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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik signal- bzw. funktionsgenerator mit OPs


Autor: jo (Gast)
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Ich soll & möchte einen Funktionsgenerator aus OPs aufbauen, im 
tietzeschenk steht was, beim ELKO - aber ansonsten habe ich im netz bis 
jetzt überwiegenend aufbauten basierend auf generator ICs gefunden.

Es geht eigentlich nur darum, dass OPs zur Anwendung kommen, der Umfang 
sollte also nicht zu groß sein, dennoch würde ich mich freuen, wenn 
etwas von praktischem Nutzen dabei herauskommt.

Da Funktion und Qualität meistens mit Aufwand verbunden sind, hätte ich 
gerne zur Einschätzung vorher ein paar "Projekte" zum Vergleich.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

ELV: NF-Signalgenerator SG 1000

MfG Spess

Autor: jo (Gast)
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danke schonmal, hatte davon gehört, aber nicht gefunden.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Was soll der Funktionsgenerator den koennen.

Signalform:  Sinus,Rechteck,Dreieck .....
Frequenzbereich:  0 .. 1Ghz ?
Ausgangsspannungsbereich:  ?

Erst dann kann man etwas genaueres sagen.

Gruss Helmi

Autor: 3351 (Gast)
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Aus zwei drei OpAmps, ja geht. Wie im Tietze-Schenk. Ich wuerd 
allerdings eine 8038 nehmen. Macht mehr Spass.

Autor: jo (Gast)
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es sollen rechteck, dreieck und sinus erzeugt und auf eine endstufe 
gegeben werden.

keine spezifischen daten. es geht nur um den praktischen einsatz und 
dimensionierung von OPs.

persönlich wünsche ich mir ein ergebnis von praktischem nutzen. also 
brauchbar zum basteln oder zum spielen; mit der endstufe lässt sich 
vielleicht ein bisschen krach machen. weitergedacht wäre ein aufbau als 
VCO (-> einfachst-synthesizer)) nett, aber wohl aufwendiger.

also einen einfachen oszillator raussuchen, und gucken, wie man die 
signale hinbekommt.

Autor: jo (Gast)
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Ein spannungsgesteuerter Oszillator wird anscheinend häufig mit 
Integrator und Schmitt-Trigger realisiert, siehe:

Tietze / Schenk 14.5.2
http://falstad.com/circuit/e-vco.html
http://www.national.com/mpf/LM/LM158.html (typical application)

Dazu habe ich einige Fragen:

Was sind praktische Werte für den Frequenzbereich?
Welche Möglichkeiten gibt es zum Erzeugen eines Sinus aus dem 
Rechteck/Dreieck?
Und Sägezahn?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ich habe dir mal kurz eine Schaltung gezeichnet die die meisten deiner 
Fragen beantwortet. So koennen Sagezahn,Sinus,Rechteck,Dreieck erzeugt 
werden. Die Schaltung duerfte bis einige 10KHz funktionieren. Allerdings 
ist die Schaltung nicht getestet !  Den Frequenz bestimmenden 
Kondensator muss du selber auswaehlen. Fang mal mit 100nF an. Was noch 
fehlt ist ein Umschalter fuer die einzelnen Funktionen (kann man mit 
einen Analogschalter realisieren CD4052) und eine Endstufe.


Gruss Helmi

Autor: Platy (Gast)
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IC1C: Da muss aber noch Pin 8 mit Pin 9 verbunden werden? Ist ja 
sicherlich ein Buffer und IC1B wandelt in die entsprechende negative 
Spannung. Sehr interessant!

Autor: jo (Gast)
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danke, das übersteigt leider noch meine fähigkeiten. ich vermute mal, 
dass der analogmultiplexer hauptsächlich für die sägezahnerzeugung 
gebraucht wird!?

das sinusnetzwerk findet man im tietze_schenk unter 11.7 
funktionsnetzwerke .4 sinus- und cosinusfunktion.

es gibt auch da verschiedene prinzipien, das hier ist "stückweise 
approximation"

ich werde das mal simulieren, der oszillator tut schon

Autor: jo (Gast)
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Ich finde das mit der beitragsverändernden Werbung ist eine Frechheit.

Autor: Helmi (Gast)
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>IC1C: Da muss aber noch Pin 8 mit Pin 9 verbunden werden?

Richtig ist ein Zeichnungsfehler.

>ich vermute mal,dass der analogmultiplexer hauptsächlich für die 
>sägezahnerzeugung gebraucht wird!?

