Für die Schaltung in deinem Eröffnungsbeitrag kannst du die
Ausgangsspannung in Abhängingkeit vom Eingangsstrom mit den
Kirchhoffschen Regeln und der allgemeinen Formel für die
Strom-Spannungs-Abhängigkeit im Kondensator berechnen.
Um die Oszillationsfrequenz zu berechnen, musst du die gesamte, durch R1
gegengekoppelte Schleife berücksichtigen:
- die Verstärkung durch Q1 (Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung,
Verstärkungsfaktor etwa -0,68)
- die Totzeiten von U2, U4 und U6
- die Schaltzeiten der Mosfets Q5 und Q6
- das Tiefpassfilter aus R3 und C1
- den Widerstand R1, der den Eingangsstrom des Integrierers bestimmt
Für eine gute Näherung kannst du wahrscheinlich erst einmal die
Totzeiten und C1 außer Acht lassen, was die Berechnung vereinfacht.
Hast du erst einmal die Oszillationsfrequenz im Abhängigkeit von R23,
C17 und C18 allgemein berechnet, kannst du die Gleichung umdrehen und
aus einer vorgegebenen Frequenz passende Werte für die passiven Bauteile
des Integrierers bestimmen.
Der steilste Anstieg der Ausgangsspannung des Integrierers, der immer
kurz vor dem Umschalten der Mosfet-Stufe stattfindet, legt die minimale
Slew-Rate des Opamp fest.
Das Ausgangssignal des Opamps ist in grober Näherung ein Sinus mit der
Oszillationsfrequenz. Welche Bandbreite der Opamp dafür mindestens haben
muss, darüber müsste man noch etwas nachdenken. Sie wird aber wohl in
der Größenordnung der Oszillationsfrequenz liegen.
integrator_2nd_order.JPG
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