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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dreieckgenerator


Autor: markus (Gast)
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Moin Männer, ich bastel mir gerade eine PWM-Endstufe, die ist wie folgt 
aufgebaut:

Rechteckgenerator ( NE555) --> Integrator ( mit OP ) ---> ( Verstärker V 
= -1 )

( Weiteres später ^^ )

Im Anhang hab ich die Schaltung als Switcher CAD III - Simulation 
reingestellt.

Mein NE555 gibt ein Signale von ca. 1kHz aus ( später mit Poti 
einstellbar) das Signal sieht in der Simulation sauber aus. Danach kommt 
ein Impedanzwandler und darauf folgt schon der Integrator.

Die Ausgangsspannung an dem Integrator ist alles, aber nicht brauchbar, 
sie schwankt laut switcher cad um ein paar tausenstel Volt.

Die Ausgangsspannung nach dem Impedanzwandler ist ca. 4V, die 
Dreieckspannung soll die gleiche Frequenz haben, wie die 
Recheckspannung.
Ich hab den R einfach mal mit 50k angenommen.

C ausgrechnet mit = ( t * Ue ) / ( Ua * R ) = ( 0.5ms * 4 V ) / ( -4V * 
50kOhm)

Ich komm bei der Rechnung auf einen Wer von 10nF.


Kann mir einer sagen, wo der Fehler in der Schaltung liegt oder rechnet 
Switchercad falsch ?!?.

Ich schau jetzt schon über eine Stunde auf diesen Schematic und komm 
nicht drauf :(

Ich hoff auf Hilfe von euch, danke :)

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

>Mein NE555 gibt ein Signale von ca. 1kHz aus ( später mit Poti
>einstellbar) das Signal sieht in der Simulation sauber aus. Danach kommt
>ein Impedanzwandler und darauf folgt schon der Integrator.

Wozu braucht ein NE55 einen Impedanzwandler? Der hat mehr Dampf als 
jeder OPV.

Und warum willst du eine PWM mit OPV bauen? Nimm einen Doppel NE555, 
also NE7555, damit kann man problemlos eine PWM bauen (wenn gleich sehr 
kleine Pulsbreiten ein Problem sind).

MG
Falk

Autor: Düsentrieb (Gast)
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Autor: JensG (Gast)
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Wenn Du den Plan noch in png Format (oder jpg - Falk wird sicherlich 
wieder die Nase rümpfen :-) ranhängst anstatt asc, kanns sogar jeder 
angucken (und du erhälst vielleicht sogar mehr Antworten)

Autor: markus (Gast)
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Danke für die Antworten. Der Impedanzwandler war zunächst nicht 
vorgesehen, der kam erst danach rein, wird aber jetzt dann wohl wieder 
rausfliegen.

Düsentrieb...
Danke für den Link sieht super aus, werd mir das mal durchlesen.

Autor: markus (Gast)
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hier ist nochmal die Schaltung als PNG ( leider durch Switcher CaD ein 
wenig unübesichtlich)

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Aua!
R4 gehört an den Ausgang von U1, nicht an die Betriebsspannung

Autor: markus (Gast)
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Das mit R4 ist klar ;) Der hängt nur zu Testzwecken an der 
Betriebsspannung...

Autor: JensG (Gast)
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der +Eingang vom U1 hängt auf Minus. Damit ist der Ausgang praktisch 
auch immer schön auf negativem Anschlag

Autor: Helmi (Gast)
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Warum so umstaendlich einen Dreieckgenerator bauen. Geht auch mit 2 
Op's.

F = 1/(4*R*C) * R2/R1

Gruss Helmi

Autor: Düsentrieb (Gast)
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einfach...ach nee, will er doch nicht!
sonst würde ja r-c nach dem rechteck (zb vom 555) reichen :-)
das wär das einfachste...

Autor: markus (Gast)
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JensG, da hast du natürlich recht gehabt, das ist wohl beim umbauen 
passiert, aber auch wenn der nicht invertierende Eingang auf 0V liegt, 
funktioniert das ganze nicht so, wie ich es gern hätte.

Helmi...
Das ist natülich eine sehr einfache Lösung, die aber zu funktionieren 
scheint. Werde die Schaltung mal Simulieren.

