mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rechtecksignal verstärken


Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,
ich habe ein Rechtecksignal mit einer Amplitude von 0,5V und Frequenz 
von max. 200Hz und möchte die Spannung auf eine Amplitude von 5V bringen 
da ein Eingang einer CNC-Steuerung von mit eine Amplitude von 5V 
braucht.
Kann ich das mit einem npn-Transitor hinbekommen?
Danke euch schon mal im Voraus!
Stefan

: Verschoben durch Moderator
Autor: Arno K. (radiosonde)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht mit nem LM358.
Lg

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Mit Germaniumtransitor und Anschlußbeschaltung?
Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
...oder mit zusätzlicher neg. Hilfspannung und neuem GND?

Autor: nicht"Gast" (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan schrieb:
> Kann ich das mit einem npn-Transitor hinbekommen?
> Danke euch schon mal im Voraus!

Wird eher Knapp, da du mindestens 0.7V brauchst um die gängigen 
anzusteuern.

Ich würde da eher einen Komparator als einen OPV( der LM358) nehmen. Die 
sind für so was gedacht.

Autor: Dergute Weka (derguteweka)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

Wenns die 0.5V Quelle impedanzmaessig mitmacht, koennt' evtl. eine 
Basisschaltung mit einem NPN-Transistor gehen.

Gruss
WK

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Stefan (Gast)

>ich habe ein Rechtecksignal mit einer Amplitude von 0,5V und Frequenz
>von max. 200Hz und möchte die Spannung auf eine Amplitude von 5V bringen

Nimm einem Komparator ala LM393 und beschalte ihn passend incl. 
Hysterese.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Schmitt-T...

>Kann ich das mit einem npn-Transitor hinbekommen?

Derartige Sparschaltungen sind im Jahr 2017 vollkommen überflüssig, ein 
IC kostet praktisch genausoviel wie ein Einzeltransistor, aber der IC 
ist meist deutlich besser.

Autor: juergen (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mir geht es jetzt nur um die Aufgabenstellung.
Mit diesem Problem ist man ja öfters konfrontiert.
Im Anhang ist eine Schaltung mit interessantem Eingangsbereich.
Das andere, weiter hinten in der Schaltung, interessiert nicht.

Da kann man vielleicht mal drüber nachdenken?

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
juergen schrieb:

> Da kann man vielleicht mal drüber nachdenken?

Schaltungen aus dem letzten Jahrtausend mit vielen Einzeltransistoren
machen heutzutage keinen Sinn mehr. Die Methode der Wahl ist hier
eindeutig, wie bereits geschrieben, ein Komparator-IC. Man könnte
noch eine ähnliche Schaltung mit vier CMOS-Invertern bauen, aber
das würde ich nur machen, wenn LM393 o.ä. "aus" sind.

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> juergen schrieb:
>
>> Da kann man vielleicht mal drüber nachdenken?
>
> Schaltungen aus dem letzten Jahrtausend mit vielen Einzeltransistoren
> machen heutzutage keinen Sinn mehr. Die Methode der Wahl ist hier
> eindeutig, wie bereits geschrieben, ein Komparator-IC. Man könnte
> noch eine ähnliche Schaltung mit vier CMOS-Invertern bauen, aber
> das würde ich nur machen, wenn LM393 o.ä. "aus" sind.

Ja, ich stimme dem voll und ganz zu!


Ich meine jedoch, mit zwei ggf. drei Transistoren, zusammen mit den 
angeführten Potentialen könnte man das auch bewerkstelligen, zumal TO 
nach "Transistor" als Lösung gefragt hat.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan schrieb:
> ein Rechtecksignal mit einer Amplitude von 0,5V und Frequenz von max. 200Hz
Mit welchem Massebezug? Beliebig?

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
juergen schrieb:

> Ich meine jedoch, mit zwei ggf. drei Transistoren, zusammen mit den
> angeführten Potentialen könnte man das auch bewerkstelligen, zumal TO
> nach "Transistor" als Lösung gefragt hat.

Sicherlich könnte man auch eine Röhrenschaltung an dieser
Stelle verwenden, aber sowohl die Röhren- als auch die
Transistorschaltung wären weniger zuverlässig. Mit dem
Suchwort "Transistor Schmitt-Trigger" wird man wohl
weitere tausend Transistorschaltungen finden, die
überwiegend weniger kompliziert wie Deine Schaltung sind.