Nicht ganz. Er dient auch dazu die Steuerspannung umzuschalten und sorgt 
für definierte Schaltpegel am Komperator unabhängig von dessen 
Ausgangspegel.


>das sinusnetzwerk findet man im tietze_schenk* unter 11.7
>funktionsnetzwerke .4 sinus- und cosinusfunktion.

Richtig


Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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ich habe jetzt erstmal das sinusnetzwerk in meine schaltung (siehe op 
datenblatt) übernommen, allerdings ist der ausgang vom integrator immer 
positiv, so dass es gar keine negative halbwelle gibt.

die masse auf eine negative spannungsquelle zu ändern funktioniert 
nicht, daher frage ich mich nun, ob ein integrator dazu bewegt werden 
kann eine dc-freie rampe auszugeben, oder ob vor dem sinus-netzwerk 
einfach ein op mit dc-offset zum zuge kommen sollte.

Autor: jo (Gast)
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ok, sehe gerade dass das gehen muss, fragt sich nur wie.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Du brauchst 2 Spannungsquellen
eine Positive und eine Negative dann hast du diese Probleme nicht.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo Helmut,

du hast ein bisschen recht, es tut sich doch was. Ich hatte nur eine 
Rampe simuliert, in der die Schaltung (anbei) aber nicht anschwingt.
Mit den angemalten Verbindungen an Masse statt an V- schwingt es sofort 
an.

Das Problem wird im nächsten Bild sichtbar...

Autor: jo (Gast)
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Dass jetzt die Schwingung erst bei der zweiten Rampe losgeht (vielleicht 
liegt das an der Simulation?)

Das ursprüngliche Problem liegt für mich aber darin, dass das Dreieck 
einen DC-Offset hat, und deswegen anscheinend das Sinusnetzwerk nichts 
'damit anfangen' kann. Ich hatte gehofft, dass durch den Bezug auf V- 
statt auf Masse auch das Integral z.B. von -2V bis +2V läuft.
Aber das tut es auch bei negativer Steuerspannung nicht. Mhh.

Wo liegt der Denkfehler?

Autor: Helmi (Gast)
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Am OP  X2  sind die Schaltschwellen nicht symetrisch. Der 
Spannungsteiler am + Eingang hat einen posiiven Offset. Dadurch hat auch 
der Dreieckausgang einen Offset. Leg den Widerstand R1 (51K) mal an 
Masse anstatt an den Teiler mit den beiden 1K Widerständen. Im Sinus 
Konverter ist ein Zeichnungsfehler. Schau dir mal den 2.1K und den 7.8K 
an und vergleich es mit meiner Schaltung.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Oh, vielen Dank für die Hinweise. Ich habe gar nicht damit gerechnet, 
dass sich die virtuelle Masse so verschieben kann, bzw. dass die 
'Eingänge' quasi eine Rückwirkung haben können.
Ist mir noch nicht so klar, wie das alles funktioniert. Kommt aber noch 
;-)

Es braucht immer noch eine fallende Steuerspannung, bevor die Schwingung 
anfängt. Anscheinend laufen Integrator und Trigger anfangs in der 
falschen Kombination.

Autor: jo (Gast)
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ach so, bild vergessen: steuerspannung blau ..

Autor: Helmi (Gast)
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Deine Steuerspannung darf nicht positiv werden sonst stimmt die 
Phasenlage nicht.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo nochmal und dankeschön für deine hilfe, allerdings scheint das 
eher mit flanken zusammenzuhängen als mit polarität. egal welche 
polarität die steuerspannung hat, erst bei einer flanke (egal wie rum) 
schwingt sich die geschichte ein.

 3 ->  1
 1 ->  3
-1 -> -3
-3 -> -1

Gute Nacht.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Vielleicht stimmen auch deine Simulationseinstellungen nicht.
Zeitaufloesung und so.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo nochmal,

schuld bin ich, bzw. die fehlerhafte Beschaltung des Integrators.
Lediglich die Versorgung des OPs muss auf V-, nicht die Beschaltung der 
Eingänge (wie im letzten geposteten Schaltplan markiert).

Nicht systematisch genug getestet bzw. Methode blindes Huhn. Ich hoffe 
ich bekomme bald den OP-Blick :-)

Weiterhin hat sich herausgestellt, dass Q1 einen Offset am 
Schmitt-Trigger-Ausgang verursacht, was sich wiederum bei niedrigen 
Frequenzen merklich auf den Integrator auswirkt. Der duty-cycle ist dann 
nicht mehr 50%.

Mit einem MOSFET ist das Problem (anscheinend) behoben.

