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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Integrator-Auslegung


Autor: gilmond (Gast)
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Hallo ich habe an euch folgende Frage.
Da ich versuchen möchte einen Integrator mit einen TLC274 OPV zu 
realisieren kann ich momentan die Bauteilegrößen schlecht definieren.
Dies sind Größen die ich für meine Anforderungen nehmen würde:

Anforderungen an den Integrator:
- soll beliebige Spannungsverläufe bis 10kHz integrieren können
- Eingangsspannung bis +/-3V
- Versorgungsspannung +/-5V
- bis 10kHz

Bauteilegrößen:

- R = 10kOhm
- C = 10nF

habe ich diese Größen richtig ausgelegt?
Wäre für eure Hilfe dankbar.

Gruß
Gilmond

Autor: Harry Up (harryup)
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hi,
bissl dünn für 10KHz, hast dann ja noch 'ne Restwelligkeit von knapp 
1Vss im Ausgang. Warum nimmst du nicht 100K und 100nF, dann bist schön 
stabil bis runter zu 500Hz, drunter wird's dann 'zapplig' im Output, die 
1Vss hat man dann bei etwa 100Hz.
Grüssens, harry

Autor: gilmond (Gast)
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Hallo Harry,

also du meinst dass ich da nicht sauber integriert bekomme? 
(Restwelligkeit)
Ein Integrierer ist doch eine Art Tiefpass d.h wenn ich schnell 
integriere kann ich auch eine kleine Freq integrieren.
Oder liege ich falsch?

Autor: Harry Up (harryup)
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hi,
naja, was heißt schnell integrieren? Frage dazu, wie schnell müsste das 
Abschalten einer Gleichspannung integriert werden, damit sich keine 
Änderung des Ausgangs ergibt?
Ein Integrator wird umso stabiler (Restwelligkeit geringer) im Ausgang, 
je höher die Frequenz der Wechselspannung ist. Mit fallender Freq. nimmt 
die Welligkeit zu, irgendwann ist der Integrator nur noch eine Art 
Verzögerungsschaltung (aber halt nicht sehr elegant gelöst).
Grüssens, harry

Autor: gilmond (Gast)
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Hi,

also hier its mein Beispiel:
am Eingang liegt ein beliebiges Signal an wie z.B ein Sprachsignal nur 
bis 10kHz, es kann aber auch eine Gleichspannung anliegen und diese 
möchte ich in bestimmten abständen integrieren.
Der Integrator integriegt die Höhe der Amplitude wird danach auf null 
entladen und fängt wieder die Eingangsspannung zu integrieren.
Das wäre so mein Beispiel.

Autor: Harry Up (harryup)
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hi,
sprich nichts dagegen, das so zu machen. Sieh dir mal das Schaltbild von 
einem Komparator an, dann wird's schon klar. Der Kondensator überträgt 
das Ausgangssignal (welches ja um 180° phasenverdreht wird, weil ja der 
invertierende Input damit gefüttert wird) zurück zum invertierenden 
Eingang. Wenn du nun ein DC Signal anstehen hast, wird das integriert, 
bis der Kondensator sich vollständig geladen hat, dann ist halt Schluss 
mit Integration. Nur steht dann der Output am unteren Anschlag, dein 
Integrator ist dann gewissermassen ruhig. Deswegen ist's ganz patent, 
einem Integrator das zu integrierende Signal via C zuzuführen, dann kann 
ein DC-Anteil nicht den Arbeitspunkt gegen Null oder Max führen.
Grüssens, harry

Autor: gilmond (Gast)
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Hi,

also allgemeint habe ich gemeint, dass das Eingangssignal eine Frequenz 
von 0Hz - 10kHz annehmen kann.

Desweiteren bitte ich um Entschuldigung aber das habe ich nicht so ganz 
verstanden:

>>
Nur steht dann der Output am unteren Anschlag, dein
Integrator ist dann gewissermassen ruhig. Deswegen ist's ganz patent,
einem Integrator das zu integrierende Signal via C zuzuführen, dann kann
ein DC-Anteil nicht den Arbeitspunkt gegen Null oder Max führen.
>>

Hast du gemeint dass man am Eingang die Spannung entkopplt?

Autor: gilmond (Gast)
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Hi,

wenn ich R=100kOhm und C= 100nf dimensioniere kriege ich die Aufgabe 
gelöst?

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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gilmond schrieb:
> also allgemeint habe ich gemeint, dass das Eingangssignal eine Frequenz
> von 0Hz - 10kHz annehmen kann.

Du kannst nicht mit 0 Hz integrieren. Dein Integrator läuft irgendwann 
in die Begrenzung. Wo die Begrenzung ist hängt ab von von:
- Der Betriebsspannung
- Max. Ausgangsspannung des OPs.
- Der RC Zeitkonstante.

Ausserdem musst Du berücksichtigen, daß durch Offsets und nicht ideales 
Verhalten der Integrator immer irgendwann gegen die Begrenzung läuft. 
Das bedeutet, daß Du eine Resetschaltung brauchst, die den Kondensator 
entlädt und nie unbegrenzt lange integrieren kannst.
Deine Bauteilwerte hängen jetzt davon ab über welchen Zeitraum du welche 
Signalgrößen integrieren willst. Nur eine obere Grenzfrequenz ist zu 
wenig.

Es ist wie so oft: Beschreibe dein Problem, nicht dein Versuch einer 
Lösung, dann kann man dir wahrscheinlich besser helfen.

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