Komparator verstehen

mauri schrieb:
> Bei einem Widerstand von R3 wäre das mittels der obigen Gleichung für
> Ua=0V
> x=5.45V
> und für Ua=5V --> x=2.15V

hier ist R3=47k gemeint

und x = Upoti

Hallo an alle

Nein, das Datenblatt habe ich noch nicht angeschaut. Spielte für mich 
aber auch noch keine Rolle, da ich annahm, dass das der OP einfach kann.
Ich hätte dann später einfach einen passenden genommen.
Hier geht es mir nur um die Theorie.
Das Bild ist aus dem Internet kopiert und ich habe einfach mal mit den 
Werten experimentiert (rechnerisch)

mauri schrieb:
>Was ist, wenn ich die Hysterese genau vorgeben möchte?
>Aus dem Hysteresebild, die ich so im Netz finde, schaltet der Komparator
>bei Uref=4.5V später ein und früher aus, sprich zB bei Upoti=5V ein, und
>Upoti=4V aus.
>
>Ich wäre um Hilfe sehr dankbar

Du brauchst nur zu verstehen wie ein Spannungsteiler funktioniert
und berechnet wird, dann sollte alles klar sein.
R3 R4 bilden einen Spannungsteiler.

Günter Lenz schrieb:
> mauri schrieb:
>>Was ist, wenn ich die Hysterese genau vorgeben möchte?
>>Aus dem Hysteresebild, die ich so im Netz finde, schaltet der Komparator
>>bei Uref=4.5V später ein und früher aus, sprich zB bei Upoti=5V ein, und
>>Upoti=4V aus.
>>
>>Ich wäre um Hilfe sehr dankbar
>
> Du brauchst nur zu verstehen wie ein Spannungsteiler funktioniert
> und berechnet wird, dann sollte alles klar sein.
> R3 R4 bilden einen Spannungsteiler.

Habe ich doch:

Der Spannungsteiler

UR3= (Ua-Upoti)*R3/(R3+R4)

U+=Upoti + UR3

Hallo

Ich habe mal die Schaltung so wie im Bild aufgebaut mit einem LM3302N.

Irgendwie schaltet da nichts.
Ich habe keine Ahnung warum?
Die Betriebsspannung darf doch zwischen 2 und 28V liegen?
Worauf muss ich da noch achten?

Christoph K. schrieb:
> Nein der TLxxx hat einen normalen Gegentaktausgang. Die 10k sind
> etwas viel, die 100k stimmen eher. Damit bekommt man eine Hysterese von
> etwa einem Fünftel der Betriebsspannung des OP. Immer noch sehr hoch.

Ich haette es besser im Bild noch ergaenzen muessen.
LM3302N

Hallo

Ich habe die Werte jetzt angepasst und einen Pull-up Widerstand 
hinzugefügt.
Es ist nämlich ein Open-Collector.
Funktioniert aber immer noch nicht.. ??

Weiss vllt. noch jemand, woran es liegen könnte?

mauri schrieb:
> Hallo
>
> Ich habe die Werte jetzt angepasst und einen Pull-up Widerstand
> hinzugefügt.
> Es ist nämlich ein Open-Collector.
> Funktioniert aber immer noch nicht.. ??
>
> Weiss vllt. noch jemand, woran es liegen könnte?

Ich glaube, der 10k Widerstand muss eher dort sein, wo die Diode ist.
Also Diode mit Vorwiderstand oben und 10k unten..

Lothar M. schrieb:
> mauri schrieb:
>> Es ist nämlich ein Open-Collector.
>> Funktioniert aber immer noch nicht.. ??
>> Weiss vllt. noch jemand, woran es liegen könnte?
> An einer ungünstigen Bauteilauswahl (ein 10k widerstand kann keinen
> ausgang "nach oben ziehen", wenn von dort ein 470 Ohm Widerstand über
> eine LED nach GND geht).
> Also ungünstige Bauteilauswahl beginnend beim Verstärker.
>
>> Funktioniert aber immer noch nicht.. ??
> Miss mal nach, was du da wo für Pegel anliegen hast...