Autor: markus (Gast)
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Den RC hatte ich schon am Ausgang von dem NE555 so ist es nicht, 
aaabberrr ich wollt den Integrator halt haben, also hast du doch wieder 
recht ;)

Autor: JensG (Gast)
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Auserdem - so ein Integrator funktioniert meiner Meinung nach ohnehin 
nur in der Theorie ohne weitere Schaltungsmaßnahmen.
Erstens müssen beide Eingänge auf gleicher mittlerer Spannung liegen 
(bei 50% Tastverältnis), damit der Ausgang nicht in eine Richtung 
davonschwebt. Bei der kleinsten Differenz zu diesen 50% geht der Ausgang 
mit seinem Gleichspannungsanteil langsam aber sicher in eine von beiden 
Richtungen auf Anschlag (er integriert ja auf). Deswegen brauchste eben 
doch noch einen hochohmigen R über C3 (irgendwas im MOhm-bereich), um 
die Sache zumindest gleichspannungmäßig zu stabilisieren.

Autor: JensG (Gast)
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um nochmal auf den nichtinvertierenden Eingang des U1 zurückzukommen:
der darf sogar noch nicht mal auf masse liegen, sondern sollte auf dem 
Mittelwert liegen, den die Rechteckspannung vom 555 bildet. Also 
theoretisch genau mittig zw. Masse und +Ub (also Ub/2).
Damit sieht der U1 praktisch keine Differenzspannung (im Mittel), und 
der Ausgang floated nicht irgendwann nach oben/unten ab.
Allerdings ist das alles nur Theorie - es gibt kein 100% genaues 
50%-Tastverhältnis, und ein 1/2 Spannungsteiler ist ebenfalls nie genau 
bei Ub/2. Somit driftet dir der Ausgang immer weg, wenn dem nicht 
entgegengewirkt wird - also ein hochohmiger R über C3 (mehrere MOhm 
sollten es schon sein, um das Dreieck nicht zu sehr zu verrunden, was 
voraussetzt, daß die gerade erwähnte Differenz nicht zu groß wird).
Das dieses Konzept somit nur mit Hilfskonstrukten in den Griff zu 
bekommen ist, ist die Lösung mit den zwei OPV's generell besser, denn da 
ist ja der Intergrator direkt in der Rückkopplung mit drin, so daß der 
sich automatisch auf Mitte einpendelt.

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

>theoretisch genau mittig zw. Masse und +Ub (also Ub/2).

Nöö, auf dem Mittelwert der Ausgangsspannung des NE555.

>Allerdings ist das alles nur Theorie - es gibt kein 100% genaues
>50%-Tastverhältnis, und ein 1/2 Spannungsteiler ist ebenfalls nie genau
>bei Ub/2.

Richtig, aber wenn man das Ub/2 und so mal aus dem Kopf kriegt wird es 
ganz einfach. Ein Tiefpass mit niedriger Grenzfreqeunz liefert IMMMER 
EXAKT den Mittelwert der Eingangsspannung, vollkommen unabhängig von 
Bauteiltoleranzen.

>entgegengewirkt wird - also ein hochohmiger R über C3 (mehrere MOhm
>sollten es schon sein, um das Dreieck nicht zu sehr zu verrunden,

Das ist der einfache Rettungsanker. Sollte auch gehen.

MFG
Falk

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Der klassische Dreieckgenerator mit zwei OPs besteht aus Schmitt-Trigger 
und Integrator. Da der Integrator über den Schmittrigger rückgekoppelt 
ist, kann er nicht weglaudfen.
Hier besteht keine Rückkopplung, und der 555 liefert ohne zusätzliche 
Diode immer ein unsymmetrisches Tastverhältnis.
An C1 steht schon (hochohmig abzugreifen) eine Art Dreieckschwingung an, 
das braucht kein zusätzliches RC am Rechteck-Ausgang.

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

>>theoretisch genau mittig zw. Masse und +Ub (also Ub/2).

>Nöö, auf dem Mittelwert der Ausgangsspannung des NE555.

Sagte ich doch - und zwar im Satz vorher (habe sozusagen einen 
Theorie/Praxis-Vergleich vorgenommen)


<>Allerdings ist das alles nur Theorie - es gibt kein 100% genaues
>>50%-Tastverhältnis, und ein 1/2 Spannungsteiler ist ebenfalls nie genau
>>bei Ub/2.

