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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Dreieckspannung mit variabler Amplitude


Autor: Dreieck (Gast)
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Hallo,

ich brauche mal wieder eure Hilfe oder Ideen / Links. Ziel ist es eine 
Dreieck-Spannung zu erzeugen. Diese soll symmetrisch um 0 V liegen und 
jeweils bis zur Spannung +V und -V gehen.
Die Spitzenspannung V soll dabei vorgegeben werden können, die Frequenz 
sollte sich nicht ändern wenn die Amplitude verändert wird. Die 
Frequenz soll im Bereich 50kHz bis 100kHz (fest) liegen.
Hat jemand eine Idee wie man sowas hinbekommt ohne dabei auf teure 
analoge Multiplizierer zurückzugreifen?
Ich hatte die Idee mit einer Stromquelle, welche positiven und negativen 
Strom ausgeben kann. Diesen Strom gibt man in eine Kapazität. Die 
Spannung an der Kapazität ist dann mein gewünschtes Signal. Nur dann 
habe ich das Problem: wie mache ich eine einstellbare Stromquelle, die 
positive und negative Ströme liefert? Und deren Strombetrag auch gewählt 
werden kann.

Für Ideen  Schaltungen  Bausteine / Links etc wäre ich sehr dankbar.
Vielen Dank und schönes Wochende

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

wie üblich: Rechteckgenerator, Integrator, einstellbarer Verstärker.

Autor: Dreieck (Gast)
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Und wie mache ich den einstellbaren Verstärker ohne analogen 
Multiplizierer?

Autor: Jens G. (jensig)
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ganz einfach - Poti im Rückkopplungszweig ...
Oder willst du die Amplitude mit einer Steuerspannung steuern?

Autor: Exe (Gast)
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Hi Dreieck

Karadur hat recht. Einen Funktionsgenerator der über Rechteck-Dreieck 
per Rückkopplung funktioniert kann man vergessen. Sowohl eine Änderung 
der Hysteresis am Komparator, wie auch Änderungen der Dreiecksamplituden 
über den Miller RC ziehen zwangsläufig eine Frequenzänderung nach sich.
Also.
Op als fixer Rechteckgenerator mit 4 Bauteilen, danach einen Miller mit 
3/4 Bauteilen und danach einen invertierenden Op mit 2 Festwiderständen 
und einem Poti in der Gegenkopplung.
Selbstverständlich split-load damit der offset praktisch weg ist.
Die Widerstände unter 100KOhm und für den Miller einen Styroflex, keinen 
"ceramics", ebenso der C des Komparator/Astablen.

Das ist schon alles.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Wie wäre es mit einem 8Bit Counter, der einen relativ niederohmigen 
R2R-DAC treibt?
Dahinter einfach einen Subtrahierer, damit das Signal negativ wird. Die 
Verstärkung des Subtrahierers bestimmt dann das Ausgangssignal (Poti zB)

Ja, ok, die Frequenz muss 256mal so hoch sein wie die Ausgangsfrequenz, 
aber von nix kommt nix ;-)

PS: Vielleicht reichen ja 4 oder 6Bit..


Oder halt DDS?

Autor: Dreieck (Gast)
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Danke für die Tipps, es geht darum, dass die Amplitude über eine 
Steuerspannung vorgegeben werden soll.
Deshalb dachte ich, eine einstellbare Stromquelle (welche positiv und 
negativen Strom vorgibt) und dann auf einen Kondensator. Nur ergibt sich 
da das Problem, dass der positive und negative Strom genau gleich gross 
sein müssen damit die Spannung am C nicht in eine Richtung davonläuft.
Also, wer hat Ideen? Wer die Lösung?

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

wie sauber muß der Dreieck denn sein.

Die Idee mit dem Zähler und einem DAC ist doch nicht schlecht.

Lass einen Up/Down-Zähler laufen. Setze beim Überlauf ein Flipflop und 
lösche es mit dem Underrun. Mit diesem Flipflop steuerst du die 
Zählrichtung. Wenn du jetzt einen DAC mit externer Referenz verwendest 
und dort deine Steuerspannung angepasst als Referenz einspeist hast du 
deine Lösung. Wenn es sein muß kannst du den Takt sogar mit einem Quarz 
erzeugen. Gibt halt viele Möglichkeiten.

Mit einem Tiefpassfilter kannst du deinen Dreieck auch noch bügeln.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Setze beim Überlauf ein Flipflop

Das könnte auch das höchste Bit selbst sein.
Stichwort: Zweierkomplement

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

ich sagte ja schon: es gibt viele Lösungen.