Ich habe die blöde LED jetzt einfach mal weggelassen, so wie im Bild.
Es tut ja immer noch nicht?
Bin ich jetzt wirklich so blöd, ich habe schon andere Dinge hergebracht, 
von denen ich anfangs auch noch keine Ahnung hatte?..
Was fehlt denn noch?
Jetzt sollte es eigentlich funktionieren.

Die Spannung am Ausgang des Komparators ist 0V.
Es schaltet ja nicht..
Auch wenn ich mit dem Poti auf das Maximum gehe.

Harald W. schrieb:
> sebiseb schrieb:
>
>> Die Spannung am Ausgang des Komparators ist 0V.
>> Es schaltet ja nicht..
>
> Dann hat er geschaltet. Wenn er nicht geschaltet hat, sollte
> das Potential nahe Ub+ liegen.

Ja aber dann, müsste er auch wieder zurück auf Ub, wenn ich mit dem Poti 
auf das Maximum gehe.

Aber andersrum, es funktioniert jetzt, aber nur mit 3.6V, mit 3.3V 
nicht.
Im Datenblatt steht aber, dass eine Versorgungsspannung von 2 bis 28V 
erlaubt ist??
Habe ich das jetzt falsch verstanden?

Siehe bild1

Harald W. schrieb:
> mauri schrieb:
>
>> Habe ich das jetzt falsch verstanden?
>
> Vermutlich. Aber da wir Deinen Aufbau nicht kennen,
> wissen wir auch nicht, wo Dein Fehler liegt. Arbeitest
> Du womöglich mit einem Steckbrett?

Ja ich arbeite mit einem Steckbrett.
Hat es damit zu tun, warum es bei 2V nicht geht oder bzw. <3.6V?

M.A. S. schrieb:
> Womit mißt Du eigentlich?
> Wenn jetzt keine LED mehr im Aufbau ist, wer oder was sagt Dir, dass es
> schaltet oder auch nicht?
>
> Vorschlag: nimm einmal den Rückkoppelwiderstand R4 heraus und schau, was
> dann passiert.
> Sollte es dann klappen, dann füge einen R4 wieder ein, der möglichst
> groß ist (wesentlich größer als 100k) und schau, ob es nun geht.

Es geht ja jetzt, aber nur mit 3.6V und nicht mit 3.3V?
Das ist jetzt mein neues Problem? :(


Ich messe den Ausgang und die Spannung am Poti mit dem Oszi.
Bei der Konstellation schaltet er bei einem Poti Wert 2.65V ein und 
2.45V aus.

M.A. S. schrieb:
> mauri schrieb:
>> Ich messe den Ausgang und die Spannung am Poti mit dem Oszi.
> Das ist gut, da belastest Du nichts zu niederohmig. Und wenn etwas
> komisches passiert (Schwingneigung etc.) solltest Du es mitkriegen.
>
> mauri schrieb:
>> Bei der Konstellation schaltet er bei einem Poti Wert 2.65V ein und
>> 2.45V aus.
> Das klingt vernüftig.
>
> mauri schrieb:
>> Es geht ja jetzt, aber nur mit 3.6V und nicht mit 3.3V?
> Wie sieht es bei 3,3V aus, wenn Du R4 mal herausnimmst?
>
> Übrigens finde ich es verwirrend, wenn Du am Ende von Aussagen
> Fragezeichen machst! (Wenn Du etwas aussagst, mach einen Punkt oder von
> mir aus ein Ausrufezeichen. Fragezeichen gehören hinter Fragen und nur
> hinter Fragen!)

Vielen Dank
Werde ich gleich mal probieren.

Ich habe mal eine Grafik geplottet. Bild2
Der gemessene Wert stimmt also etwa.