>Richtig, aber wenn man das Ub/2 und so mal aus dem Kopf kriegt wird es
>ganz einfach. Ein Tiefpass mit niedriger Grenzfreqeunz liefert IMMMER
>EXAKT den Mittelwert der Eingangsspannung, vollkommen unabhängig von
>Bauteiltoleranzen.

Du meinst, Tiefpaß an den Ausgang des 555, um damit den 
nichtinvertierenten Eingang des U1 zu speisen? Ok, dürfte wirklich 
besser sein als Ub/2-Spannungsteiler an der Stelle. Trotzdem brauchste 
den R über C3, denn der Offset des U1 macht alles wieder zunichte, auch 
wenn du den noch so sehr kompensierst. Allerdings darf dann der R noch 
höher ausfallen, weil der Gleichspannungsfehler allgemein geringer 
ausfällt (wenn der Offset nicht gerade saumäßig ist ;-)

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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markus wrote:
> Moin Männer, ich bastel mir gerade eine PWM-Endstufe, ...

Schönes Hobby ;), aber noch biste erst bei der Vorstufe zur 
Modulation...
(eigentlich der einfachste Teil)

> Mein NE555 gibt ein Signale von ca. 1kHz aus ( später mit Poti
> einstellbar) das Signal sieht in der Simulation sauber aus. Danach kommt
> ein Impedanzwandler und darauf folgt schon der Integrator.

Wenn 555, dann den 50/50 Rechteckgenerator aufbauen, das ist eine gute 
Grundlage. Wie vielen schon geschrieben haben, spar dir den 
Impedanzwandler er wird nicht gebraucht, macht die Schaltung wieder 
übersichtlicher.
Anderes Problem, 1kHz.....Wofür soll die PWM Endstufe dienen ?
Falls es in richtung Audio geht musst Du noch paar Dekaden drauf packen.
Daumenwert fmod = fmax * 10 (bis 15), wobei fmax die höchste zu 
modulierende Frequenz darstellt. Was für den vollen Audiobereich bis 
20kHz eine Modulationsfrequenz von min. 200kHz bedeutet.

> Ich hoff auf Hilfe von euch, danke :)

Hör auf Düsentrieb, der weiss wovon er spricht (tippt) ;)
Bzw. folge den Link ins D-Amp Forum, dort geht es nur um PWM Endstufen 
diverser Bauart (Nein keinen Werbung, nur ein guter Tipp).

Viel Erfolg....

ps.:

Packe in ner Stunde einen Schaltungsvorschlag rein.

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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Schade...bekomme den 555 in PSpice nicht zum Schwingen, toll.

Dann halt verbal, ansich muss der 555 nur als 50% Rechteckgenerator 
beschaltet werden. Versorgung zwischen + bzw. - 5V (eff. 10V).
Wenn er dann schwingt, sollte am Ausgang (gemessen gegen Masse) ein 
schönes Rechteck mit +-5V Amplitude auftauchen.

Alles was jetzt noch benötigt wird ist ein RC-Glied (C mit Fuss gegen 
GND), aber R und C nicht zu klein wählen, wir wollen im (relativ) 
linearen Bereich der Ladekurve bleiben, ganz am Anfang (<< 1x tau !).
Nun sollte am Kondensator ein Dreieck entstehen, bedingt durch das 
ständige Auf- bzw. Entladen durch den Rechteckgenerator.

Autor: Hasan Aktas (aktas82)
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Hallo Leute,

ich muss während meinem Projekt, ein klasse D Verstärker aufbauen und 
hab ein dreieckgenaratorschaltplan simuliert (siehe Bild) aber im realen 
auf der Platine funktioniert nicht wie es sein soll. gibt am ausgang 
keinen vernünftigen signal raus.

Bitte um HILFE !!!!!!!!!!!!!

Autor: Klaus (Gast)
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Merkwürdige Schaltung.

C3 mit 33 pF ???
Muss wohl eher 33 nF sein.

C1 ist auch falsch bzw. sollte 100 nF sein.
Evtl. ist die Osc.-Schaltung fehlerhaft gezeichnet.

Autor: Wolf (Gast)
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Wie es simuliert wird, sieht man auf dem Schirm,
dann beschreibe mal wie es beim Messen auf dem Brett ausschaut.

Unter "keinen vernünftigen signal" kann man sich viel und nix zugleich 
vorstellen.

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