Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 2k PTC durch PT1000 in Audio VCO ersetzen


von Hänschenklein (Gast)


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Hallo!

Ich hatte gestern ja schon eine Frage zu einem Transistorpaar 
(Beitrag "matched PNP Transistor Pair für Audioanwendung"). Das  hier ist eine Frage 
im gleichen Kontext, der Sache nach aber ein anderes Thema, deswegen 
mach ich einen neuen Thread dazu auf.

Die folgende Schaltung (siehe Anhang, Quelle: 
http://electro-music.com/forum/phpbb-files/vco555_0001_167.jpg) ist ein 
VCO für einen (Audio-) Synthesizer. Zur Temperaturkompensation des 
Exponentailkonverters wird hier ein 2k PTC mit 3500pmm/K eingesetzt. Den 
würde ich - wenn möglich - gerne durch einen SMD PT1000 (zB 
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=151239&PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMI5eWuvb2a1wIVC4wZCh1JEQ3AEAQYBSABEgKd_vD_BwE) 
ersetzen. Dessen Temperaturkoeffizient beträgt 3850ppm/K was mir erstmal 
"nah genug" zu sein scheint.

Leider hält sich mein Verständnis von Analogtechnik in Grenzen. Mir ist 
nicht klar, welche Widerstände ich in der Schaltung anpassen muss, wenn 
sich der Kompensationswiderstand halbiert. Wenn ich es richtig sehe, 
müsste sich damit doch auch der Ausgangsspannungshub von IC3a halbieren. 
Müsste ich das ganze "Eingangsnetzwerk" anpassen, oder könnte ich auch - 
etwas naiv gedacht - R1 und R2 vergrößern um den kleineren PT1000 
entgegenzuwirken?

Vielen Dank für alle Tipps!

P.S.: ja, ich weiß durchaus dass man bedrahtete 2k PTCs u.U. bei 
DIY-Synth Shops kaufen kann. Ich würde allerdings gerne einen SMD Sensor 
verwenden, außerdem trägt das Ganze zumindest etwas zu meinem 
Verständnis der Schaltung bei ... :-)

von Peter R. (Gast)


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Zunächst bezweifle ich, dass der Zemperaturgang in der Schaltung exakt 
3500ppm/K  beträgt, also exakt kompensiert ist. Ob man da mit 3500 oder 
3850 exakte Kompensation erreicht, dürfte Zufall sein.

Der Knackpunkt ist aber: ein NTC hat NEGATIVEN TK, der Pt1000 hat 
POSITIVEN TK.

Also: erstmal einen NTC in SMD-Bauform suchen, der größeren TK hat als 
der 2k-NTC. Dazu einen Widerstand "ohne TK" parallel oder in reihe 
schalten. Die Gesamtschltung hat dann einen geringeren TK.

Da müsste man halt vom 2K-NTC die Werte für z.B. 10Grad und 40 Grad 
nehmen.

Dann einen 3k3 nehmen und seine Widerstände für 10 und 40 Grad 
ermitteln.
Dann lässt sich mit zwei oder im Glücksfall mit einem Widerstand eine 
Reihenschaltung mit geringerem TK errechnen, die bei 10 und bei 40 Grad 
die gleichen Werte hat wie der 2k NTC. Die Rechnung ist mit interativem 
Verfahren audfürhrbar, bwesionders, wenn man im Ergebnis eine Toleranz 
von 5% zulässt, schließlich haben NTCs nie exaktte Werte, sowohl in R 
als auch im Temperarurgang.

Schließlich kann man auch durch Variation des 3,3MOhm in der 
invertierenden Schaltung so weit kommen, dass nur ein konstanter 
Widerstand zusätzlich zum NTC den passenden TK erreicht.

von Peter R. (Gast)


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edit: ich ging da von einem NTC aus, habe die falsche Taste vor dem 
Korrigieren gedrückt.

auch bei einem Pt1000 kann man den TK durch Reihenschaltung von 3850ppm 
auf 3500ppm verringern. Wenn man dann den 3,3M auf die Hälfte verringert 
kommt man dann in der nicht invertierenden Schaltung mit dem Pt1000 auch 
den Verstärkungsfaktor für Kompensation wie bei dem 2k-Widerstand

Wahrscheinlich reicht es wenn man einen Pt1000 nimmt und den 3k3 auf die 
Hälfte  bringt.

von hinz (Gast)


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Bau halt zwei in Reihe rein.

von Hänschenklein (Gast)


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Danke zunächst für Deine Antwort! Ich kann Dir leider nicht ganz folgen. 
Erstmal nur zum Verständnis: von welchem 3.3k Widerstand redest Du? 
Entweder ich übersehe den oder da ist keiner in der Schaltung :-). Es 
wäre nett wenn Du das noch mal erläutern könntest.

Ich wollte auch noch mal betonen, dass mein Punkt nicht der Unterschied 
der Temperaturkoeffizienten ist, sondern nur der abweichende 
Grundwiderstand (PTC 2k vs PT1000 1k).

Danke!

von Hänschenklein (Gast)


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hinz schrieb:
> Bau halt zwei in Reihe rein.

