Hi zusammen, ich hab ne Frage zu ner astabilen Multivibrator Schaltung mit OP-Amps. Normalerweise wird die Frequenz ja nach der folgenden Formel berechnet: T = 2*R1*C1*ln(1+2*R3/R2), wobei R1 = (R2*R3)/(R2+R3) (s. http://www.progshop.com/versand/know-how/op-amp.html#05g ) Das ganze stimmt auch wenn die Regel mit R1 eingehalten wird. Habe das ganze mit ein paar Werten mit Pspice simuliert. Jetzt habe ich die folgende Schaltung gefunden: http://i43.tinypic.com/4iopc1.jpg Hier ist R1 nicht gleich R2||R3. Wenn ich die Schaltung simuliere kommt das folgende Ergebnis heraus: http://i43.tinypic.com/s43xvk.jpg Was eigentlich passieren sollte (und was auch passiert wenn man die Schaltung aufbaut) ist, dass die LED ca 1 Sekunde lang 3 mal blinkt, und dann für 1 Sekunde lang aus ist. Danach wieder 3 mal blinken, usw. Die rechte Stufe soll hierbei den schnelle Blinktakt generieren, und die linke Stufe den langsamen Takt, der die zweite Stufe über die Diode "an- und abschaltet". In der Simulation blinkt die LED aber durchgehend. Meine Frage ist, wie wird denn die Frequenz berechnet, wenn der R1 nicht gleich R2||R3 ist?! Falls ihr selber einmal mit den Werten rumspielen wollt, habe ich das Orcad Pspice Schematic als Anhang angefügt. Gruß und Danke Stefan
> Meine Frage ist, wie wird denn die Frequenz berechnet, wenn der R1 > nicht gleich R2||R3 ist?! Bei einem idealen OPV mit unendlich großem Eingangswiderstand gleich. Bei einem realen OPV: Wenn R1 != R2||R3 ist, erzeugen die Eingangsströme eine realen OPV and den Widerständen unterschiedliche Spannungsabfälle, deren Differenz zu einer Offsetspannung führt, die sich zur internen Offsetspannung des OPV addiert. Da die Eingangsströme aber sehr gering sind, macht sich der Fehler in dieser Schaltung normalerweise nicht bemerkbar, so dass man auch hier die gleiche Formel anwenden kann. Aber: In der Schaltung in 4iopc1.jpg hat der Spannungsteiler aus R2 und R3 ein extremes Teilungsverhältnis von R3/(R2+R3) = 0,9953, was sehr nahe bei 1 liegt. Das bedeutet, dass der Kondensator in jedem Zyklus bis in den Bereich geladen wird, wo die exponentielle Ladekurve schon fast horizontal verläuft. Dadurch führt schon eine recht kleiner Fehler im Umschaltschwellwert (d.h. eine kleine Offsetspannung) zu einer merklichen Änderung in der Periodendauer. Da zur internen Offsetspannung des OPV nun auch noch die durch die Eingangsströme und die sehr ungleichen Widerstände verursachte Offsetspannung hinzukommt und die Eingangsströme beim LM324 starken Exemplarstreuungen unterworfen sind, lässt sich die Periodendauer nur ungenau vorhersagen. Vielleicht liegt auch darin ein Grund für die Unterschiede des von dir in Realität und Simulation beobachteten Verhaltens. In der Schaltung wurde eben versucht, auf Biegen und Brechen mit einem kleinen Kondensator eine große Periodendauer zu erreichen. Das geht prinzipiell auch, man sollte dafür aber einen präziseren OPV nehmen, am besten einen mit FET-Eingängen (geringerer Eingangsstrom) und einer geringeren Offsetspannung. Oder man versorgt die Schaltung asymmetrisch (+9V/0V statt ±9V) und passt sie entsprechend an, so dass man für den Kondensator auch einen Elko einsetzen kann, der eine wesentlich höhere Kapazität hat. Dadurch kommt man mit weniger extremen Widerstandswerten aus, so dass auch ein Billig-OPV wie der LM324 gut genug ist. Was ich aber an deiner Schaltung noch nicht verstanden habe (vielleicht funktioniert sie auch deswegen in der Simulation nicht richtig): Wozu dient die Spannungsquelle V8 mit dem Widerstand R9?
Hallo yalu, vielen herzlichen Dank für deine ausführliche Antwort. Die Spannungsquelle V8 gibt nur einen ganz kurzen Puls ab, um die Schaltung quasi in Gang zu bringen. Normalerweise wird dieser Effekt ja durch den OP selbst verursacht. Wenn man die Spannungsquelle wegnimmt kommt das heraus: http://i41.tinypic.com/vmsnif.jpg In der Realität fängt die Schaltung aber auch viel früher an zu schwingen, als in der Simulation. Also sollte man im Endeffekt, wenn man die Schaltung "korrekt" aufbauen will, mir R1 = R2||R3 dimensionieren? Weil dann stimmt die Periodendauer in der Simulation auch mit der errechneten überein. Gruß
Wie kann ich hierbei R3 berechnen? Also mit welcher Formel? R2//R3 und R1 als Gegenkpplung... Grüße
Hallo, was meinst du damit, wie du R3 berechnen kannst? Meinst du wenn du R2 vorgibst, und T=2s machen willst zum Beispiel? Hab ich dich da richtig verstanden? Gruß
Ich weiß nicht wie blöd ich war und erst später darauf gekommen bin. Hierbei ging es um die Umstellung dieser Formel R1= R2*R3 / R2+R3 nach R3; hat sich aber erledigt. Entschuldige für die unklare Ausdrucksweise;-) Und vielen Dank für deine versuchte Hilfe:) Grüße
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