Autor: Dergute Weka (derguteweka)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

juergen schrieb:
> Da kann man vielleicht mal drüber nachdenken?

Jepp. Und ich wuerd' sagen: 3 Transistoren sind ja schon mal ein guter 
Anfang, aber eine Mischheptode wie die ECH81 waere schon schoener und 
ich haette gerne auch noch mehr Transformatoren und Schwingkreise. Vor 
allem viel mehr Schwingkreise. Die aber bitte alle in bunt, nicht nur in 
Blau.

SCNR,
WK

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Dergute W. schrieb:

>> Da kann man vielleicht mal drüber nachdenken?
>
> Jepp. Und ich wuerd' sagen: 3 Transistoren sind ja schon mal ein guter
> Anfang, aber eine Mischheptode wie die ECH81 waere schon schoener und
> ich haette gerne auch noch mehr Transformatoren und Schwingkreise. Vor
> allem viel mehr Schwingkreise. Die aber bitte alle in bunt, nicht nur in
> Blau.

Sicherlich könnte man auch einen Mikroprozessor oder besser
einen Vierkernprozessor mit 4GHz für diese Aufgabe verwenden.
:-)

Autor: Dergute Weka (derguteweka)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
>
> Sicherlich könnte man auch einen Mikroprozessor oder besser
> einen Vierkernprozessor mit 4GHz für diese Aufgabe verwenden.
> :-)

Na, das koennt' knapp werden mit der Javaanbindung ans Frontend und die 
Datenbank, wenn Matlab/Simulink so richtig loslaeuft... ;-)

Autor: Ralf Leschner (ladesystemtech)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Hier eine Transistorlösung. Damit der PNP-Transistor bei 5V 
Versorgungsspannung vernünftig im Digitalbetrieb arbeiten kann, sollte 
die Z-Diode so gewählt werden, dass an der Basis vom PNP-Transistor im 
Digitalbetrieb nur die beiden Spannung 4,3 Volt (Ausgang high) und 5 
Volt (Ausgang low) anliegen können.

Der Feldeffekttransistor hebt die 0 bis 0,5 Volt Eingangsspannung auf 
ein höheres Spannungsniveau. Diese Schaltung ist nicht unbedingt 
temperaturstabil.

Autor: Kein Elektriker (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Vierkantprozessor, der hätte was...

Autor: Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dergute W. schrieb:

> Na, das koennt' knapp werden mit der Javaanbindung ans Frontend und die
> Datenbank, wenn Matlab/Simulink so richtig loslaeuft... ;-)

Ich würde ein Kohonen-Netz dafür trainieren!

Im Ernst, traut ihr einer Schaltung aus ein paar Transistoren + 
Hühnerfutter nicht mehr die Aufgabe eines 200kHz-Pegelwandlers zu?
Könnt ihr echt nur noch Fertigware zusammenstecken?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mike B. schrieb:
> die Aufgabe eines 200kHz-Pegelwandlers
Die Aufgabe war anders. Wesentlich entspannter...

Autor: Dergute Weka (derguteweka)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

Stefan schrieb:
> Kann ich das mit einem_ _npn -Transitor hinbekommen?

Gruss
WK

PS: Hupsi - bisschen verrechnet; vielleicht besser ca. 4.7k statt 15k...

: Bearbeitet durch User
Autor: c-hater (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan schrieb:

> ich habe ein Rechtecksignal mit einer Amplitude von 0,5V und Frequenz
> von max. 200Hz und möchte die Spannung auf eine Amplitude von 5V bringen
> da ein Eingang einer CNC-Steuerung von mit eine Amplitude von 5V
> braucht.

> Kann ich das mit einem npn-Transitor hinbekommen?

Nicht wirklich zuverlässig. Mit zweien aber schon: Grundschaltung 
Schmitt-Trigger.

Die kann man aber natürlich auch als fertiges Bauteil kaufen. Oder einen 
OPV/Komparator dafür verwenden. Da sind dann noch ein paar Transistoren 
mehr drinne, die ein noch genauer definiertes Verhalten ermöglichen...

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kein Elektriker schrieb:

> Ein Vierkantprozessor, der hätte was...

Der würde bei mir achtkantig rausfliegen...

Autor: Ralf Leschner (ladesystemtech)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
c-hater schrieb:
> Nicht wirklich zuverlässig. Mit zweien aber schon: Grundschaltung
> Schmitt-Trigger.

