Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungs-Frequenz-Umsetzer


von Steven T. (kampfwaffel)


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Hiho,

in der Berufsschule ist derzeit "Projektzeit" und unsere Aufgabe besteht 
darin, dass wir mit Operationsverstärkern eine Schaltung entwickeln 
müssen.
Die Vorgaben sind sehr übersichtlich:

- Es muss analog und diskret (abgesehen von den OPVs) aufgebaut sein
- Ein Distanzsensor (GP2D12) spielt die tragende Rolle

Wir haben uns dafür entschieden, ein "Inframin" zu bauen, welches quasi 
bei kleiner werdender Distanz die Frequenz nach oben setzt und ein 
weiterer Sensor, mit dem man die Lautstärke kontrolliert.
So weit, so gut...

Nun sieht es so aus, dass wir vor einem Problem stehen. Und zwar der 
Spannungs-Frequenz-Umsetzung. Der Sensor gibt eine Spannung aus (0V-3.2V 
ermittelt), welche nun die Frequenz beeinflussen soll.
Es gibt dazu einige Schaltungen, aber die meisten sind entweder sehr 
aufwendig oder mit fertigen Bauteilen gelöst.

Wir dachten zuerst daran, einen Transistor als veränderbaren Widerstand 
in der Rückkopplung einzusetzen und so die Ladungsdauer des Kondensators 
zu beeinflussen, nun hatten wir irgendwo einen Vorschlag her, das so wie 
im Schaltbild zu gestalten, das hat wohl auch Anfangs funktioniert (da 
war ich leider krank), nun funktionierte es auch, aber die Veränderung 
war sehr gering und die Amplitude stieg ebenfalls mit Frequenz und 
Eingangsspannung an.

Fällt euch dazu noch etwas ein? Ansich ist das ja nur ein Schwingkreis 
mit einem Integrator und Schmitt-Trigger, darum zweifel ich etwas daran.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Steven T. schrieb:
> Ansich ist das ja nur ein Schwingkreis
> mit einem Integrator und Schmitt-Trigger,

In der Theorie.

Deiner Schaltung fehlt allerdings der Schmitt-Trigger.

Auch ist fraglich, ob du wiklich einen grauselig kleingendes Rechteck 
oder Dreieck als Form der Frequenz haben willst, oder nicht doch einen 
Sinus.

von Steven T. (kampfwaffel)


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Wir hatten uns kurzfristig für ein Rechteck entschieden, da man daraus 
dann ja mit einem Oszilator auch einen Sinus machen könnte. Sonst diente 
das der Einfachheit der Schaltung.
Wenn sich die durch Spannung veränderbare Periodendauer allerdings 
einfacher mit einem Sinus-Oszilator aufbauen ließe, dann bin ich für 
Tipps dahingehend sehr dankbar.

Aber wieso fehlt der Schmitt-Trigger? IC2b stellt ihn doch dar.

von MaWin (Gast)


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Steven T. schrieb:
> IC2b stellt ihn doch dar.

Du musst mit ihm die Eingangspolarität beeinflussen,
nicht Pin2 von IC2a.

Aus einem Rechteck einen Sinus zu machen ist .. nicht trivial.

von Steven T. (kampfwaffel)


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MaWin schrieb:
> Aus einem Rechteck einen Sinus zu machen ist .. nicht trivial.

Habe mich blöd ausgedrückt, ich meinte damit aus dem Dreiecksignal der 
Schaltung, das wäre auch nur eine Idee gewesen um zwischen Rechteck, 
Sinus und Dreieck umschalten zu können, quasi zu demonstrativen Zwecken.

MaWin schrieb:
> Du musst mit ihm die Eingangspolarität beeinflussen,
> nicht Pin2 von IC2a.

Jetzt bin ich etwas verwirrt.

Ansich funktioniert die Schaltung, wie sie im Bild ist, jedoch lässt 
sich die Frequenz nicht brauchbar beeinflussen.

: Bearbeitet durch User
von Oldie (Gast)


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> Ansich funktioniert die Schaltung, wie sie im Bild ist,
> jedoch lässt sich die Frequenz nicht brauchbar beeinflussen.

Wenn man "irgendwie" eine (Steuer)-Gleichspannung an eine
Oszillatorschaltung führt, heißt es noch lange nicht, dass man
damit die Frequenz halbwegs linear beeinflussen kann.

Für Berufsschulalter (ca. 20?) lebt ihr gewaltig hinterm Mond.
- Ich bin 3 mal so alt und habe nach 20 Sekunden das hier im
Internet gefunden:

http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsgesteuerter_Oszillator

Komisch, dass da nur 2 Bauelemente mehr drin sind und ein
R3 bei der Numerierung in ssss.png fehlt...

Später könnte man sich auch mal um die Klangqualität kümmern.

von Steven T. (kampfwaffel)


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Das ist genau die Schaltung, die wir auch hatten. Die hat so nicht 
brauchbar funktioniert, darum meinte unser Lehrer wir sollten mal die 
Rückkopplung ohne Diode und Widerstand testen, was dann auch 
funktionierte.
Das Problem war nur, dass sich das ganze dann eben inklusive Amplitude 
änderte.

Wir haben das ganze nun allerdings anders gelöst.

Und zwar hiermit:

https://de.scribd.com/doc/6603613/U-f-Wandler

Oldie schrieb:
> Wenn man "irgendwie" eine (Steuer)-Gleichspannung an eine
> Oszillatorschaltung führt, heißt es noch lange nicht, dass man
> damit die Frequenz halbwegs linear beeinflussen kann.

Es kam dem schon ziemlich nahe.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Steven T. schrieb:

> Wir haben das ganze nun allerdings anders gelöst.
>
> Und zwar hiermit:
>
> https://de.scribd.com/doc/6603613/U-f-Wandler

Das entspricht vermutlich weitgehend der Standardschaltung aus dem
Tietze/Schenk. Normalerweise nimmt man für sowas ein Fertig-IC, wie
z.B. den 4046, der innen vermutlich genauso aufgebaut ist, wie obige
Standardschaltung.
Gruss
Harald

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