Hallo miteinander, zuerst eine kleine Zusammenfassung. Es geht um die Zwischenprüfung der EGS 2016. Der angehängte Schaltplan Zeigt einen Teil eines Diodentesters, nämlich den Teil der die Durchbruchspannung misst. ADC1 & ADC2 werden am µC angeschlossen und über den Widerstand R4 lassen sich verschiedene Prüfströme wählen. Meine Frage ist nun wie wird mit dieser Beschaltung die Durchbruchspannung gemessen ? Den ganzen Schaltplan kann man hier runterladen: https://www.stuttgart.ihk24.de/blob/sihk24/aus_und_weiterbildung/pal/Elektroberufe/Materialbereitstellung_Ausbildungsbetrieb/Fruehjahr_2016/3001754/e532c86ce53f9f96f20b136709124384/F16_3190_B1-data.pdf Das Arduinoprogramm gibt es hier: https://www.stuttgart.ihk24.de/blob/sihk24/aus_und_weiterbildung/pal/Elektroberufe/Materialbereitstellung_Ausbildungsbetrieb/Fruehjahr_2016/3001764/168a7f6c01a5e7b0d05b5214a92225fe/EGS_3190_SOFTWARE_3190F16-ino-data.zip Bitte Helft mir :) Danke schon mal Steffen
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Steffen C. schrieb: > wie wird mit dieser Beschaltung die > Durchbruchspannung gemessen ? Diese Elektrikerschaltpläne mit dem Klemmenwust sind furchtbar. Sehr elegant ist die Schaltung auch nicht, aber darum geht es hier nicht. Den interessanten Teil habe ich rausgekramt und in Blöcke mit Ein- und Ausgang zerlegt. Wenn Dir die Funktion von A,B,D,E klar sind, können wir weitermachen.
Hallo, da der Threadstarter scheinbar untergetaucht ist, Tom sich aber so viel Mühe gegeben hat und mich diese ganze Thematik auch betrifft nehme ich mir mal das Recht raus zu antworten. So weit ich es hinbekomme ^^. Zu A) Von hier kommt ein Logikpegel vom µC der den T1 durchschaltet(vom µC auf A Seite ein HIGH Signal) oder sperrt (vom µC auf A Seite ein LOW Signal). Zu B) Ist die "Stromversorgung" über die Spannungsversorgung des Emitters des PNP Transistors. Mit den Widerständen(bzw. dem Poti) "kallibriert" man seinen Prüfstrom so dass man seine 20, 5 oder auch 2mA hat. (je nach Zweig, das wäre der 2mA Zweig) zu C) Hier gibt es relativ viel Verwirrung (wegen R19) und "uneindeutige" Ergebnisse was genau der K2 macht. Meine Vermutung zum jetzigen Zeitpunkt ist, das K2 als Logarithmierer arbeitet. Denn wenn ich an X8 und 9 eine LED oder Siliziumdiode anschließe in der gewollten Richtung dann befindet sie sich genau im Gegenkopplungszweig. R19 sehe ich (bin für Verbesserungen offen) einfach nur als Schutzdiode. Sollte jemand fälschlicherweise eine Spannung an die Buchsen X8 und X9 anschließen dann Springt die R19 für den Fall ein das man an X9 das positivere Potential anschließt. In dem Fall wird dann das X9 potential auf die Durchlassspannung der Diode begrenzt? Meine Idee dazu. zu D) Ganz normal eine invertierende Verstärkerschaltung mit variablen Vertärkungs- bzw. Abschwächungsfakor von 0,69 - 0,22. E) Hier wird die Spannung nach dem invertierenden Verstärker in einem Wertebereich fixiert. Sollte die Spannung auf 5V + Durchlassspannung der Bat42 steigen fließt dort "der Strom ab" und die Spannung wird dort auf den Wert Begrenzt. Für negative Werte funktioniert das Ganze nur mit der Durchlassspannung der unteren BAT42. Bei negativer Spannung wird Diese Leitend und das Potential am Ausgang wird bei dem Wert "festgehalten". Grüße
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Teil C habe ich mal ohne die ominöse Diode R19, dafür mit dem externen
Messobjekt nachgemalt und ein paar Spannungen und Ströme getauft.
Wenn man jetzt die beiden heiligen Opamp-Gesetze
1) In die Eingänge fließt kein Strom.
2) Der Ausgang tut, was immer nötig ist, damit die
Spannung zwischen den Eingängen Null ist.
berücksichtigt, ergibt sich die Funktion.
Interessante Frage: Warum kann man behaupten, dass durch die Widerstände
immer 2mA fließen? Auch bei verschiedenen Dioden? Wo ist da die
Stromquelle? Warum geht das trotzdem?
Wenn die Spannung zwischen den Eingängen 0V beträgt und der eine Eingang an Masse angeschlossen ist so liegt am anderen Eingang auch quasi Masse und da du die Spannung mit 5V gegeben hast fällt diese über den Widerstand ab. Nun kannst du über I=U/R den Strom ausrechnen.