Guter Gedanke, aber bei nur 0,5 Volt Eingangsspannung nicht ganz so 
einfach.

Dergute W. schrieb:
> vielleicht besser ca. 4k7 statt 15k...

Genau. Die Basisschaltung mit nur einem NPN-Tansistor von Dergute Weka 
ist genau das was der TO gesucht hat. Vorausgesetzt die Ein- und 
Ausgangsimpedanzen sind für den TO so in Ordnung.

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan schrieb:
> Kann ich das mit einem npn-Transitor hinbekommen?

Locker vom Hocker.

Autor: Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@weka, Ralf _Leschner und den schrecklichen Sven
Das ist alles zu simpel aufgebaut und viel zu unzuverlässig und das kann 
gar nicht funktionieren!
und überhaupt: Ein Bauteil mit weniger als 6 Beinchen is sowas von 
oldschool, das kommt uns nich mehr ins Forum!

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Mike B. schrieb:
> und überhaupt: Ein Bauteil mit weniger als 6 Beinchen is sowas von
> oldschool, das kommt uns nich mehr ins Forum!

Habt ihr das gehört, Leute:
Keine Widerstände!
Keine Kondensatoren!
Keine Dioden!

Und:

Keine Platinen!!!

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die schreckliche Schaltung von Sven wäre auch mein Vorschlag gewesen.

Sonst:

LM393 oder Schmitt-Trigger mit 3 Transistoren.

MfG

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Dergute Weka, der schreckliche Sven.

Danke für die beiden Skizzen.
Wieder was dazugelernt!

juergen

Autor: juergen (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Stefan schrieb:
>> Kann ich das mit einem_ _npn -Transitor hinbekommen?
>
> Gruss
> WK
>
> PS: Hupsi - bisschen verrechnet; vielleicht besser ca. 4.7k statt 15k...


Ja! funktioniert perfekt mit dem 4,7k Widerstand! ...auch mit den 
höchsten Frequenzen, was ich so zur Verfügung habe.


Meine erste selbst aufgebaute Basisschaltung!

Als Industrieelektroniker bin ich mit dem Schaltungstyp nie weiter 
konfrontiert worden. Ist wohl eher was für Funker?

Strom auf der Signalleitung habe ich gemessen mit: 1,7mA effektiv.
Ich weiß aber nicht, in welcher Richtung er fließt.
Das messe ich morgen aus.


Die andere Schaltung ist soweit klar...braucht man nicht weiter 
überprüfen. Ich hatte ein "Brett vorm Kopf". Das genaue Funktionsprinzip 
des Koppelkondensators war mir nie so richtig klar, dank dieses Threads 
habe ich es jetzt endlich genau verstanden.


LG    Juergen

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

na zum Glück funktioniert mal was gescheit. Dann konnten wir die 
Mischheptode im Schrank lassen...

MfG

Autor: Dergute Weka (derguteweka)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

Danke fuers Nachbauen und Testen. Was mich jetzt nur wundert: Eigentlich 
duerfte die nicht invertieren. Sieht aber auf dem Oszillogramm irgendwie 
so aus...?

Gruss
WK

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Dergute W. schrieb:
> Eigentlich duerfte die nicht invertieren.
Tut sie auch nicht. Ich hab deine Schaltung heute mal simuliert. Die ist 
richtig schnell, vor allem, wenn man noch ein C von der Basis nach GND 
spendiert. Dann wird sie auch sehr empfindlich und schaltet schon bei 
100mV. Die Quelle sollte aber sehr niederohmig sein.

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Danke fuers Nachbauen und Testen. Was mich jetzt nur wundert: Eigentlich
> duerfte die nicht invertieren. Sieht aber auf dem Oszillogramm irgendwie
> so aus...?
>
> Gruss
> WK

Ja! Du hast recht. Die Schaltung invertiert nicht!
Das war eine Fehlmessung von mir!
Ich hatte wohl den Invers-Knopf am 2. Kanal versehendlich gedrückt?
Natürlich liegen die beiden Spannungen in Phase!
Ich habe es noch einmal überprüft.

Darüber hinaus ist mir aufgefallen, daß der Signalstrom 
(Eingangsleitung)
in negativer Richtung fließt...also vom Emitter des Transistors in 
Richtung Signalquelle und nicht, wie man das so kennt, anders herum in 
die nachfolgende Schaltung.

