Eigenartige Logarithmiererschaltung

@  Benedikt Lippert (lbenedikt)

>Wie lässt sich die Basis-Kollektor-Diode gleichungstechnisch
>beschreiben?

Nahezu wie jede andere Diode.

Also den exponetiellen/logarithmischen Zusammenhang (je nachdem von 
welcher Seite man aus schaut...) zwischen Ube und Ic beim Transistor 
verwendet man schon zum Logarithmieren. In der Regel muß man aber noch 
einen kräftigen Offset abziehen, was die Verwendung von zwei identischen 
Transistoren voraussetzt, und den Einfluß von Ut mit einem 
temperaturabhängigen Widerstand beseitigen.

Im Anhang ist eine Schaltung (von vielen möglichen) gezeigt: Der CA3086 
enthält zwei nahezu gleiche Transistoren und der Temperaturgang wird 
hier mit einem PT1000-Element elminiert.

Solche Schaltungen arbeiten leidlich gut, für die meisten Audiozwecke 
reicht es. Wenn es aber sehr genau sein, oder das Ganze über viele 
Dekaden gehen soll, wird es schwierig. Mittlereile logarithmiere ich 
gerne digital.

>Mir gehts um genau die Schaltung aus der Prüfungsaufgabe.
>Da Dioden mit diesem N=70 sehr utopisch sind, denke ich das das eine
>"Prüfungsaufgabe" mit akademischem Charakter ist.

Ich kenne nur Logarithmierschaltungen, die mit realen Transistoren 
aufgebaut sind. Bei der Dimensionierung dieser Schaltungen geht man von 
n=1 aus.

Viel Info zu dem Thema (vielleicht auch als Klausurvorbereitung 
geeignet...)
http://www.electronics.dit.ie/staff/ypanarin/Lecture%20Notes/DT021-4/6LogAntiLogAmplifiers.pdf

Der ideality factor N ist zwischen 1 und 2 bei Si-Dioden und 
Transistoren wobei Transistoren sehr nahe bei 1 iegen.
http://www.smsc.com/media/Downloads/Application_Notes/an1214.pdf

Benedikt Lippert schrieb:

> Mir gehts um genau die Schaltung aus der Prüfungsaufgabe.
> Da Dioden mit diesem N=70 sehr utopisch sind, denke ich das das eine
> "Prüfungsaufgabe" mit akademischem Charakter ist.

Das ist sie offensichtlich. Schon U_T ist ja nicht kompensiert, das Ding 
driftet also heftig mit der Temperatur.


XL

Benedikt Lippert schrieb:
> Trotz Recherche in diversen Büchern und im Netz habe ich diese Schaltung
> noch nie so gesehen.

Ich meine, diese Schaltung schon mal gesehen zu haben, und zwar entweder 
in einem Moog- oder dem Elektor Formant Synthesizer.

>so nach Rücksprache mit dem Erfinder dieser Aufgabe kann ich bestätigen
>das es sich hier um eine "akadmische Dimensionierung" handelt...

Der Nachteil der von dir gezeigten Schaltung ist, daß du eine 
zusätzliche Hilfsspannung brauchst, um Kollektor und Emitter geeignet 
vorzuspannen.

Aber ob du den Transistor nun am "+" Eingang des OPamp festmachst oder, 
wie sonst üblich, am "-" (siehe meine Schaltung), ist eigentlich egal. 
Je nach Schaltung kann das eine oder das andere sinnvoll sein.

>es is praktisch nur schwer möglich einen Einzeltransistor zu schaffen
>der dieses Verhalten zeigt.
>Wenn man das mal Simuliert ann man die Basis auf 4V ziehen , das im
>Kollektor ca. 12mA fließen....

In Logarithmierschaltungen muß der Arbeitspunkt immer sehr sorgfältig 
eingestellt werden. Kollektorstromänderungen von 3 Dekaden und knapp 
darüber sind in der Regel aber noch gut machbar. Allerdings schwankt die 
Ube dabei nur um rund 59mV/Dekade (bei Raumtemperatur). Dabei sitzt die 
Ube auch noch auf einem Offset, der rund 10 mal so groß, wie Änderung 
pro Dekade und der ist auch noch temperaturabhängig. Deswegen kann man 
genaue Logarithmierverstärker nur mit besonders hochwertigen 
Doppeltransistoren aufbauen, wie den LM394 und ähnliche. Für einfache 
Audioanwendungen reicht aber schon ein CA3086.