Kann mir das nicht genau erklären warum der Strom immer gleich bleibt. Kann ja eigentlich nur wegen der Diode sein. Der Strom durch den Widerstand ist ja gleich des durchlassstromes der Diode. Der widerstandswert der Diode ändert sich ja im Endeffekt nicht (entweder ist die durchlassspannung da =niederohmig oder eben nicht = hochohmig)und sie versucht so viel Strom durchzulesen wie möglich ist. Dieser ist also nur durch den ohm'schen Widerstand begrenzt . Die Stromquelle in der Schaltung müsste der transistor sein. Rein auf den ersten Blick müßte die Eingangsspannung = U_R sein und die Ausgangsspannung wenn ich die differenzspannung der Eingänge und die Ausgangsspannung als U_a annehme komme ich aber auf U_d + U_a - U_a = 0 . Womit ich dann auf U_d =0 komme. Wenn ich den U_a U_ausgang als was anderes annehmen würde würde ich auf U_ausgang = U_d kommen. Bin mir da unsicher. Grüße
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Hallo, habe mich noch mal hingesetzt und das ganze per Kirchhoff hergeleitet. (Jedenfalls wie ich mir das Denke) Dann komme ich zu dem Entschluss das diese Operationsverstärkerschaltung die Dioden (Durchlass-/Durchbruchspannung) invertiert "ausgibt". Aber als was zählt das dann ? Invertierender Verstärker mit V = 1 (Also sowas wie ein Spannungsfolger / Impendanzwandler [nur halt negativ]) Oder eigentlich schon als "logarithmierer" weil ich mir ja die Eigenschaften der Diode zu nutzen mache ? Grüße
Josus schrieb: > die Dioden (Durchlass-/Durchbruchspannung) invertiert "ausgibt". Passt :) Und wie hoch sind die Ströme, die da so in der Schaltung fließen? Wovon hängen sie ab und vor allem: wovon hängen sie nicht ab?
Hmm, heute hatte ich meinen Lehrlingen das erklärt (1. Lehrjahr). Mit Kirchhoff und dem ohmschen Gesetz kommt man hier kommplett durch. In dieser Schaltung ist der OP (wie erkannt) als invertierender Verstärker geschaltet. - Im Verstärkerbetrieb (nicht Schalter / Komparator) beträgt die Spannung zwischen den Eingängen des OPs 0 Volt. - Dadurch dass am + Eingang des OP Masse anliegt und zwischen den Eingängen keine Spannungsdifferenz besteht liegt am - Eingang des OP ebenfalls 0 V an. Dieses nennt man virtuelle Masse. - Der Eingangswiderstand des OP ist extrem hoch (okay, bei einem LM741 nicht so extrem im MegaOhm Bereich wie bei modernen, aber sehr hoch). - IN DIESEN Eingang fließt KEIN Strom hinein. - liegt also an einer invertierenden Schaltung (egal welcher Art, es könnte hier auch ein Integrierer sein) am Eingang der Schaltung (nicht am OP direkt) eine Spannung gegen Masse an, so fällt genau diese Spannung am ersten Widerstand der Schaltung ab (der am - Eingang am OP hängt). - dadurch dass an diesem Widerstand diese Spannung anliegt muß zwangsläufig ein Strom durch diesen fließen. - ändert sich die Eingangsspannung nicht, ist also konstant, so ist auch der Strom durch diesen Widerstand konstant. Wo fließt dieser Strom ab, wenn er nicht in den - Eingang des OPs kann? Richtig, er muß durch den Gegenkopplungszweig (egal ob Widerstand, Diode, oder Kondensator) fließen. ---------------------------------------------------------------------- Merke: ist bei einem invertierenden Verstärker die Eingangsspannung am Eingang konstant, so ist der Strom im Gegenkopplungszweig ebenfalls konstant !!! ----------------------------------------------------------------------- Dieses macht er auch und fließt im AUSGANG des OP ab. ------------------------------------------------------------------------ Wenn ich nun am ersten Widerstand durch die Spannungs- und Widerstandkombination einen konstanten Strom erzeuge, wird, wenn eine Leuchtdiode in Durchlass oder eine Zenerdiode in Sperrrichtung, sich die Spannung am Bauteil gemäß seiner Kennlinie einstellen. Die Spannung im Gegenkopplungszweig ist, weil der Gegenkopplungszweig gegen virtuelle Masse verschaltet ist, im Betrag genau so groß wie die Ausgangsspannung. Am Ausgangsspannung des Verstärkers entspricht also der Spannung des Bauteils im Gegenkopplungszweig * (-1) . Gute Nacht
Josus schrieb: > Aber als was zählt das dann ? Invertierender Verstärker mit V = 1 (Also > sowas wie ein Spannungsfolger / Impendanzwandler [nur halt negativ]) > Oder eigentlich schon als "logarithmierer" weil ich mir ja die > Eigenschaften der Diode zu nutzen mache ? > > Grüße ... in diesem Falle am ehesten als Kontantstromquelle (weil der Gegenkopplungszweig auf die Buchsen geführt ist und alles was du zwischen den Buchsen zwischenschaltest mit diesem Strom versorgt wird). Schaltest du bspw. einen 1KOhm Widerstand dazwischen und du hattest zuvor 2 mA (ueber die Spannungen) eingestellt, wirst du logischerweise 2V messen. Immer schön daran denken, dass dieses eine Schaltung für Lehrlinge sind, die erst seit 1 1/2 Jahren lernen. In aller Regel wissen die nicht, was ein "Logarithmierer" ist.
