Unbekannte Stromspiegel-Schaltung

das pdf

Ich habs mal in LTspice simuliert. Leider kann ich schlicht keinen 
großen Unterschied zu einem passenden RC-Glied erkennen. Hm.

Der Unterschied zum RC-Glied ist nicht sehr groß; der Vorteil ist 
vermutlich, dass man so eine Schaltung etwas genauer bzw. einfacher 
berechnen kann, da der Kondensator mit einem konstanten Strom ge- und 
entladen wird.

Johannes E. schrieb:
> da der Kondensator mit einem konstanten Strom ge- und entladen wird.
Wobei die parasitären Kondensatoren der Transistoren schon in der 
selben Liga wie der 3,3pF-Kondensator mitspielen. Das Gebilde verhält 
sich also einiges komplexer, als es hier gezeichnet ist...

Abdul K. schrieb:
> Das Schaltungsdetail stammt aus dem pdf.
Das kannst du sowieso nicht nachbauen. Woher nimmst du den nötigen 
Eingangswiderstand von 1G? Und die Schlüsselbauteile U2 und U3 sind 
augenscheinlich frei wählbar.... :-o

In diesem Verzeichnis findest du noch mehr solcher Simulations-Dateien: 
http://www.analog-innovations.com/SED.html

Lothar Miller schrieb:
> Johannes E. schrieb:
>> da der Kondensator mit einem konstanten Strom ge- und entladen wird.
> Wobei die parasitären Kondensatoren der Transistoren schon in der
> selben Liga wie der 3,3pF-Kondensator mitspielen. Das Gebilde verhält
> sich also einiges komplexer, als es hier gezeichnet ist...
>

Ja, das fiel mir auch auf.

Die Spannung am Kondi ist auch nicht linear, wie man vermuten könnte.
Habe die LTspice Sim angehangen. Wenn ihr das plt-file nach der Sim 
reloaden tut, dann könnt ihr es in der untersten Kurve gut sehen. Die 
Peaks sind wohl parasitäre Kapazitäten der Transen.

Die Zeitkonstante für das vergleichende RC-Filter am unteren Rand des 
Schaltplans habe ich einfach passend 'gefittet'.

Also nur unter ganz bestimmten Bedingungen der Eingangskurvenform könnte 
man sowas wie Dreieck rauskriegen.


> Abdul K. schrieb:
>> Das Schaltungsdetail stammt aus dem pdf.
> Das kannst du sowieso nicht nachbauen. Woher nimmst du den nötigen
> Eingangswiderstand von 1G? Und die Schlüsselbauteile U2 und U3 sind
> augenscheinlich frei wählbar.... :-o
>

Mich interessiert nur das Prinzip, denn der Verfasser ist ein Meister.
Die 1G sind wohl nur da, um PSPICE glücklich zu machen.


> In diesem Verzeichnis findest du noch mehr solcher Simulations-Dateien:
> http://www.analog-innovations.com/SED.html

Da ist sie her, allerdings war der Verfasser nicht sonderlich zugänglich 
seine Schaltung ausführlich zu erklären.

Ich bin mit meinem Latein erstmal am Ende!!! Riesenaufwand für eine 
simple Funktion??

Abdul K. schrieb:
> Riesenaufwand für eine simple Funktion??
Ja, ein RC-Glied und ein Schmittrigger täten das selbe... ;-)

Ich könnte mir bestenfalls vorstellen, dass diese Schaltung in einem 
ASIC von Analog Innovations viel sinnvoller aufgehoben und realisierbar 
ist, als mit diskreten Bausteinen.

> In etlichen Anwendungen liefern Simulationen auch völlig falsche Resultate...

Das Argument kommt oft! Zeige mir welche! Ich behaupte, daß der Großteil 
aller denklicher Schaltungen mit SPICE abgedeckt werden kann. Jedenfalls 
wenn man nicht über ca. 100GHz hinausgeht und keine Strahlungseffekte 
berücksichtigt. Wobei SPICE letztlich nur ein Mathesolver ist und man 
z.B. auch Probleme aus der Mechanik modellieren kann.

SPICE liefert natürlich keinerlei Erklärung, sondern zeigt nur das 
Ergebnis. Allerdings kann man aus rinem unerwarteten Ergebnis durchaus 
Erkenntnis gewinnen.

Bei mir hat es den Lötkolben ganz arg verdrängt.