Das ist aber auch alles nachvollziehbar.
Der Rechteck der Signalquelle zieht während der neg. Phase den Eingang 
auf null (GND), sodaß der Strom aus dem Emitter in die Signalquelle 
fließen kann.
Somit wird die Quelle überhaupt nicht belastet.
Darüber hinaus scheint mir, könnte der Transistor
wesentlich hochohmiger beschaltet werden, sodaß nur ein minimaler 
Signalstrom fließt.

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HildeK schrieb:
> Dergute W. schrieb:
>> Eigentlich duerfte die nicht invertieren.
> Tut sie auch nicht. Ich hab deine Schaltung heute mal simuliert. Die ist
> richtig schnell, vor allem, wenn man noch ein C von der Basis nach GND
> spendiert. Dann wird sie auch sehr empfindlich und schaltet schon bei
> 100mV. Die Quelle sollte aber sehr niederohmig sein.

Ein vorgeschalteter Koppelkondensator muß in diesem Falle nicht 
zwangsläufig vorhanden sein! Das Potential am Emitter wird ja über die 
Signalquelle bis auf GND gezogen. Eine gesonderte 
Arbeitspunkteinstellung
ist deshalb nicht nötig.

Es handelt sich bei der Aufgabenstellung nicht um eine übliche 
Basisschaltung mit auf Gleichspannung modulierten Kurvenzügen.
Dafür ist ein Gleichstrom-Arbeitspunkt erforderlich, dann mit 
Koppelkondensator.

Kann aber auch sein, was du bei der Simulation festgestellt hast, daß
die Empfindlichkeit mit dem C noch gesteigert werden kann.

Ich werde die Schaltung noch mal aufbauen. Ich finde sie interessant.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
juergen schrieb:
> Ein vorgeschalteter Koppelkondensator muß in diesem Falle nicht
> zwangsläufig vorhanden sein!

Nein, ich meinte einen Kondensator von der Basis nach GND, parallel zu 
den vorhandenen 1k.
Ein Koppelkondensator wäre ja am Eingang (am Emitter), das geht nicht.

Autor: Checker (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Invertiert eine Emitterschaltung nicht grundsätzlich immer?

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Checker schrieb:
> Invertiert eine Emitterschaltung nicht grundsätzlich immer?

Die Emitterschaltung schon, es ist aber eine Basisschaltung!

Wir reden über 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/347470/...

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
HildeK schrieb:
> Dergute W. schrieb:
>> Eigentlich duerfte die nicht invertieren.
> Tut sie auch nicht. Ich hab deine Schaltung heute mal simuliert. Die ist
> richtig schnell, vor allem, wenn man noch ein C von der Basis nach GND
> spendiert. Dann wird sie auch sehr empfindlich und schaltet schon bei
> 100mV. Die Quelle sollte aber sehr niederohmig sein.


Stimmt! Ein 22nF Kondensator parallel zum Basiswiderstand verbessert die 
Flankensteilheit noch mal und zusätzlich auch die Phasenverschiebung
(ist null°).


Vor allen Dingen bei höheren Frequenzen (bis 100kHz) ist das sehr 
deutlich zu sehen.

(Der Kondensator liefert wohl noch einen zusätzlichen Stromimpuls in die 
Basis-Emitter-Strecke bei abfallender Flanke des Signals.)

Die Widerstände können hochohmiger gemacht werden. Durchaus um Faktor 
10.
100fach ginge auch noch, dann aber nicht für 100kHz. Dann ist nur noch 
ein flaches Dreieck am Ausgang zu erkennen.

...also...37/10/10kOhm für die Widerstände in der Schaltung sind schon
gut geeignet für eine Spannungsverstärkung auf 5V (mit guten Flanken).
Damit reduziert sich auch der Stromfluß durch die Signalquelle.
Es ginge sogar noch hochohmiger, da ja keine Leistungsverstärkung, 
sondern lediglich eine Spannungsverstärkung gefordert ist. Voraussetzung 
dann aber hochohmige Last am Ausgang!

Ich hatte die Schaltung gestern noch mal aufgebaut und ausgemessen,
somit den Volkstrauertag mitsamt dem schlechtem Wetter gut überstanden.

Weitere Bilder brauche ich nicht reinstellen. Es ist ja nun alles gesagt 
zum Thema.

Autor: juergen (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
juergen schrieb:

> ...also...37/10/10kOhm für die Widerstände ...


Pardon! Verschrieben! Ich meine natürlich: 47/10/10kOhm

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.