Es stellte sich auch heraus, dass der OP (LM 358) nicht besonders gut 
als Schmitt-Trigger / Komparator geeignet ist, da er mit einer Slew-Rate 
von 0.1V/µs recht lange zum Umschalten braucht. Die Flanke integriert 
führt zu einem stumpfen Dreieck.
LM324 ist immerhin 5 mal so schnell.

Also entweder einen schnelleren 'Universal' OP auftreiben oder einen 
Komparator mit Hysterese benutzen.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Weiterhin hat sich herausgestellt, dass Q1 einen Offset am
>Schmitt-Trigger-Ausgang verursacht, was sich wiederum bei niedrigen
>Frequenzen merklich auf den Integrator auswirkt. Der duty-cycle ist dann
>nicht mehr 50%.

>Mit einem MOSFET ist das Problem (anscheinend) behoben.

Daher war auch in meiner Schaltung dort ein Analogschalter drin.

>Es stellte sich auch heraus, dass der OP (LM 358) nicht besonders gut
>als Schmitt-Trigger / Komparator geeignet ist, da er mit einer Slew-Rate
>von 0.1V/µs recht lange zum Umschalten braucht. Die Flanke integriert
>führt zu einem stumpfen Dreieck.
>LM324 ist immerhin 5 mal so schnell.

LM324 ist die 4 fach Ausfuehrung vom LM358 . Sollte gleich schnell sein.
Versuchs mal mit einem TL084. Der sollte schneller sein. Ansonsten als 
Komperator mal einen LM311 testen.

Frage an dich wieviel MHz willst du denn erreichen ?

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo Helmut,

Deine Schaltung werde ich bei Gelegenheit auch versuchen vollständig 
nachzuvollziehen, aber mir erschließt sich das alles noch nicht auf den 
ersten oder zweiten Blick.
Sägezahn ist ja auch ein nettes Feature, aber ich mache das erstmal 
selbst Stück für Stück, einschließlich Fehler, da lerne ich sehr gut 
draus.

Laut national unterscheidet sich die slew rate für die beiden OPs, in 
den Datenblättern ist es wohl versteckt:

http://www.national.com/mpf/LM/LM358.html
http://www.national.com/mpf/LM/LM324.html

Ich werde das mal mit anderen Bauteilen simulieren, aber vorher muss ich 
das Programm wechseln, weil die Schaltung zu groß wird (demo).

Frequenz: 0,1 Hz .. >20kHz reicht

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Versuch mal Switcher CAD von der Linear Web-Site.
Das ist nicht begrenzt.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo,

habe ich schon runtergeladen, danke aber für den Hinweis!

Autor: jo (Gast)
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Leider hat SwitcherCAD ausschließlich hauseigene OPs an Board - der 
Versuch, das SPICE Modell von

http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/files/%...
(evtl. login notwendig)

zu benutzen resultiert in einem "singular matrix: check node ..." 
Fehler.

Schematic und Modell anbei.

Autor: Helmi (Gast)
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Sieht so aus als das das Model für den LM324 eine Macke hat.
Der Fehler tritt bei mir auch auf. Seltsamer weise kann man trotzdem ein 
paar Schwingungszüge sehen erst dann tritt der Fehler auf. Hmm

Gruss Helmi

Autor: Helmi (Gast)
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Ich glaube ich habe was gefunden.
Mach mal den Maximum Time Step kleiner in Simulationskommando.
Ich habe ihn bei mir auf 0.1 uS gesetzt.
Ich scheint jetzt zu gehen.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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klappt bei mir nicht, komisch.

Autor: jo (Gast)
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Danke nochmal für die Hilfe! Es ist noch ne Frage aufgetaucht: ICD1D ist 
kein Schmitt-Trigger, wenn ich das richtig sehe. Warum nicht?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hallo jo

Wenn du meinen Schaltplan meinst dann ist IC1D doch ein Schmidt-Trigger.

Das ist etwas versteckt gezeichnet. Der Ausgang vom IC1D geht an den 
Umschalteingang vom Analogschalter IC2 und der macht die Mitkopplung 
ueber die Pine 1,2,15 und dem Widerstand R3. Ich habe den extra ueber 
den Analogschalter gefuehrt um so praezisere Umschaltpunkte zu bekommen.
Bei einem normalen als Schmidt-Trigger geschalteten OP haengen die 
Umschaltpunkte von der Aussteuerbarkeit des OPs ab in diesem Fall werden 
sie durch die Pegel an Pin 1 u. 2 von IC2 bestimmt. Dadurch wird das 
Dreiecksignal in seiner Amplitude genauer. Der Dreieck-Sinus Konverter 
braucht an seinem Eingang ein in der Amplitude stabiles Dreiecksignal um 
beste Sinuskurvenform zu erzeugen.