Lothar M. schrieb:
> mauri schrieb:
>> Aber andersrum, es funktioniert jetzt, aber nur mit 3.6V, mit 3.3V
>> nicht. Im Datenblatt steht aber, dass eine Versorgungsspannung von 2 bis
>> 28V erlaubt ist??
> Das Datenblatt hat mehr als 2 Zeilen...
>
>> Habe ich das jetzt falsch verstanden?
> Du musst mit allen Betriebsparametern (auch denen von den nächsten
> Seiten) im erlaubten Bereich sein, dass die Schaltung fehlerfrei
> funktioniert. Ich vermute, du kommst da spätestens mit dem
> Gleichtakteingangsspannungsbreich Probleme. Ein überaus beliebter
> Anfängerfehler.
>
> Wie ich schon sagte: nimm einem Opamp mit Rail-to-Rail an den Ein- und
> Ausgängen. Lerne damit und wenn das klappt, dann kannst du dich mal in
> tiefere Gewässer wagen.

Ja top, das ist es gewesen ;)
Ich weiss, aber ich habe nur diese Komparatoren hier liegen und wenn ich 
neu bestellen möchte, muss ich hier immer eine gewaltige Liste haben, 
damit sich die Versandkosten rentabel machen. Ansonsten fressen sie mich 
auf..

Dietrich L. schrieb:
> mauri schrieb:
>> Es geht ja jetzt, aber nur mit 3.6V und nicht mit 3.3V?
>> Das ist jetzt mein neues Problem? :(
>
> Wenn deine Schaltung stimmt, dann hast du 2,5V am (-) Eingang. Das ist
> zu viel für den LM3302:
> Vicr = Common-mode input voltage range: 0 to Vcc-1,5V @25°C

Danke auch dafür
Problem gelöst ;)

Hier noch die Lösungen der Schaltung

2 kleine Fragen noch.

Wie genau ist es jetzt mit der Rechnung und der Hysterese?

Zum Beispiel habe ich jetzt die Schaltpunkte laut Bild oben rechnerisch 
ermittelt.

Tatsächlich liege ich aber etwas daneben.
Sprich er schaltet, wenn ich den Punkt am Pluseingang messe zwar 
ziemlich genau bei 1.6V springt aber 1.8V und bleibt dort.

Beim Ausschalten dann schaltet er wieder bei 1.6V, springt aber sofort 
auf 1.4V.

1. Warum das Springen? Wieso kommt das überhaupt zustande?
2. Wie genau darf ich das jetzt mit der Rechnung und Praxis nehmen. 
Angenommen ich möchte eine bestimmte Hysterese haben, am Ende ist sie 
aber in meinem Fall um 0.1V daneben.

Ist das normal? Was ist, wenn man sie genau einhalten möchte und in der 
Serie ist. Kann man ja nicht jede PCB einzeln einstellen..!

Hallo Mauri!
Komparatoren sind Zirkuspferde, temparementgeladen,  weil sehr  schnell 
und Verstärkung theoretisch fast unentlich, schlechter zu berrschen. In 
den Anfängen mit V < 20 kein Problem, wobei der TL081 ja noch universell 
ist. Es ist nützlich Betrachtungen und Messungen zur Übertragungs- 
Kennlinie von Verstärkern zu machen,  vielleicht mit 2 Transistoren - 
Stromtrigger probieren ,mit aktiven Gattern dergleichen und mit der 
Krönung dem OPV    und im speziellen mit Komparatoren. Die analoge 
Technik verwendete sehr früh die Techniken der Gegenkopplung und auch 
der Mitkopplung - universelle Prinzipien der Natur.
Wenn man den invertierenden Verst. rückkoppelt sinkt V ,die Kennlinie 
wird flacher. Wenn man nichtinvertierenden Verstärker rückkoppelt wird V 
größer d.h. die Übertragungskennlinie wird steiler , der 
Aussteuerungsbereich kleiner und die Übersteuerung also kurz unter der 
Betriebsspannung ein qasi  binäres Verhalten erreicht. In unserem Fall 
mit Rk 10  Kiloohm wird die Schaltung praktisch zum RS-FF. Schwache 
hochohmige Rückführung , maßvoll im Megohmbereich oder so , kann die 
Hysterese gut beherrschbar machen. Erkenntnisse kommen durch eigenes 
Tun.
Ich würde erstmal eine OPV -schaltung durch Standard-Gegenkopplung und 
Frequenzgang beschneidung langsamer und gutmütiger machen und dann 
spielend mich an das Ziel frickeln. Die genaue Festlegung der 
endgültigen Daten  kann nur im Versuch gesichert werden. 
Applikationshinweise und Fachliteratur nutzen.