Autor: Dreieck (Gast)
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Hmm, hätte es schon lieber analog, vorallem weil natürlich durch die 
Tiefpassfilterung auch die Ecken verschliffen werden. Das Signal sollte 
schon recht schön werden. fallende und steigende Flanken müssen nicht 
exakt gleich sein, aber die Ecken (Umkehr der Steigung) sollten eckig 
bleiben...
Irgendwie habe ich das Gefühl, dass das gar nicht geht auf rein analogem 
Weg. Sonst noch Ideen wie man das analog lösen könnte? Notfalls werde 
ich einen analogen Multiplizierer einsetzen müssen...

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

wenn du den Tiefpass entsprechend der Taktfrequenz wählst wird der Knick 
schon "schön" werden.

Aber es geht auch mit einem Multiplizierer.

Autor: pq (Gast)
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so: http://www.silicat.de/upload5.html müsste es gehen.
Habs aber nocht nicht ausprobiert.

Schwelle und Integrator sind beide an die Angangsspannung gekoppelt. 
Dadurch bleibt die Frequenz konstant, und nur die Amplitude ändert sich.

Gruß, pq

Autor: Exe (Gast)
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An pg

Eine durchdachte Schaltung die an sich gehen sollte aber man sieht das 
erst nach dem Versuch, denn der allein macht kluch.
Die Lösung nach karadur scheint mir sicherer wenn man die Verstärkung 
eines Nichtinvertierers als Op über den Widerstand vom Invertereingang 
des Ops nach GND per FET und Steuerspannnug einstellbar macht.

Autor: Matt (Gast)
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Hier ein (auch nicht getesteter) Ansatz mit der von "Dreieck" erwähnten 
umschaltbaren steuerbaren Stromquelle, der Einfachheit halber sind es 2 
Quellen, wobei die untere, geschaltete den Kondensator mit dem doppelten 
Strom entlädt. Bauteile und deren Werte müssten noch angepasst werden, 
U1 und U2 dürfen bessere Single-Supply-Typen sein. Vs1 ist die 
Steuerspannung, V1 eine Rechteckspannung der gewünschten Frequenz, die 
irgendwie anders erzeugt werden muss (NE555, Quarz mit Teiler, ...).

Gegen das Driften ist ein I-Regler dabei, der den Strom der oberen 
Quelle so einstellt, dass im Mittel die halbe Betriebsspannung am 
Kondensator anliegt.

Evtl. Probleme:
- Stabilität des Reglers (simuliert ist das mit geratenen Werten schon 
OK, aber die Realität...), Abwägen kurze Einschwingzeit gegen 
unverbogene Dreieck-Flanken.
- Dreckeffekte beim Schalten der unteren Stromquelle.
- Aufwand.

Autor: Matt (Gast)
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Zusatz: Im Plan fehlt noch ein Hochpass, um den Gleichspannungsanteil 
loszuwerden und ein OP als Buffer.

Autor: Matt (Gast)
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So geht das Schalten etwas eleganter, da die Stromquellen fast statisch 
arbeiten können.

Autor: Dreieck (Gast)
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Hmm, danke für die Tipps, bin schon etwas müde und die Dinger brauchen 
ein bisschen Hirnmasse zum durchblicken. Morgen werde ich beide Dinge 
mal anschauen. Vielen Dank erstmal und gute Nacht

Autor: Exe (Gast)
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Hi Matt
Eine Hammerschaltung aber hochinteressant. Da muss man sich erst 
hineindenken.
Haste den Brummer schon mal versucht zu praxisieren?
Sehe ich in Reihe mit Abduls nic-Sinusgenerator.
Qualifizierte Elektronik!

Autor: Exe (Gast)
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Hi Matt
Klar sind die beiden Stromquellen einmal unten direkt resultierend aus 
0,5Vmax an 10Ohm also 50mAmax und oben über den Inverterfolger 100mAmax.
An sich durchdacht mit nur einem Schalttransistor die paritätische 
Umschaltung der Lade/Entladeströme zu erzwingen durch Stromvergleich.
Da die Steuerfrequenz invariant ist wird auch die Dreiecksfrequenz 
invariant und die Steigung der Dreiecksflanken gibt den Amplitudenwert 
vor welcher proportional zu Vs wird.
Der relativ langsame Regler versucht die Amplitude zu halten und da sehe 
ich eine Schwachstelle.
Auch wären 2 unabhängige Schalter eventuell besser gewesen bei exakt 
gleichen Stromquellen + und - und den Regler additiv auf beide 
Stromquellenvorregler einwirken lassen.
Ob wohl die Dreiecksflanken sauber symmetrisch werden?

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