Hallo zusammen,
es geht um einen nicht-invertierenden Schmitt-Trigger, bei dem ein C
parallel zum Rückkopplungs-Widerstand geschaltet ist: siehe Anhang. Die
Annahme ist hier übrigens, dass der OP an U_in liegt (nicht
eingezeichnet).
Die Grundfunktion der Schaltung ist mir klar. Ich bin mir allerdings bei
der Funktion des 1nF-Kondensators nicht sicher.
Nach meiner Suche habe ich nun die Vermutung, dass es sich um einen
"Beschleunigungskondensator" handelt, damit die Flanken beim
Pegelwechsel steiler sind?
Der "Beschleunigungskondensator" wird hier kurz für einen diskret
aufgebauten Schmitt-Trigger beschrieben:
https://elektroniktutor.de/analogverstaerker/schmitt.html
Für die Schaltung bekomme ich die Funktionsweise vom C nicht ganz
voreinander und würde mich über ein Erläuterung freuen.
Viele Grüße und Danke im Voraus :)
Ich glaube, der Operationsverstärker beschleunigt sich selbst schon
genug, wegen der Rückkoppelung. Ob der Kondensator da noch etwas
verbessert halte ich für fraglich.
Möglicherweise soll die Empfindlichkeit für hochfrequente
Eingangssignale, auch Funkstörungen, reduzieren. Der 56kΩ Widerstand
wird ohne Kondensator in der Nähe einer Störquelle (z.B. ein Funkmodul)
sicher deutlich beeinflusst.
From
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/curing-comparator-instability-with-hysteresis.html> Placing a capacitor across the feedback resistor in the above> configurations will introduce a pole into the feedback network.> This has the "triggering" effect of increasing the amount of> hysteresis at high frequencies. This can be very useful when> the input is a relatively slowly varying signal in the presence> of high frequency noise. At frequencies greater than> f(p) = 1/(2πCfRf), the hysteresis approaches Vth = Vcc and> Vtl = 0V. At frequencies less than f(p) the threshold voltages> remain as shown in the equations.
foobar schrieb:> From> https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/curing-comparator-instability-with-hysteresis.html
Auf gut Deutsch. Eine dynamische Hysterese.
>> Placing a capacitor across the feedback resistor in the above>> configurations will introduce a pole into the feedback network.>> This has the "triggering" effect of increasing the amount of>> hysteresis at high frequencies. This can be very useful when>> the input is a relatively slowly varying signal in the presence>> of high frequency noise.
So weit, so richtig.
>> At frequencies greater than>> f(p) = 1/(2πCfRf), the hysteresis approaches Vth = Vcc and>> Vtl = 0V.
Das halte ich für falsch. Denn dann müßte der Kondensator 0 Ohm haben.
Hat er aber bei der 3dB Grenzfrequenz nicht. Im Gegenteil, bei der
Frequenz sind R und C betragsmäßig gleich groß! Das jetzt exakt
analytisch auszurechnen ist eher aufwändig, ich würde mal grob schätzen,
daß die Hysterese ca. doppelt so groß ist wie bei statischer
Betrachtung, allerdings kommt da noch eine Phasenverschiebung rein.
> At frequencies less than f(p) the threshold voltages>> remain as shown in the equations.
Auch das ist eine IMO unzulässige Verallgmeinerung, welche den
Übergangsbereich arg vereinfacht. Das ist KEIN harter, digitaler Sprung!
Stefan F. schrieb:> Ich glaube, der Operationsverstärker beschleunigt sich selbst> schon genug, wegen der Rückkoppelung.
Ich schlage vor, das Ding "Mitkopplung" zu nennen. Sonst würde er sich
entschleunigen.
mfG
Christian S. schrieb:> Ich schlage vor, das Ding "Mitkopplung" zu nennen
Ok. Ich kannte bisher nur Gegenkoppelung und Rückkoppelung. Mitkopplung
ist eindeutiger.
> Das halte ich für falsch.
Ja, kam mir auch etwas optimistisch bzw stark vereinfacht vor, aber ich
steck nicht tief genug in der Materie um das quantitativ bewerten zu
können. Der zentrale Punkt, den ich mitgenommen habe, ist das
"increasing the amount of hysteresis at high frequencies".
Welche Funktion hat die Schaltung?
Soll diese Schaltung die Versorgungsspannung überwachen und beim
überschreiten oder unterschreiten einer bestimmten Spannung ein
Schaltsignal liefern?
Hallo zusammen,
vielen Dank für eure Antworten.
Das mit der dynamischen Hysterese klingt verständlich. Vor allem, wenn
ich z.B. das einfache Prinzip-Schaltbild für einen nicht-invertierenden
Schmitt-Trigger nehme (Siehe Anhang)
Für die Ein-und Ausschaltschwellen gilt:
Ue_EIN = -R1/R2 * Ua_-
Ue_AUS = -R1/R2 * Ua_+
Ersetze ich nun R2 durch Z (R2||C), sehe ich dass Z bei Rauschen auf
jeden Fall kleiner wird und somit der Faktor R1/Z größer: d.h. meine
Ein-und Ausschaltschwelle liegen weiter auseinander.
Dazu noch folgende Fragen:
- Ist egal, ob der Eingang oder der Ausgang rauscht? Ich glaube ja, in
beiden Fällen werden die Potentiale um R2 bzw. Z geändert.
- Mein Z kann ich nicht auf ganz einfach Weise berechnen, oder? Da das
Rauschen ja nicht einfach sinusförmig ist und ich nicht einfach ein X_c
ausrechnen kann.
- Zum Verständnis: Damit will ich erreichen, dass meine ursprünglich
eingestellten Schaltschwellen und damit die Umschaltung nicht so schnell
durch Rauschen erreicht werden, sondern nur den beabsichtigten Trigger,
richtig?
Viele Grüße
Was soll den in der Schaltung rauschen, z. B. sie Versorgungsspannung?
Hast du meine Frage gesehen?
> Soll diese Schaltung die Versorgungsspannung überwachen und beim
überschreiten oder unterschreiten einer bestimmten Spannung ein
Schaltsignal liefern?
Simuliere doch mal die Schaltung mit LTspice.
Helmut S. schrieb:> Was soll den in der Schaltung rauschen, z. B. sie Versorgungsspannung?
Ich weiß nicht genau, was denkbar ist Vielleicht durch die Last oder
durch Umgebung?
> Hast du meine Frage gesehen?
Sorry, habe ich vergessen zu beantworten.
Im Grunde wie du beschrieben hast. Ui schwankt und Ua soll zB bei Ui=11V
abschalten und bei Ui=13 V wieder ein.
LtSpice werde ich gleich mal ausprobieren
Kleine kurzzeitige Spannungseinbrueche sollen nicht gleich zum Kippen
der Schaltung in den anderen Zustand fuehren.
Also simuliere noch kleine Spikes zu hoeheren und niedrigeren Spannung
mal mit und ohne C.
Dieter schrieb:> Kleine kurzzeitige Spannungseinbrueche sollen nicht gleich zum Kippen> der Schaltung in den anderen Zustand fuehren.> Also simuliere noch kleine Spikes zu hoeheren und niedrigeren Spannung> mal mit und ohne C.
Genau das habe ich gerade simuliert. Es zeigt sich, dass der Kondensator
in der Mitkopplung gar nicht hilft. Man muss an der überwachten Spannung
filtern. Siehe screenshots. Im zip-file sind die Dateien für die
Simulation mit LTspiceXVII.
Schmitt-Trigger.png
(58 KB)