Klappts den jetzt mit dem Simulator ? oder hast du die Schaltung schon 
in natura aufgebaut ?

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo,

ich hatte das nicht als Mitkopplung erkannt! Mit dem Simulator habe ich 
das vorerst sein lassen, bzw. in Teilen simuliert. Die Kombination aus 
Integrator / Trigger habe ich erfolgreich aufgebaut (TL081) und 
festgestellt, dass die Kompensation von Offsetspannung und Biasstrom 
unbedingt erforderlich ist, da man sonst ab einigen kHz die Signale 
vergessen kann.
Da das aber bei der Schaltung aus dem Datenblatt (s.o.) nicht so einfach 
möglich ist, halte ich mich an den Ti/Sch bzw. an deine Schaltung.

Autor: jo (Gast)
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Schon wieder Fragen!

Die Datenblätter zum 4053 spezifizieren alle eine Peak-to-Peak Spannung 
von 15 Volt, in deinem Schaltplan hast du +-8 V angegeben - ist das 
nicht ein Problem?
(Also für mich jetzt nicht, ich kann mir die Spannung ja aussuchen)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Die Datenblätter zum 4053 spezifizieren alle eine Peak-to-Peak Spannung
>von 15 Volt, in deinem Schaltplan hast du +-8 V angegeben - ist das
>nicht ein Problem?



Der 4053 hat 3 Versorgungsanschluesse.
Einmal (+) an Pin 16 einmal (-) an Pin 7 und GND an Pin 8
So kannst du ihn in Schaltungen einsetzen die +- Versorgt sind.
Es gibt auch welche wo die maximale Spannung mit 18V angegeben sind je 
nach Hersteller. Mit den 15V ist die Spannung vom negativsten bis zum 
positivsten Punkt gemeint . Also bei +- Versorgung von Pin 16 nach Pin 
7.
Das heisst fuer die Schaltung +- 7.5V wenn man es genau nimmt. Aber die 
0.5V mehr machen ihm auch nichts aus.
Ich sehe gerade fuer den HEF4053 gibt Philips als maximal Wert 18V an.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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> Aber die 0.5V mehr machen ihm auch nichts aus.

Ok danke!

Autor: jo (Gast)
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So, nochmal was von mir:

Es ist besser, das Rechtecksignal nicht am Ausgang vom Schmitt-Trigger 
abzugreifen, sondern an Pin 15 vom Analogschalter.

Dann noch eine Frage zur Spannung des Signals - ist mit Problemen zu 
rechnen, wenn statt der ±8V ±5 V benutzt werden? Dann ist 
der Schmitt-Trigger wohl eher ein Komparator, da sich ja nur schlecht 
eine Schwelle einstellen lässt.

Es würde aber eine Hilfsspannung entfallen, das käme mir gelegen.

MfG

Autor: jo (Gast)
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Hoppla, Vorschau vergessen: ± = ± = ALT + 241

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Es ist besser, das Rechtecksignal nicht am Ausgang vom Schmitt-Trigger
>abzugreifen, sondern an Pin 15 vom Analogschalter

Stimmt das kann sein das das Signal dort besser ist.

>Dann noch eine Frage zur Spannung des Signals - ist mit Problemen zu
>rechnen, wenn statt der ±8V ±5 V benutzt werden? Dann ist
>der Schmitt-Trigger wohl eher ein Komparator, da sich ja nur schlecht
>eine Schwelle einstellen lässt.

Der Sinuskonverter ist dafür ausgelegt. Aber du kannst es ja mal 
versuchen.


>Hoppla, Vorschau vergessen: ± = ± = ALT + 241

Hier weiss ich nicht was du meinst.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo und Danke,

ich hatte vergessen zu prüfen, ob das Forum die HTML-Schreibweise für 
das ± Zeichen akzeptiert; tut es wohl nicht. Aber man kann unter Windows 
bei gedrückter ALT Taste die Zeichencodes direkt eingeben.

Autor: jo (Gast)
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Hallo nochmal,


mittlerweile habe ich die Schaltung aufgebaut, aber sie zieht teilweise 
200mA aus +12V und der Analogschalter wird warm.

Leider habe ich nicht daran gedacht, auf der LP Brücken einzubauen, 
allerdings ist eine stückweise Inbetriebnahme sowieso nicht so einfach, 
weil die Bauteile (Analogschalter, 2x 4er OP) alle beteiligt sind.

