Hallo Forum,
ich habe von einer Platine eine Schaltung abgepinnt, verstehe aber eine
Transistorverschaltung nicht.
Der Schaltungsteil gehört zu einer Filterschaltung, die es ermöglicht,
mit dem Mikrokontroller die Zeit zwischen zwei Pulsen zu messen.
Die Plulse bestehet aus einer positiven sinusförmigen Amplitude mit
abnehmenden Nachschwingern. Die Amplitudenhöhe der ersten Halbwelle kann
zwischen 20Volt und 100Volt betragen.
Am Mikrokontroller kommen nach der Filterung Rechtecksignale an, die
ausgewertet werden können.
Im Anhang findet ihr den Teil, der mir Probleme bereitet.
Was ich meine zu verstehen ist:
R1: Strombegrenzung
D1/2: kappen die Halbwellen, sodass ein fast rechteckförmiges Signal mit
einer Amplitude von ca 0,7Volt überig bleibt
C1/R2: Hochpass
Aber was machen die Transistoren?? Ist das auch eine weitere
Schutzbeschaltung um hohe Spannungen zu unterbinden?
Ich konnte in der Literatur keine vergleichbare Beschaltung finden. Ich
sehe zwar in der Simulation, was da passiert, aber finde keinen Grund
warum man das macht.
Gruß
Radler
Sultan schrieb:> Du hast die Schaltung in LTSpice. Was sagt die Simulation?
Siehe Anhang. Wegen den unterschiedlichen Amplituden habe ich die Plots
untereinander gehängt und nicht übereinander.
Arduinoquäler schrieb:> Wie würdest du denn mit einem Mikrokontroller eine> Spannung mit max 0.7V Hub detektieren wollen?
Das bekommt man auch noch ohne Aufbereitung hin. Entweder mit ADC oder
Komparator.
Die Transistoren verstärken ja nichts. Sie bringen die Spannung nur
komplett in den positiven Bereich.
Radler schrieb:> Das bekommt man auch noch ohne Aufbereitung hin. Entweder mit ADC oder> Komparator.
Hat aber keinen Sinn. Wenn man schon den Aufwand mit zwei Transistoren
treibt, dann kann man den Pegel doch gleich so legen, dass ihn jeder
normale Digitaleingang verarbeiten kann.
Ich tippe auf einen Fehler beim Abzeichnen, die Schaltung sieht so
nicht vernünftig aus.
Hast du denn an der realen Schaltung mal Pegel gemessen?
Nun vor 20 Jahren hätte das jeder Elektronik Lehrling im 2. Jahr
gewusst. Damals kannte man noch die Grundschaltungen. Verstehe nicht
warum das trotz Simulation und Google heute keiner weiß.
Das ist ein diskreter Schmitt Trigger. Kann man am gemeinsamen
Emitterwiderstand erkennen der macht die Mitkopplung. Heute würde man
das vermutlich als 1bit AD Wandler bezeichnen.;-)
Thomas
Jörg W. schrieb:> Hast du denn an der realen Schaltung mal Pegel gemessen?
Noch nicht, da die Platine einen Defekt hat. Aus diesem Grund mach ich
mir den Aufwand. Ersatz werde ich wohl erst nächste Woche bekommen.
Axel S. schrieb:> Aber mit Fehler. Die Basis von Q4 liegt sicher nicht an GND.
Habe es mehrfach durchgeklingelt. Ich kann mir da auch kein Reim drauf
machen. Werde aber die realen Signale noch mal durchgehen, wenn das
defekte Bauteil getauscht ist
@ Thomas
wenn ich mir die Schmitttrigger-schaltung mit PNP Transistoren so
anschaue, könnte das wirklich eine vereinfachte Version davon sein.
Das ist doch schonmal ein Anhaltspunkt
Radler schrieb:> Aber was machen die Transistoren?? Ist das auch eine weitere> Schutzbeschaltung um hohe Spannungen zu unterbinden?>> Ich konnte in der Literatur keine vergleichbare Beschaltung finden. Ich> sehe zwar in der Simulation, was da passiert, aber finde keinen Grund> warum man das macht.
Ich sehe da einen Differenzverstärker. R8 ist sein Long-Tail.
Der inv-Eingang liegt auf GND, noninv bekommt das Eingangssignal
und die Dioden begrenzen die Eingangsspannung.
--> Begrenzerverstärker.
Lade doch mal bitte die asc hoch.
Die Schaltng kann so funktionieren, denke ich.
Wenn Q3 leitend wird verringert er Q4 den BAsisstrom, wodurch Q4 weniger
leitet.
Daraus resultiert, dass das Ausgangssignal kleiner wird.
Und halt umgekehrt...
Eine Art NF-Verstärker vielleicht. Durch die kapazitive
Gleichstromentkopplunjg am Anfang, komme ich darauf.