Blechspucker / schrieb:
Schwache
> hochohmige Rückführung , maßvoll im Megohmbereich oder so , kann die
> Hysterese gut beherrschbar machen. Erkenntnisse kommen durch eigenes
> Tun.
> Ich würde erstmal eine OPV -schaltung durch Standard-Gegenkopplung und
> Frequenzgang beschneidung langsamer und gutmütiger machen und dann
> spielend mich an das Ziel frickeln. Die genaue Festlegung der
> endgültigen Daten  kann nur im Versuch gesichert werden.
> Applikationshinweise und Fachliteratur nutzen.

Danke, top!

Dietrich L. schrieb:
> mauri schrieb:
>> Tatsächlich liege ich aber etwas daneben.
>> Sprich er schaltet, wenn ich den Punkt am Pluseingang messe zwar
>> ziemlich genau bei 1.6V springt aber 1.8V und bleibt dort.
>>
>> Beim Ausschalten dann schaltet er wieder bei 1.6V, springt aber sofort
>> auf 1.4V.
>>
>> 1. Warum das Springen? Wieso kommt das überhaupt zustande?
>
> Genau das ist die Hysterese!
>
> Wenn die Spannung am (+)-Eingang den Vergleichswert 1,6V unterschreitet,
> geht der Ausgang auf (ca.) 0V und zieht den (+)-Eingang über R4 weiter
> runter. Zum Zurückschalten musst du den (+)-Eingang wieder über 1,6V
> bringen, dann schaltet der Ausgang auf hochohmig, und der (+)-Eingang
> wird über 10kΩ Pull-Up und R4 wieder weiter rauf gezogen.
> Das ist ja der Sinn der Schaltung, eine Mitkoppplung! Damit wird die
> Schaltung bistabil, kann also nur 2 Zustände einnehmen.

Dir auch vielen Dank.
Jetzt hat es gesessen. ;)
Es ändert sich ja beim Sprung immer die Ausgangsspannung, die 
mitgekoppelt ist. Danke für den Hinweis.

übrigens:
so macht der Plot mehr Sinn ;)
x und y verdreht

Ich muss da nochmals nachhaken. Es sieht jetzt mehr aus als es ist, denn 
meine Fragen stehen eigentlich ganz unten, der Rest ist nur Erklärung, 
wie ich es machen würde.

Ich habe vorher ja die beiden Widerstände als bekannt angenommen und 
daraus einfach den Rest hergeleitet. Das war der einfachere Weg.

Wenn ich jetzt die Widerstände berechnen möchte, kann ich ja einen 
zumindest frei wählen. Da R4 ziemlich hochohmig sein muss (Rückführung), 
könnte ich diesen von 100k bis 1MOhm wählen.

Dann bleibt R3 zu berechnen. Jetzt fängt das Problem da schon an für 
mich.

Wie rechne ich diesen Widerstand? Die Rechnung wird ja ziemlich 
aufwändig.
folgende Daten sind gegeben:

Ub_p = 3.3V ..... Betriebsspannung positiv
Ub_n = 0V   ..... Betriebsspannung negativ
Uref=U+=1.6V
Uhysterese=0.1V  (gewünscht)
Uschalt_ein=Uref+Uhysterese
Uschalt_aus=Uref-Uhysterese

Ich habe ja 2 Gleichungen aufgrund zweier Betriebsspannungen:
Uschalt_ein = Upoti + (Ub_n-Upoti)*R3/(R3+R4)
Uschalt_aus = Upoti + (Ub_p-Upoti)*R3/(R3+R4)



Ich hätte jetzt aus der ersten Gleichung für Uschalt_ein mit Ub_n=0V, 
Upoti herausgeformt und diese Spannung dann in Uschalt_aus eingesetzt 
und R3 berechnet.

Macht man es so oder gibt es da eine einfachere Lösung?
Upoti in