Einen Fehler habe ich schon ausgemerzt - leider war ein Leiter 
unterbrochen, mit der Folge, dass der OP für die invertierte 
Steuerspannung -12V in den Analogschalter gegeben hat.

Habe dann die Teile ausgetauscht, aber keine Veränderung. Habe auch mal 
die Steuerleitung(en) vom AS alle auf Masse gesetzt. Das Verhalten ist 
gleich.

Übrigens steht im Datenblatt, dass nur eine positive, digitale 
Steuerspannung zulässig ist - die Ansteuerung mit dem ±8 V Rechteck ist 
demnach eigentlich gar nicht 'erlaubt' ?!

Beim Anlegen der Versorgungsspannungen fließen durch den pos. Zweig etwa 
20mA, teilweise verursacht dann aber irgendwas irgendwann einen Strom 
von bis zu 200mA, und ich muss meine Messungen unterbrechen.

Damit's auch was zu gucken gibt mal ein Foto anbei, mit Tonertransfer 
hergestellt, nicht ganz optimal, von Hand verzinnt, Flussmittel klebt 
noch drauf und das Layout könnte auch besser sein. Die drei kurzen roten 
Strippen sind zur Korrektur, der Rest überwiegend gewollt.
Mitte vertikal Analogschalter mit 4 Buchstaben, Mitte horizontal LM324, 
links vertikal AD8643.

Vielleicht gibt es ja irgendeine Eigenschaft des AS, die auf den Fehler 
hinweisen könnte.

Ich poste gleich mal den kompl. Schaltplan.

Autor: jo (Gast)
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Schaltplan und Layout, leider ziemlich groß.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hallo jo

>Übrigens steht im Datenblatt, dass nur eine positive, digitale
>Steuerspannung zulässig ist - die Ansteuerung mit dem ±8 V Rechteck ist
>demnach eigentlich gar nicht 'erlaubt' ?!

Solange sich die Spannung in im Bereich der Versorgungsspannug bewegt 
ist das in Ordnung. Parameter DC Input Voltage Range.
Also in deinem Fall -5V .. +5V



Das Problem was du wahrscheinlich hast ist U1A und U1B (LM324 Versorgt 
mit +-12V) gehen direkt an den Analogschalter.  Das mag der nicht. Dein 
OP kann +-12V rausgeben und der Anlogschalter mag nur +-5V maximal.
Das gleich mit dem Dreiecksignal von U2A und U1C. Du must durch eine 
geeignete Schaltung garantieren können das die nie über die +-5V kommen 
auch nicht kurzzeitig durch irgendwelche Schaltvorgänge (Spannungteiler 
vorschalten mit Begrenzerdioden).

Deine Endstufe mit Q1,Q2 hat keine Strombegrenzung . Gefährlich
Mach da dickere Transistoren rein und einen Widerstand von 50 Ohm in den 
Ausgang (Normimpedanz).

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo,

sowas hatte ich schon befürchtet :-)

Bevor ich aber für jedes Signal eine Spannungsbegrenzung in die 
Schaltung frickele werde ich wohl erstmal die Betriebsspannung 
angleichen. Also auch die OPs mit 5 V versorgen.

Ist davon auszugehen, dass der Analogschalter defekt ist? Ich hatte den 
schonmal ausgetauscht, und hätte Angst um das PCB.

Danke für den Tipp mit der Strombegrenzung!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Ist davon auszugehen, dass der Analogschalter defekt ist? Ich hatte den
>schonmal ausgetauscht, und hätte Angst um das PCB.

Wenn du glueck hast hat er es vielleicht ueberlebt.
Aber wenn er defekt ist passiert ja auch nichts weiteres als das er warm 
wird und nix tut. Weitere Teile zerstoeren kann er ja nicht. Also lass 
ihn erstmal drin und versuchs. Bei den OPs mit +-5V zu versorgen. Denk 
dran das der LM324 dann auch einen kleineren Austeuerbereich hat und am 
Ausgang nicht mehr bis 5V geht. Besser ist es hier vielleicht einen Rail 
to Rail OP zu nehmen. z.B TS914

Der Analogschalter wird deswegen heiss nicht weil der OP da eine hoehere 
Spannung in ihn fliessen laesst. Die hoehere Spannung an seinen 
Eingaengen zuendet in ihn einen parasitaeren Thyristor der dann dann die 
Betriebsspannung kurzschliesst.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Danke für Deine Hilfe!
Werde ich heute abend mal versuchen.