Gruß
Migelchen
Migelchen schrieb:> Die Schaltng kann so funktionieren, denke ich.
Klar, sie lässt sich ja auch simulieren.
Nur zeigt bereits das Simulationsergebnis, dass die paar Millivolt
Spannungshub am Ausgang so eigentlich keinen rechten Sinn haben,
wenn als Abnehmer des Signals ein Microcontroller fungiert.
Das sieht aus wie eine Kompressorschaltung, d.h. die Ausgangsspannung
wird immer auf gleicher Amplitude geregelt. Damit hat die nachfolgende
Schaltung immer die gleich hohe Eingangsspannung.
MfG Paul
OXI T. schrieb:> Lade doch mal bitte die asc hoch.
Tja, so eine .asc wäre eine feine Sache.
Vielleicht soll R8 ja auch 560 Ohm betragen statt der ominösen 5k62.
Dann hätte man eine differenzverstärkend schmitt-triggernde
Kompressorschaltung, die auch genug Spannung für einen Microcontroller
raustut.
Lachender Eskimo schrieb:> Vielleicht soll R8 ja auch 560 Ohm betragen statt der ominösen 5k62.
Stimmt, es sind 5,6k. Hatte mich nur vertippt, weil auf dem
SMD-Widerstand 562 aufgedruckt ist. Aber ich denke die 20 Ohm werden
nicht grundlegend den Ausgang beeinflussen :)
Hier die asc.
Nach dem Out kommen natürlich noch diverse OPAmps, die das Signal
aufbereiten, aber das ist alles plausibel und kein Hexenwerk.
Mir ging es nur darum, was es mit der Transistorschaltung auf sich hat
und ob das irgend eine Standardverschaltung ist, die ich nur nicht
verstehe.
Radler schrieb:> Nach dem Out kommen natürlich noch diverse OPAmps, die das Signal> aufbereiten, aber das ist alles plausibel und kein Hexenwerk.
Ist aber für die Einschätzung der Schaltung schon von Interesse, ob
sie nun direkt an einen Controller geht oder wie sie aufbereitet
wird.
Dann kann man sich eher einen Reim drauf machen, wofür das gut sein
kann.
Radler schrieb:> Stimmt, es sind 5,6k.
dann musst du es in LTSpice als 5.6k eingeben (oder als 5k6, aber nicht
als 5,6k)
Radler schrieb:> weil auf dem> SMD-Widerstand 562 aufgedruckt ist. Aber ich denke die 20 Ohm
Nix mit 20 Ohm: 562 bedeutet: 56*10^2 = 5,6kOhm
Jörg W. schrieb:> Er meinte die Differenz zwischen 5,6 k und 5,62 k.
weiß ich schon. Ich hatte nur den Eindruck, dass er den Aufdruck des
Widerstands falsch interpretiert hat und wollte beschreiben, wie die 562
interpretiert werden wollen.
Achim S. schrieb:> weiß ich schon. Ich hatte nur den Eindruck, dass er den Aufdruck des> Widerstands falsch interpretiert hat und wollte beschreiben, wie die 562> interpretiert werden wollen.
Was ja bereits geklärt wurde.
OXI T. schrieb:> Ich sehe da einen Differenzverstärker. R8 ist sein Long-Tail.> Der inv-Eingang liegt auf GND, noninv bekommt das Eingangssignal> und die Dioden begrenzen die Eingangsspannung.> --> Begrenzerverstärker.
Das sehe ich auch so.
Ich habe im entsprechenden Teil der Schaltung die Bauteile mal so
hingeschoben, dass man das besser sehen kann. Die Emitterwiderstände R5
und R6 sollen wohl dazu dienen, Abweichungen der Parameter der
diskreten, und damit u.U. nicht gut zusammenpassenden Transistoren Q3
und Q4 auszugleichen, um so die Symmetrie der Schaltung zu verbessern.
Da die Schaltung aber nur eine geringe Verstärkung (ca. 6) hat, könnte
man auf diese Widerstände wahrscheinlich auch verzichten.
Was mich allerdings etwas wundert:
- Warum hat man dem Differenzverstärker nicht mehr Verstärkung und einen
größeren Aussteuerbereich gegeben? Das hätte evtl. den nachfolgenden
Schaltungsteil vereinfacht.
- Warum hat man statt des diskreten Differenzverstärkers nicht einen
integrierten Opamp eingesetzt? An anderen Stellen in der Schaltung
gibt es ja auch schon welche:
Radler schrieb:
> Nach dem Out kommen natürlich noch diverse OPAmps
Wenn die Basis von Q4 auf gnd liegt ist der Ausgangt tot. Oder genauer
ca bei 0,6V Emitter Basis Spannung. Wenn beide Transistoren korrekt pnp
sind, dann fehlt ein Widerstand zwischen gnd und Basis Q4/Kollektor Q3.