> Das ist eine gesteuerte Source-Sink-Strom-Quelle.

Soweit waren wir schon. Nur wo ist ihr spezieller Vorteil?

Ich dachte auf dem zweiten Blick, es ist ein Ersatz für die Realisierung 
von Kapazitäten und Resistanten, die auf einem Chip nicht leicht zu 
realisieren sind. Die 3,3pF deuten als reiner Zahlenwert ja drauf hin. 
Wohlmöglich lassen sich auch hochohmige Widerstände nur schlecht 
herstellen??
Die Schaltung also eine Art Multiplikator.

Abdul K. schrieb:
> Das Argument kommt oft! Zeige mir welche! Ich behaupte, daß der Großteil
> aller denklicher Schaltungen mit SPICE abgedeckt werden kann. Jedenfalls
> wenn man nicht über ca. 100GHz hinausgeht und keine Strahlungseffekte
> berücksichtigt. Wobei SPICE letztlich nur ein Mathesolver ist und man
> z.B. auch Probleme aus der Mechanik modellieren kann.

Funkentstörung? Layout? Übersprechen? EMV? Und das nicht erst ab 100 
Ghz.
Klar für den Überblick toll, aber ob das ganze auch in "Reallife" geht, 
weis man erst nach Aufbau. :D

"My favourite programming language is... solder"
-Bob Pease

Totzeiti schrieb:
> Ein RC-Glied kann das nicht. Es wird immer das Eingangssignal
> integrieren und letztlich mitteln.

Das ist doch beim Stromspiegel genauso. Mit dem Schmitt-Trigger am 
Ausgang wird aus dem gemittelten Signal wieder ein Digitalsignal, das 
bei kurzen Störungen auch bei 5V "klebt".

Johannes E. schrieb:
>> Ein RC-Glied kann das nicht. Es wird immer das Eingangssignal
>> integrieren und letztlich mitteln.
Klar, du hast ja die Zeitkonstanten von RC-Glied und KSQ komplett 
unterschiedlich gewählt. Kein Wunder, dass da unterschiedliche Werte 
rauskommen. Denn ob der Kondensator mit Konstantstrom oder aber über 
einen simplen Widerstand umgeladen wird, das ändert das Ergebnis 
bestenfalls in Nuancen...

> Im Anhang erkennt man, daß die Totzeit des Stromspiegels die Schaltung
> unempfindlich gegen kurz dauernde Störungen macht.
Einen Schmutzeffekt eines Transistors als hilfreich zu sehen, das stimmt 
mich nachdenklich...

dani swss schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Das Argument kommt oft! Zeige mir welche! Ich behaupte, daß der Großteil
>> aller denklicher Schaltungen mit SPICE abgedeckt werden kann. Jedenfalls
>> wenn man nicht über ca. 100GHz hinausgeht und keine Strahlungseffekte
>> berücksichtigt. Wobei SPICE letztlich nur ein Mathesolver ist und man
>> z.B. auch Probleme aus der Mechanik modellieren kann.
>
> Funkentstörung? Layout? Übersprechen? EMV? Und das nicht erst ab 100
> Ghz.
> Klar für den Überblick toll, aber ob das ganze auch in "Reallife" geht,
> weis man erst nach Aufbau. :D

Vielleicht willst du provozieren, aber da steht ja "Beginner", daher:
Funkentstörung: Kopplung, Strahlung
Layout: Parasitäre Elemente nach Bedarf hinzufügen
EMV: ist eigentlich doch Funkenstörung

Ab 100GHz ist ein Widerstand z.B. langsam keine Rauschquelle, wie sie 
von SPICE modelliert wird. Man müßte das Modell erweitern (was auch 
geht!).


>
> "My favourite programming language is... solder"
> -Bob Pease

Der Mann mit dem Vogelkäfig. Da muß ich mich nicht äußern. Übrigens auch 
der, der in einem Dinosaurier starb.

Totzeiti schrieb:
> Ich habe die Schaltung jetzt auch mal mit Tina simulaiert. Die Totzeiten
> kommen doch recht gut rüber.

Welche Totzeit? Meinst du den kleinen Versatz, der vermutlich genau 0,7V 
beträgt?
Ich kann diese PSPICE oder TINA oder was das ist, schlecht entziffern.