Autor: jo (Gast)
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so, jetzt läuft die schaltung mit 5 volt, der analogschalter tut wohl 
noch, die ausgangsstufe tut, (amplitude/offset), nur der rest hat ein 
eigenleben entwickelt und schwingt mit 160kHz (AD... schwingt schneller, 
jetzt getauscht mit lm324).
die eingangsspannung hat keine eindeutige wirkung auf die frequenz.

ich vermute die ursache beim trigger. da kommt ein schiefes dreieck mit 
136khz raus, und wird nach dem hinter dem widerstand zum 68khz sinus am 
schalteingang des analogmultiplexers.

die triggerschwelle ist am eingang mit festen 10k und in der mitkopplung 
mit einem 47k poti einstellbar, ändert aber auch fast nix an der 
frequenz.

ich habe auch versuchshalber einen 100µF direkt zwischen die pins des 
integrators gelötet, ändert aber nichts.

leider sagt mir das verhalten wieder mal nichts.

mfg!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hallo Jo


Ist ja schon mal erfreulich das der Analogschalter ueberlebt hat.

>nur der rest hat ein
>eigenleben entwickelt und schwingt mit 160kHz (AD... schwingt schneller,
jetzt getauscht mit lm324).

Naja der AD8054 ist fuer den Integrator nicht gerade das gelbe vom Ei.
Erst einmal hat der eine sehr hohe Bandbreite was das schwingen schon 
mal bevorzugt. Dann hat ziemlich niederohmige Eingaenge fuer einen 
Integrator nicht optimal. Auch der LM324 ist dafuer nicht besonders 
geeignet. Besser ist es du vewendest dort einen TL084. Was ich aus 
deiner Dimensionierung so heraus sehe ist das du da wohl bis fast 100Khz 
gehen moechtest. Da kann ich nur sagen vergiss es mit der Schaltung. Ich 
habe dir mal gesagt das die nur so einige 10 Khz schafft. Wenn du hoeher 
hinaus willst must du andere Schaltungskonzepte verfolgen.

>ich vermute die ursache beim trigger. da kommt ein schiefes dreieck mit
>136khz raus, und wird nach dem hinter dem widerstand zum 68khz sinus am
>schalteingang des analogmultiplexers.

Problem wie oben beschrieben. So hoch geht die Schaltung nicht. Anderen 
OP einsetzen und niederiger in der Frequenz bleiben. Auch mit TL084 
schaffst du keine 100KHz.

>die triggerschwelle ist am eingang mit festen 10k und in der mitkopplung
>mit einem 47k poti einstellbar, ändert aber auch fast nix an der
>frequenz.

Das sollte die Frequenz aber aendern.

>ich habe auch versuchshalber einen 100µF direkt zwischen die pins des
>integrators gelötet, ändert aber nichts.

Bei 100uF sollte der aber ganz langsam schwingen.

Wie gesagt versuch mal fuer U2 einen TL084. Der sollte sowas bist einige 
10 KHz schaffen. Je hoeher die Frequenz umso unlinearer wird das 
Dreiecksignal. Das kommt dadurch zustande das die Verstaerkung des OPs 
immer weiter abnimmt.

Wenn du hoeher in der Frequenz willst gibts andere Schaltungskonzepte 
die allerdings auch aufwendiger sind. Da wird dann nicht mit einem 
Inegrierer gearbeitet sondern mit geschalteten Stromquellen.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo Helmut,

ich will ja gar nicht, dass das Ding so schnell schwingt!

Der eindeutigste Fehler ist beim Schmitt-Trigger Ausgang (trig_out): das 
müsste ein 5 V Rechteck sein. Es ist aber ein Dreieck, der aus 
irgendeinem Grund vom Multiplexer dann zu einem Sinus (switch_control) 
aufgeweicht wird.

Die Spannung über dem Kondensator ist konstant.

Weiterhin finde ich merkwürdig, dass das Signal am Integrator auch bis 
zur Steuerspannung zu sehen ist, obwohl da ein 33k im Weg liegt.

Anbei einige Messungen, vielleicht erkennt der geübte Betrachter noch 
weitere Unstimmigkeiten?! :-)

Autor: jo (Gast)
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Habe mal den Kondensator kurzgeschlossen - intout ("Dreieck") schwingt 
zwar weiter, geht aber im Mittel auf 0 V in >10s auf -2.8V. Es ist also 
eindeutig, dass die Schwingung gar nicht gewollt durch die Kapazität 
entsteht.