KeinLehrling schrieb: > > ... in diesem Falle am ehesten als Kontantstromquelle (weil der > Gegenkopplungszweig auf die Buchsen geführt ist und alles was du > zwischen den Buchsen zwischenschaltest mit diesem Strom versorgt wird). > > Schaltest du bspw. einen 1KOhm Widerstand dazwischen und du hattest > zuvor 2 mA (ueber die Spannungen) eingestellt, wirst du logischerweise > 2V messen. > Das sehe ich nicht ? Per Definition sollte eine Konstantstromquelle doch immer den gleichen Strom liefern (unabhängig der angehängten Last ) Das funktioniert hier aber nur mit Dioden weil diese den Strom quasi ungehindert durchlassen. Und der Strom der Schaltung quasi nur durch R begrenzt wird. Hänge ich jetzt aber zwischen die Buchsen wie von dir als Beispiel angeführt einem ohmschen Widerstand "bricht" der zuvor eingestellte Strom (Bsp. 2mA) entsprechend des gewählten Widerstandes zusammen weil dieser Strom nun noch einen Widerstand hat der ihn begrenzt (der nun eingesetzte r2) Oder sehe ich das so falsch ? Grüße
josus schrieb: > Das funktioniert hier aber nur mit Dioden weil diese den Strom quasi > ungehindert durchlassen. Eben deshalb habe ich vorgeschlagen, das folgende selbst herauszufinden: > Und wie hoch sind die Ströme, die da so in der Schaltung fließen? > Wovon hängen sie ab und vor allem: wovon hängen sie nicht ab? Das Ohmsche Gesetz und das 1. erwähnte Opamp-Gesetz reichen dazu aus. Erstmal nicht über die reale Welt nachdenken und ganz stumpf rechnen. Die Spannungen hast Du ja schon. KeinLehrling schrieb: > [...] Genau dahin wollte ich Steffen CAD, josus und stille Mitleser auch schubsen, aber häppchenweise und mit selbst denken.
Tom schrieb: > Eben deshalb habe ich vorgeschlagen, das folgende selbst herauszufinden: > Und wie hoch sind die Ströme, die da so in der Schaltung fließen? > Wovon hängen sie ab und vor allem: wovon hängen sie nicht ab? > > Das Ohmsche Gesetz und das 1. erwähnte Opamp-Gesetz reichen dazu aus. > Erstmal nicht über die reale Welt nachdenken und ganz stumpf rechnen. > Die Spannungen hast Du ja schon. > Es gibt in der Schaltung so nur einen Strom (idealer op) und zwar der Strom der sowohl durch den r fließt als auch durch die diode. In dem Fall ist der fließende Strom einzig und allein vom Widerstand (und der Eingangsspannung ) abhängig oder nicht? Grüße
josus schrieb: > In dem > Fall ist der fließende Strom einzig und allein vom Widerstand (und der > Eingangsspannung ) abhängig oder nicht? Genau das !!! Letztlich schalten die 3 PNP Transistoren die Spannungen auf die Reihenschaltungen aus Trimmer und Widerstand auf. Somit ist die (fast) konstante Betriebsspannung und der mit dem Trimmer eingestellte Widerstandswert ausschlaggebend für den konstanten Strom im Gegenkopplungszweig. Selbst wenn du dort eine Drahtbrücke einbaust, wird dort der Strom genau so hoch sein wie der Strom durch die Diode. Ich könnte mir vorstellen dass in der Abgleichanleitung etwas in der Art stehen könnte: - schließen sie ein Amperemeter an X8 / X9 an - wählen sie mit dem Schalter die Betriebsart "2 mA" - kalibrieren sie den Strom mittels Trimmer R4 auf 2 mA - wählen sie mit dem Schalter die Betriebsart "5mA" - kalibrieren sie bla bla bla -------------------------------------------------------------- josus schrieb: > weil diese den Strom quasi > ungehindert durchlassen Das ist ein Satz den ein Prüfungsausschuß "quasi gesehen" geradezu "liebt". Sie sind herrlich fachlich korrekt formuliert ... :-) Allerdings kann ich mir nicht vorstellen, dass innerhalb des "Interviews" das mit jedem Prüfling geführt wird, nach der Funktionsweise der Konstantstromquelle gefragt wird. Ein schönes Wochenende
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