Viel spass beim Simulieren.
Ich habe die letzte Simulation mal runter geladen und vor und nach den
Transistoren gemessen.
Wenn ich die Beschreibung lese, dann macht die Schaltung das doch ganz
gut, was sie soll.
Und wie ich weiter lese, ist sie ja nur ein Teil einer gesamten
Schaltung. Vielleicht wird das Signal ja noch mal verstärkt?
Das überlagerte Ergebnis habe ich mal als Bild angehängt.
analog66 schrieb:> Wenn die Basis von Q4 auf gnd liegt ist der Ausgangt tot. Oder genauer> ca bei 0,6V Emitter Basis Spannung.
In der Basisschaltung liegt die Basis immer auf festem Potential und die
Emitterspannung ist immer ca. 0,6V daneben. Trotzdem kann man
unterschiedliche Emitterströme haben und damit den Ausgang (der am
Kollektor liegt) steuern.
Dass man die Basisschaltung oft modifiziert mit Basiswiderstand einsetzt
und dann eine große Verschiebung des Emitterpotentials zulassen kann,
heißt nicht, dass man es immer so machen muss: in dieser Schaltung sind
im Linearbetrieb kleine Abweichungen von den 0,6V natürlich möglich, und
damit steuert man dann eben große Änderungen des Kollektorstroms.
Dazu kommt noch, dass diese Betrachtung nur im Linearbetrieb gilt. In
dieser Begrenzerschaltung sieht Q4 aber alles von Sättigung über Linear-
bis Sperrbetrieb.
analog66 schrieb:> Wenn die Basis von Q4 auf gnd liegt ist der Ausgangt tot. Oder genauer> ca bei 0,6V Emitter Basis Spannung.
Ganz recht. Wenn die Basis auf GND liegt und das untere Ende des
Arbeitswiderstands R7 ebenfalls auf GND, dann ist die Aussteuerbarkeit
des Ausgangs nahezu nicht gegeben. Der Emitter liegt ja fest auf ~0,7V
und der Kollektor kann maximal zwischen GND und ~0.5V wackeln. Also
irgendwie sinnlos.
Wenn man die Schaltung als Differenzverstärker einsetzen wöllte, dann
müßte man entweder das Basispotential von Q4 anheben (z.B. auf 5V) oder
den Arbeitswiderstand R7 an eine negative Spannung legen.
Axel S. schrieb:> der Kollektor kann maximal zwischen GND und ~0.5V wackeln. Also> irgendwie sinnlos.
wenn man es als (linearen) Verstärker betreiben wollte: ja. Da von
Eingangspulsen zwischen 20V und 100V gesprochen wird, wird die Schaltung
wohl nicht zur Verstärkung gedacht sein.
Wenn man es als Kompressorschaltung betreiben möchte, die aus
unterschiedlich großen Eingangspulsen immer genau ein Wackeln zwischen
halbwegs definierten Pegeln (0 und 0,65V) mit halbwegs steilen Flanken
macht (siehe die diversen Simulationen weiter oben), dann ist genau
dieses "Wackeln" der Zweck der Schaltung.
Achim S. schrieb:> Wenn man es als Kompressorschaltung betreiben möchte, die aus> unterschiedlich großen Eingangspulsen immer genau ein Wackeln zwischen> halbwegs definierten Pegeln (0 und 0,65V) mit halbwegs steilen Flanken> macht (siehe die diversen Simulationen weiter oben), dann ist genau> dieses "Wackeln" der Zweck der Schaltung.
Das riecht mir zu sehr nach "unsere Lösung sieht komisch aus, passen wir
also das Problem so lange an, bis es passend aussieht". Bis zum Beweis
des Gegenteils gehe ich weiterhin davon aus, daß der TE einfach nur den
Schaltplan falsch abgezeichnet hat.
Axel S. schrieb:> Bis zum Beweis> des Gegenteils gehe ich weiterhin davon aus, daß der TE einfach nur den> Schaltplan falsch abgezeichnet hat.
das halte ich auch nicht für unmöglich - wenngleich es schon in den
ersten Beiträgen als Erklärungsmöglichkeit genannt wurde und der TO
meinte, er habe zumindest die direkte Verbindung von Basis zu GND
nochmal überprüft.
Ein bisschen mehr Hintergrundinfo zu Schaltung vom TO wäre nicht
schlecht: was treibt den Eingang dieser Schaltung. Was konkret hängt am
Ausgang noch dran...
Radler schrieb:> Nach dem Out kommen natürlich noch diverse OPAmps, die das Signal> aufbereiten, aber das ist alles plausibel und kein Hexenwerk.
Diesen "plausiblen Schaltungsteil" zu kennen könnte uns helfen, die
Funktion der seltsamen Transistorschaltung besser einzuschätzen.
PNP_Transistorschaltung.PNG
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