Bloss wo kommt die Schwingung her?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hast du mal den OP ausgetauscht durch einen TL084 ?
Es sieht so aus das dein AD8054 aufgrund seiner hohen Bandbreite 
schwingt.
Du koenntest den Teiler R20/R21 mal auf 2K2/1K tauschen.
Es kann sein das durch kapazitive Belastung durch den Analogschalter die 
Kurve dort verschliefen wird . Dann sieht das Rechteck anschliessend aus 
wie eine Dreieck. Und haeng den U2 wieder an +-12V. Wenn der an +-5V 
haengt reicht das nicht zum Umschalten des Analogschalters. Nur U1 
sollst du nicht an +- 12V haengen.

5V  10K     5V  R21
---------  = --------- = 1.56V (zu wenig als TTL Pegel)
10K + 22K    R21 + R20


Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Hallo Helmut,

momentan ist ein LM324 anstelle des AD eingebaut. TL084 habe ich leider 
nicht, könnte mit 2 LMC6032 was basteln. Allerdings weiss ich nicht, 
welche Eigenschaften die OPs für den Zweck unterscheidet (warum der 
TL084 geeigneter ist).

Der Spannungsteiler war zur Begrenzung der ±12 V aus dem Trigger, da 
alles auf 5 V läuft habe ich den entfernt. Es ist nur noch der 22k 
zwischen Trigger Ausgang und den Schalteingängen ABC von Multiplexer.

Aber leider kommt ja gar kein Rechteck aus dem Trigger raus! Es ist ein 
Dreieck, der dann zum Sinus verkommt. Wenn ich R20 überbrücke bleibt es 
beim Dreieck.

Der Multiplexer kommt aber anscheinend mit beidem klar, sonst gäbe es 
wohl keine Schwingung ?

Autor: jo (Gast)
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Kann man evtl. die Spannung am Integrator mit einem Tiefpass filtern? 
Wenn die Schwingung nicht wäre, müsste der Integratorausgang bei -2.x V 
'gesättigt' sein.
Alternativ könnte evtl. die Hysterese von Schmitt-Trigger vergrößert 
werden, damit die Schwingung nicht zum Umschalten führt.

Was ich gar nicht verstehe: wieso gibt der Trigger (trig_out) kein 
Rechteck aus? Ist das Signal die Slew-Rate?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>momentan ist ein LM324 anstelle des AD eingebaut. TL084 habe ich leider
>nicht, könnte mit 2 LMC6032 was basteln. Allerdings weiss ich nicht,
>welche Eigenschaften die OPs für den Zweck unterscheidet (warum der
>TL084 geeigneter ist).

Der TL ist deshalb geeigneter weil er FET Eingaenge hat und eine hoehere 
Slewrate b.z.w. Bandbreite.

Was mir gerade auffaellt: Du hast zwar die Versorgungsspannung von U2 
auf +-5V gelegt und hast auch den R21 entfernt . Hast du auch den R17 
angepasst?
Wenn an R18 rechts +5V vom Analogschalter anstehen dann muss der 
Integrator -5V liefern um den als Komparator geschalteten U2B 
umzuschalten. Das kann er aber nicht weil er am Ausgang keine -5V 
schafft.
Mach mal den R17 was kleiner so um die 4.7K.

Gruss Helmi

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Der LM324 hat eine Slewrate von 0.5V/uS

Also dein Signal am Trigger von -5V .. +5V schafft er in ca. 20uS 
umzuschalten. Also bei 50Khz siehst du dort nur noch ein Dreieck.
Dagegen hat der TL084 eine Slewrate von ca. 13V/uS.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Übrigens nochmal Danke für deine Hilfe ..sonst hätte ich jede Hoffnung 
bereits aufgegeben!

R17 war noch 10k, aber R18 ist ein 47k Poti - habe trotzdem mal 4k7 
eingebaut, hat erwartungsgemäss keine Änderung zur Folge.

Autor: jo (Gast)
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Sehe ich das richtig, dass am Trigger-Ausgang ein Rechteck mit den LO / 
HI Schwellen vom Analogschalter sein sollte? Und zwar aus dem Grund, 
dass sofort bei Erreichen der Schwellspannung der Trigger-Level durch 
Umschalten des Rechtecks invertiert wird.

Ich habe bislang immer mit einem ±5 V Rechteck gerechnet, aber der Fall 
kann ja gar eigentlich nicht eintreten.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Am Triggerausgang sollte ein Rechteck mit +-5V sein.

Ich habe die schaltung jetzt mal selber getestet.
Also mit einem LM324 sieht das Dreieck abenteuerlich aus weil der viel 
zu langsam umschaltet. Mit einem TL084 sieht es dagegen gut aus.
Was mir noch aufgefallen ist da ist eine invertierung im Signal.
Tausche doch bitte mal + und - von U2B.