Hatte ich tatsächlich auch kurz überlegt. Spricht wirklich nichts 
dagegen? Das mir keine Einwände einfallen, bedeutet leider nichts ... 
;-)

von hinz (Gast)


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Hänschenklein schrieb:
> hinz schrieb:
>> Bau halt zwei in Reihe rein.
>
> Hatte ich tatsächlich auch kurz überlegt. Spricht wirklich nichts
> dagegen? Das mir keine Einwände einfallen, bedeutet leider nichts ...
> ;-)

Wenn du immer noch Bedenken wegen des TK hast, dann sieh zwei 0603 
Einbauplätze für Widerstände vor, einen in Reihe und einen parallel zu 
den Pt1000.

von Peter R. (Gast)


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Hänschenklein schrieb:
> von welchem 3.3k Widerstand redest Du?

Da hab ich mich vertippt: ich meinte R54 (3,3MOhm). Da aber auch mit 
R28, R29,R30 weitere Signale am IC3a summiert werden, muss man halt zwei 
Pt1000 in reihe schalten.

Man muss  aber auch drauf schauen, dass die Pt1000 wirklich die gleiche 
Temperatur abbekommen wie der vorherige 2k-Widerstand. Die Bauform auf 
SMD ändern ist daher problematisch. Der 2k mit evtl. langen 
Anschlussdrähten nimmt möglicherweise vorwiegend die Lufttemperatur 
an,wogegen die Pt1000 Kontakt mit der evtl. wärmeren Leiterplatte haben.

Noch schöner wirds dadurch: üblicherweise gibt man bei 
temperaturabhängigen Widerständen den Wert (2k) bei 25 Grad an. Bei 
Ptxxx ist es aber der Wert bei 0°. Schon bedacht?

Aber ich glaube kaum, dass die Kompensation so genau abläuft.
 Einfach zwei Pt1000 in reihe und eine ausreichende Konpensation ist da. 
Schließlich haben auch SMD-Rs ihre eigenen Temperaturkoeffizienzen und 
der OPamp temperaturabhängigen Offset. Man wird mit zwei Pt1000 eine 
ungefähre Tempkompensation haben, wenn man es wirklich kompensiert haben 
will müsste man aufwändig die Drift messen und darauf hin kompensieren.

von Lurchi (Gast)


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Statt 2 mal PT1000 könnte man auch einen KTY81-110 oder ähnlich nutzen 
und dann einen 1 K oder etwas mehr dazu um den passende TK zu erreiche. 
Die KTY81 und ähnliche haben einen etwa 2 fachen TK. Die Sensoren sind 
günstiger als PT1000 und von der Bauform ggf. besser an die Temperatur 
der beiden Transistoren zu koppeln.

Bei der Kompensation geht es nicht um einen Offset sondern einen 
Skalenfaktor der proportional zur Temperatur (in K) ist.

von hinz (Gast)


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Lurchi schrieb:
> KTY81

Da der TE SMD will: KTY82.

von Hänschenklein (Gast)


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Hallo!

Vielen Dank noch mal für die weiteren Beiträge!

Peter R. schrieb:
> Man muss  aber auch drauf schauen, dass die Pt1000 wirklich die gleiche
> Temperatur abbekommen wie der vorherige 2k-Widerstand. Die Bauform auf
> SMD ändern ist daher problematisch. Der 2k mit evtl. langen
> Anschlussdrähten nimmt möglicherweise vorwiegend die Lufttemperatur
> an,wogegen die Pt1000 Kontakt mit der evtl. wärmeren Leiterplatte haben.

Ich will den Sensor nicht in einer bestehenden Schaltung ersetzen, 
sondern möchte mir das Modul selbst aufbauen und mache mir eine kleine 
Platine dafür. Und ich verwende am liebsten SMD, das matched BJT pair 
nehm ich dementsprechend auch in SMD. Mein Plan war, die hier relevanten 
Bauteile (matched pair und PT1000) auf dem PCB maximal anzunähern und 
dann mit einem Tropfen Wärmeleitkleber zu vergießen.

Das Ganze ist erstmal auch nur ein Test in dem Bereich, wenn das zu 
temperaturinstabil wird, würde ich für die nächste Version glaube ich 
eher eine kleine Heizung für die Transistoren vorsehen.


Lurchi schrieb:
> Statt 2 mal PT1000 könnte man auch einen KTY81-110 oder ähnlich nutzen
> und dann einen 1 K oder etwas mehr dazu um den passende TK zu erreiche.
> Die KTY81 und ähnliche haben einen etwa 2 fachen TK. Die Sensoren sind
> günstiger als PT1000 und von der Bauform ggf. besser an die Temperatur
> der beiden Transistoren zu koppeln.
>
> Bei der Kompensation geht es nicht um einen Offset sondern einen
> Skalenfaktor der proportional zur Temperatur (in K) ist.

Die Varainte mit KTY wird hier 
(http://schmitzbits.de/expo_tutorial/index.html) beschrieben, das hatte 
ich gesehen. Ein PT1000 in 0805 kostet bei Reichelt 1.50€, das ist für 
ein Hobbyprojekt und klein(st)e Stückzahlen kein Problem.

Danke noch mal und viele Grüße!

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