um den Wert zu ändern. Ist das für einen digital Poti mit I2C oder SPI realistisch?
MaWin schrieb: > Es ist ein Irrtum, eine Schaltung mit einem MOSFET als linear > veränderbaren Widerstand aufbauen zu wollen. Zu wollen kann kein Irrtum sein .... Es ist ein Irrtum anzunehmen, mit einem MOSFET einen linear veränderbaren Widerstand aufbauen zu können.
Borsty Bürste schrieb: > Ist das für einen digital Poti mit I2C oder SPI realistisch? Zumindest für multiplying DACs wie AD7524 ist es mit Parallelinterface möglich.
hp-freund schrieb: > http://www.edn.com/design/analog/4368893/Use-a-pho... Ui das ist ja eine vogelwilde Schaltung, auf sowas muss man erstmal kommen. Aber ich denke das könnte genau das sein wonach ich gesucht hab. Wollte eigentlich auf einen µC verzichten, wär damit ja ohne möglich. Danke :)
Borsty Bürste schrieb: > Ich muss auf eine Amplitude mit max. 20kHz reagieren und ggf. den > Widerstandswert anpassen. Eine Periode wären dann 50µS. Denke das Poti > sollte in etwa um den Faktor 10 schneller reagieren, sprich max. 5µS > brauchen um den Wert zu ändern. Dann wäre doch ein Ringmodulator oder ein Differenzverstärker mit steuerbarer Stromquelle (NE612 ?) brauchbar.
Oder eben mal wieder ein klassischer Analog-Multiplizierer. Womit wir mal wieder beim Thema "uralte Schaltungs-Konzepte" angekommen wären: Borsty Bürste schrieb: > für ein aktuelles Projekt suche ich eine Möglichkeit den Widerstand per > OP AMP anzupassen. So aus dem Zusammenhang gerissen, kann man allenfalls das Detail diskutieren, jedoch nicht das vermutlich verbesserungswürdige Gesamtkonzept. W.S.
Die Opto-MOSFETs sind in der Regel eher langsam, aber sonst gut. Wenn der Widerstand über einen großen Bereich verändert werden soll, ist das eher etwas für einen DAC oder DigitalPoti - für eine realtiv kleine Änderung geht auch der JFET ganz brauchbar. Es kommt halt darauf an wofür man das ganze braucht.
MaWin schrieb: > oder man verwendet Dinge wie digitale Potis oder multiplying DACs, wenn > man linearen Einfluss auf den Widerstandswertes an einer Stelle einer > Schaltung nehmen will. Ein andere Möglichkeit wären noch eine geschaltete Kapazitäten, bei der die pro Zeit fließende Ladung über die Umschaltfrequenz festgelegt wird (wie z.B. im MF10)
Besserformulierer schrieb: > MaWin schrieb: >> Es ist ein Irrtum, eine Schaltung mit einem MOSFET als linear >> veränderbaren Widerstand aufbauen zu wollen. > > Zu wollen kann kein Irrtum sein .... > > Es ist ein Irrtum anzunehmen, mit einem MOSFET einen linear > veränderbaren Widerstand aufbauen zu können. Und, applikationsabhängig, kann es natürlich möglich sein, einen ausreichend linearen veränderbaren Widerstand aufzubauen. Je kleiner die Signalspannung, desto linearer der genutzte Ausschnitt der Kennlinie. Damals wurden AGC-Schaltungen mit BF245 in Tonbandgeräten von den Entwicklern als ausreichend linear betrachtet. (Bitte keinen Streit, ob das wirklich ausreichend linear war.) Ich habe mal LDR-Koppler, also eine LED mit einem LDR im einem Gehäuse, für eine Audioschaltung, die sehr klirr- und rauscharm sein sollte, mit Erfolg eingesetzt. So was gibt's als fertige Bauteile zu kaufen.
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Uwe Beis schrieb: > Damals wurden AGC-Schaltungen mit BF245 in Tonbandgeräten von den > Entwicklern als ausreichend linear betrachtet. Achtung, dort wird GEREGELT, die Kennlinie muss gar nicht linear sein. Allerdings klingt Borsty Bürste's nicht näher beschriebenes Problem "Ich muss auf eine Amplitude mit max. 20kHz reagieren und ggf. den Widerstandswert anpassen" auch nach einer Regelung eines Audiosignals, also wäre der ACG Ansatz (ob mit LDR, FET oder OTA) völlig passend. Aber wenn der Fragensteller nicht in der Lage ist, sein Problem hinreichend genau zu beschrieben, muss er sich über idiotisch aufwändige Lösungen nicht wunden.
Auf S.438 von Horowitz und Hill wird eine Wien-Bridge mit einem 2N5458 JFET stabilisiert und dabei ein THD von 2ppm erreicht. Allerdings gehen sie dafür mit der Sinusamplitude am JFET auf 50mV pp runter, der Signal-Rauschabstand ist dann warscheinlich nicht mehr so phänomenal. Es klirrt nicht mehr, dafür rauscht es.
> Verwendung als regelbaren Widerstand kenn ich eigentlich nur bei N-Kanal-JFETs, wie z.B. BF245. Der BF245-a,b,c ist schon lange obsolet. Es sei eine Secondsource hat die Leiche wieder auferstehen lassen. Ich bin dem nicht mehr nachgegangen. Da ich meist den BF245a benötige, habe ich damals mit recht guter Annäherung den J113 evaluiert. Betreffs Annäherung, es kommt halt sehr auf die Art der Anwendung an... Gruss Thomas
MaWin schrieb: >> Damals wurden AGC-Schaltungen mit BF245 in Tonbandgeräten von den >> Entwicklern als ausreichend linear betrachtet. > > Achtung, dort wird GEREGELT, die Kennlinie muss gar nicht linear sein. Ja, aber der FET war das Stellglied im Regler und somit mit voller Amplitude im Audioweg. Dort spielt die Linearität eine Rolle. Patton schrieb: > JFET stabilisiert und dabei ein THD von 2ppm erreicht. Allerdings gehen > sie dafür mit der Sinusamplitude am JFET auf 50mV pp runter, der > Signal-Rauschabstand ist dann warscheinlich nicht mehr so phänomenal. Es > klirrt nicht mehr, dafür rauscht es. Wenn die Sinusamplitude eines Generators geregelt werden muss, braucht das Stellglied nur einen ganz minimalen Stellbereich, da ja nur die Gesamtverstärkung 1 bleiben muss. Deshalb reicht es auch, wenn von einer großen Gesamtamplitude das Stellglied (der FET) nur einen ganz winzigen Teil sieht. Wenn die Amplitude 5 Vpp ist und über den Transistor nur 50 mV dazu kommen, ist der Bereich der Verstärkungsänderung 1%. Allemal ausreichend für einen Generator, wenn er nur eine Frequenz kennt. In der oben genannten Aussteuerungsregelung ist das anders. Da wird es einen unangenehmen Kompromiss zwischen Rauschen und Klirren geben.
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