Anbei Bild vom TL084

Gruss Helmi

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Und hier das mit dem LM324

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Beim TL084 habe ich es gerade bis 50KHz getestet. Allerdings faengt dann 
die Dreiecksamplitude zu steigen an was darauf zurueckzufuehren  ist das 
der TL dann an seine Grenzen kommt.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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AHH, DANKE DANKE DANKE!

Wir sind schon so langsam dahintergekommen dass die Schwingung vom 
Schmitt-Trigger erzeugt wird, der sich mit Slew-Rate zwischen den 
Analogmultiplexerpegeln umschaltet.. aber dass er falschrum triggert..

Das Dreieck vom LM324 scheint auf der fallenden Flanke noch zu klingeln, 
jedenfalls ist es ziemlich rauschig.

Werde jetzt wieder den AD8643 implantieren, da ist die slew-rate besser.

Bis gleich mit Bildern.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ich glaube das mit dem verdreher war ich schuld. "mea culpa"
Na dann bis gleich.


>Das Dreieck vom LM324 scheint auf der fallenden Flanke noch zu klingeln,
>jedenfalls ist es ziemlich rauschig
Das kommt auch daher das er ziemlich langsam ist.

Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Läuft ganz gut, hier mal mit der kleinsten Kapazität und der höchsten 
Steuerspannung.

Sinusnetzwerk läuft noch nicht, das kommt am WE.
Die Versorgungsspannung ist auch noch überall 5 V, mal sehen ob Zeit 
ist, das zumindest für den Ausgangs-OP und Endstufe sicher auf 12 V zu 
bringen.

Der Verdreher macht gar nichts. Das hat man davon, wenn man abguckt :-)

Danke für die Hilfe!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Denk daran das das Sinusnetzwerk für 5V Signalpegel ausgelegt ist.
Gruss Helmi

Autor: jo (Gast)
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Ist bedacht!

Nochmal ne Frage zum Trigger: das ist irgendwie kein Schmitt-Trigger 
mehr! Ist das jetzt nicht eher ein invertierender Verstärker?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hallo Jo

Das ist ein Schmitt Trigger. Die mitkopplung geschieht über den 
Analogschalter. Da der Analogschalter das Signal ebenfalls invertiert 
daher bei Null am Selecteingang gibt er +5V raus und bei Eins -5V hast 
du da zweimal eine Invertierung drin. Also logisch gesehen gar keine 
Invertierung und damit eine Mitkopplung vom Eingang zum Ausgang.

Gruss Helmi

Autor: Exe/Gast (Gast)
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Hi folks.
Ich beziehe mich auf die Schaltung von "jo".
Es ist schon unsäglich mit welchen Vergewaltigungen manch durchsichtiges 
Problem verunstaltet, wie auch verbogen, wird. Es könnte dem geneigten 
Leser grausen wenn er so eine "Schaltung" ansehen muss. Hier beziehe ich 
mich zunächst auf den Integrator und Komparatorteil.
Mit 3 einfachen Ops, ein paar Widerständen und einem Kondensator lässt 
sich der Integrator und Komparatorteil lösen ohne verbogene 
Kunstschaltungen mit Schalttransistoren drangsalieren zu müssen.
Wenn es jemand interessiert stelle ich eine Handskizze rein.
Richtig erkannt wurde dass der Dreifüssler an Masse muss und nicht an -V 
da die -Sättigungsspannung des Ops ansonsten den Transistor beständig 
durchschaltet. Ebenso muss der Widerstand an Masse und nicht an -V.
Es bleibt eine grausame Schaltung bei der der Komparator wie auch der 
Integrator irgendwo mit einem Arbeitspunkt zwischen Masse und +V das 
Dasein fristen und damit ein asymmetrisches Rechteck wie auch ein 
Dreieck mit DC-Offset erzeugen das mühsam über Kondensatoren 
ausgekoppelt werden muss. Kein Wunder dass damit der Sinusapproximierer 
nicht arbeitet.
Zudem ist es völlig blauäugig einen 741-series zu verwenden mit einer 
slew rate unter 1V/us. Die ganze Herrlichkeit wird ab ca 5KHz ein 
freudloses Ende nehmen. Das Rechteck wird zum Trapez, das Dreick wird 
sinusförmig und die Amplitude steigt an.
Mit einem LM318 der eine slew rate von 50V/us aufweist, geht das alles 
bis grösser 20KHz
Also nochmals.
3xLM318, ein paar lausige Widerstände und ein Kondensator.
That´s all folks.
Gruss
Exe

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