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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Komparator mit Hysterese - Berechnung bei Single Supply


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo!

Ich möchte einen Tiefentladeschutz in Analogtechnik bauen und habe mich
schon mit der Schaltung beschäftigt. Mein Problem: Wie berechne ich die
Notwendigen Widerstände bei einer Single-Supply-Versorgung des OPamps?
Meine Versorgungsspannung liegt zwischen 7 und 12V (Akku), die
(Referenzspannung) am invertierenden Eingan beträgt 2,4V. Die
Akkuspannung wird am nichtinvertirenden Eingan über einen
Spannungsteiler zugeführt, am Ausgang befindet sich ein LL-NMOS.

Im Anhang eine "schematische" Beschaltung des Opamps - U1 ist meine
Referenzspannung,U2 die Messspannung. Ich brauche das Notwendige
Verhältnis von R2 und R3 um eine Hysterese von ca. 0,6Vzu erreichen
(Ausgang geht bei U2<7,35V auf Low, bei U2>9,45 auf High).

Ich habe schon diverse Suchmaschinen benutzt, bin allerdings nicht vom
Fach und hoffe auf eine kurze Erklärung bzw. um die Notwendige Formel.
Das Hauptproblem ist die Sache mit dem Single Supply, dazu finde ich
einfach keine Formel.

Danke im Vorraus!

Autor: chrissy (Gast)
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Wie erzeugst du die Referenzspannung? Wie sieht die Schaltung da aus?

Wie läuft das mit U1? Wie wird der erzeugt?

Warum hast du R3 gepunktet gezeichnet? Ist der drinnen? Ist der egal?

Sieht wirklich aus wie die Prinzip Skizze aus einem Buch oder so, aber
so sieht doch deine Schaltung bestimmt nicht aus, oder?

Welchen OP möchtest du benutzen. Ich denke alle kommen mit 7 V single
Supply nicht unbedingt zurecht. Wenn du dir eine extra
Spannungsversorgung baust, wird auch die Berechnung leichter. Mit einem
Ausgangstreiber reicht da auch eine Ladungspumpe.

Falls Zeit ist versuche ich mal paar Erläuterungen zusammen zu tragen.
Allerdings ist deine reale Schaltung ja nicht unwichtig. Im Grunde
solltest du ja analog zu allen anderen Rechenbeispielen vorgehen
können. Wenn nach unten gekippt ist Ua 0. Ausrechnen, wann
Differenzspannung ausreicht zum kippen. Dann ist Ua Vcc. Ausrechnen,
wann Ud <0 wird.

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

Grundsätzlich gilt, daß R1 so groß sein soll wie die Parallelschaltung
aus R2 und R3. Z.B. wählt man für R1 22 kOhm, dann ist R2 ebenfalls 22
kOhm und R3 bestimmt die Hysterese.

Weil R3 vermutlich größer 100 kOhm sein wird, kann man seinen Einfluß
auf den Wert der Parallelschaltung vernachlässigen und für R2 kann 22
kOhm belassen werden.

Je kleiner R3, desto größer die Hysterese und umgekehrt. Für R3 gegen
unendlich ergibt sich ein Komparator ganz ohne Hysterese. Wenn Du R3
als Poti ausführst, kannst Du experimentell den richtigen Wert
ermitteln.

Allerdings ist zu beachten, daß die Spannung U2 gegenüber dem von mir
gewählten Eingangswiderstand (22 kOhm) hinreichend niederohmig ist. Das
heißt, der Spannungsteiler über den Du die Akkuspannung zuführen
möchtest, muß etwa bei 1..2 kOhm liegen. Falls das zu niederohmig ist,
wird noch ein weiterer OPV als Impedanzwandler in
Spannungsfolger-Schaltung notwendig. Ein Transistor als Impedanzwandler
ginge auch, an ihm fällt aber 0,6 V ab.

Jedoch die Verwendung von Single-Supply hat für die Widerstände und die
Hysterese keine Bedeutung. Der Komparator weiß nicht, ob am
invertierenden Eingang GND liegt oder Deine Referenzspannung.

"(Ausgang geht bei U2<7,35V auf Low, bei U2>9,45 auf High)." ist da
die Differenz 0,6V oder geht heute mein Taschenrechner falsch?

http://www.google.de/search?hl=de&ie=ISO-8859-1&q=...
Erster Link bei Google:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311271.htm
empfehle ich immer in solchen Fällen.

Hier ist gleich die Formel. Achtung! Die Hysterese hängt von der
Ausgangsspannung ab und bei dir ist die Accuspannung variabel. Mit dual
oder single Supply hat das nichts zu tun. Du solltest vielleicht
zwischen den beiden OPV-Eingängen noch antiparallele Dioden 1N4148
schalten zum Schutz der Eingänge. LM393 könnte sich als Komparator
eignen.

Gruß

Autor: thomas (Gast)
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Hi!

Ich verwende einen LM 258 D; nach Datenblatt braucht er eine Vcc von
minimal 5V. Meine Referenzspannung erzeugt eine Spannungsreferenz LM
285-Z2,5 mit einer Genauigkeit von 1,5%; diese Referenzspannung ist U1.

R3 ist gepunktet weil er auf dem von mir gefundenem Bild so war ;-)) -
um den Wert für diesen Widerstand geht es hier.
Die Meßspannung U2 kommt über einen Spannungsteiler aus einem Akku -
das hab ich wohl vergessen. Somit ergibt sich ein neuer
Spannungsbereich U2: Der Ausgang soll bei 2.1Volt auf 0V gehen und bei

2.7Volt auf Vcc. Widerstand R1 und R2 sind jeweils 10k. Wie berechne
ich R3, damit die Hysterese stimmt?
Natürlich ist die reale Schaltung wichtig; allerdings besteht mein
Problem aus der Berechnung des notwendigen R3 wegen der Hysterese. Die
Schaltung konnte ich leider nicht einstellen da ich kein entsprechendes
Grafikprogramm besitze.

Gruß + Danke
Thomas

Autor: Chris (Gast)
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Ja Klar, siehe oben dran. Du mußt Dich nur für eine feste maximale
Ausganggspannung entscheiden, um die Formel verwenden zu können.

Autor: Heiko B. (Gast)
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Hallo
vieleicht hilft dieser onlinerechner weiter.
MfG
Heiko B.


http://www.electronicdeveloper.de/DTriggerSchmittT...

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