>
>>Das Argument kommt oft! Zeige mir welche!
>
> Also, beispielsweise habe ich mal versucht zu simulieren, wie ein OPamp
> bei Übersteuerung der Eingänge funktioniert. Das ist vollkommen
> schiefgegangen. Einfach, weil dieses Verhalten nicht im Modell steckt.
> Oder wenn man die Versorgungsströme von OPamps versucht zu simulieren,
> treten Schwierigkeiten auf. So wollte ich mal eine Endstufe simulieren,
> die auf dem Prinzip der Stromentlastung funktioniert. Auch das ist voll
> schief gegangen.

Für solche Sachen muß man den OpAmp auf Transistorebene modellieren. Es 
ist immer gleich: Solange die Modelle erweitern, bis man alle wichtigen 
Effekte berücksichtigt hat.
Man muß eben genau wissen, was man tut!


>
>>Bei mir hat es den Lötkolben ganz arg verdrängt.
>
> Ich kann auch nicht mehr ohne, weil es mir oft auch einfach nur hilft
> eine Schaltung schnell zu verstehen. Viele Zusammenhänge werden klarer,
> wenn man simuliert. Und doch habe ich gelernt, daß da ein große Lücke
> zwischen Theorie und Praxis klaffen kann...

Klicken geht schlicht schneller und die Bauelemente habe ich dann 
sozusagen auch immer gleich da.

Es ist einfach so, dass eine Simulation 100% stimmt. Garantiert. Wenn 
die beteiligten Modelle und Umwelteinflüsse alle korrekt modelliert 
sind....

Eine Ausnahme gibts allerdings: Symmetrische Schaltungen, die nicht 
starten wollen. Es gibt kein Rauschen, es gibt keine minimalen 
Unterschiede in den Bauelementen, man muß das Ding anpingen...

Vielleicht geht sogar supersymmetrisch. Wie das wohl aussieht?


Nein Lothar: Es gibt einen zusätzlichen Effekt: Numerisches Rauschen

Abdul K. schrieb:
> Es gibt einen zusätzlichen Effekt: Numerisches Rauschen
Richtig, der Dynamikbereich einer analogen Schaltung ist ungleich größer 
als der eines float-Wertes...

MCUA schrieb:
> Aus diesem Grund kann man (leider) auch keine
> EMV-Messung durch Simulation ersetzen.
In der Praxis geht das andersrum: man misst was, dann bastelt man 
solange am Modell rum, bis das rauskommt, was man gemessen hat.
Dann ändert man was am Modell (z.B. Ausfräsung im Gehäuse) und misst 
hinterher wieder, ob in der Realität das selbe rauskommt, wenn man diese 
Ausfräsung ins Gehäuse reinmacht. Und diese Iteration macht man dann ein 
paarmal durch, bis alles hübsch zueinander passt.

Währenddessen lernt man einiges dazu und macht hinterher die trivialsten 
Fehler nicht mehr. Und das ist der Gewinn an der ganzen Sache... ;-)

Schön, das ihr den Thread gekapert habt.

Abdul K. schrieb:
> Hallo -
>
> Ich habe eine Schaltung entdeckt, deren Funktion ich nicht so recht
> verstehe. Wozu sind die Stromquellen da eingebaut?
>
> Hat einer ne Idee?
>
> Das Schaltungsdetail stammt aus dem pdf. Mich interessiert aber nur die
> komplementäre Stromspiegel Geschichte.

Die Verstärkung solcher Schaltungen ist sehr groß. Das ist alles.
In der IC-Technologie lassen sich Stromspiegel, auf Grund der 
unmittelbaren Nähe der Bauteile am CHip, gut mit wenig diff. Toleranzen 
herstellen.
Mit diskreten Bauteilen erleidet man Schiffbruch.

Hallo Rudi -

Welche Verstärkung meinst du denn?
Stromspiegel gibt es als fertige Bauelemente, z.B. BCV61. Siehst du bei 
denen auch das Problem des Gleichlaufs?

Ich hatte mal bei SA602 den Ausgangsoffset von ca. 10 Stück 
verschiedener Zeiträume gemessen. Das schwankt ganz furchtbar und viel 
mehr als ich mir das vorher dachte bei einem Chip, bei dem alles 
integriert ist.

Daher bin ich sowieso mißtrauisch. Verstehe nun, warum manchmal Transen 
in kunstvollen geometrischen Anordnungen auf Chips gebrannt werden.