mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Philosophiestunde Konstantstromquelle


Autor: Frank Erdrich (erdi-soft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Leute,

ich stehe mal wieder vor ner Grundsatzfrage.
Brauche für eine LED-Schaltung einige Konstantstromquellen, die 
natürlich relativ genau sein sollten, also keine allzu großen 
Abweichungen gegenüber den anderen haben sollten.

Ich hab mir mal 2 Konstantstromquellen ins Auge gefasst. Einmal mit 
einem FET (der Strom durch die LEDs beträgt zwischen 20 und 30 mA) und 
einmal mit gegeneinander verschalteten Transistoren. ( 
http://www.ferromel.de/tronic_6.htm   in Bild 2a)

Für die 2. Variante würde sich der BC847S anbieten, da 2 Transistoren in 
einem Gehäuse mit besserer thermischer Kopplung als mit getrennten 
SMD-Transistoren.

Welche Schaltung wäre denn besser geeignet? Bzw. was sind die Vor- und 
Nachteile der Schaltungen? (Preis ist etwa gleich, der Mehraufwand von 
einem Widerstand bei der Transistorkonstantstromquelle ist zu 
vernachlässigen.)

Vielen Dank im Voraus für eure Antworten.


Gruß,
Frank.

Autor: Chrisi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie genau müssen die Ströme den zueinander gleich sein? Geht es darum, 
den Strom bei verschiedenen Speisespannungen konstant zu halten oder nur 
darum, einen "definierten" Strom zu erhalten?

Autor: Frank Erdrich (erdi-soft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es geht um einen definierten Strom.
Wahrscheinlich genügen +- 1-2mA Genauigkeit um den geforderten Wert. 
Aber je genauer, desto besser. Ich werde damit etwaige Ungenauigkeiten 
der Durchlassspannung der LEDs ausbügeln müssen (leider habe ich keine 
selektierte Qualität, wobei ich im voraus die LEDs selbst noch ein wenig 
selektieren werde).
Ich nehmen an, dass man Unterschiede beim Strom eh nicht arg sehen wird, 
aber es geht mir auch ein wenig ums Prinzip.

Autor: Chrisi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die prozentuale Abweichung geht aus Deiner Erklärung noch nicht hervor, 
da der Absolutstrom noch unbekannt ist. Wenn es aber 20mA sind, liegen 
wir bei 5%-10%. Wenn Dir die Verlustleistung eines Vorwiderstandes wurst 
ist, musst Du nur die Versorgungsspannung weit genug anheben dann 
brauchst Du keine aktiven Bauelemente. Beispiel:

Diodenspannung variiert von 1.5V - 2.0V, also ein Spannungshub von 0.5V. 
Für 5% Genauigkeit muß also die Spannung am Vorwiderstand 20 x mal so 
hoch sein, also 10V, macht eine 12V-Versorgung.

Autor: Frank Erdrich (erdi-soft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Verluste hab ich immer, auch bei Konstantstromquellen. Allerdings 
scheiden Vorwiderstände aus, da ich dazu die LEDs vermessen müsste, um 
den Vorwiderstand der Durchlassspannung anzupassen, um eine einigermaßen 
gleiche Helligkeit der LEDs zu erreichen. Ob ich die nun bei 20 oder 30 
mA betreibe, ist noch nicht ganz klar. (definitiv aber bei 5V oder 7V)
Zudem werden die LEDs als Matrix geschaltet. D.h. eine 
Konstantstromquelle pro Spalte. Die Reihen werden über PNP getrieben, 
die Spalten über ULN2803. Zu allem Überfluss kommt noch ne PWM dazu. 
Auch da die Frage, ob die Konstantstromquellen schnell genug regeln 
können. PWM-Frequenz liegt bei etwa 16kHz.
Ich merke schon, ich sollte bei der Informatik bleiben. :)

Autor: Falk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Frank Erdrich (erdi-soft)

>scheiden Vorwiderstände aus, da ich dazu die LEDs vermessen müsste, um

Dann nimm dem LM317.

>den Vorwiderstand der Durchlassspannung anzupassen, um eine einigermaßen
>gleiche Helligkeit der LEDs zu erreichen. Ob ich die nun bei 20 oder 30

Falsch, dann hast du erstmal den gleichen LED-Strom! Aber die Kennlinie 
Strom-Licht ist auch nicht sonderlich eng toleriert . . . ;-)

>mA betreibe, ist noch nicht ganz klar. (definitiv aber bei 5V oder 7V)
>Zudem werden die LEDs als Matrix geschaltet. D.h. eine
>Konstantstromquelle pro Spalte. Die Reihen werden über PNP getrieben,
>die Spalten über ULN2803. Zu allem Überfluss kommt noch ne PWM dazu.
>Auch da die Frage, ob die Konstantstromquellen schnell genug regeln
>können. PWM-Frequenz liegt bei etwa 16kHz.

Nun, wenn mans richtig macht (tm) arbeiten Stromquellen bis in den GHz 
Bereich hinein.

>Ich merke schon, ich sollte bei der Informatik bleiben. :)

;-)

MfG
Falk

Autor: Chrisi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Geht es nur darum, dass der visuelle Eindruck sagt: Alle Dioden gleich 
hell?

Autor: Frank Erdrich (erdi-soft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Falk:

LM317 wollte ich nicht nehmen, auch wenn der gut funktionieren würde. 
Letztendlich sind Transistoren (oder ein FET) doch etwas billiger und 
benötigen (bei guter Platzierung) etwas weniger Platz. Und Platz ist 
etwas, was ich wahrscheinlich nicht haben werde.


@Chisi:

Ja, darum geht es. Allerdings nicht nur bei einer Farbe, sonder bei 4096 
Farben (also RRB-LEDs). Sonst würde ich hier nicht so nen Terz deswegen 
machen. :D

Autor: icke (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Diese alte, bekannte Schaltung müsste ein guter Kompromiss sein:

Autor: icke (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
oh ja...

Autor: Chrisi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Höre auf den Einwand von Falk: Schaue Dir die Helligkeitstoleranzen von 
LEDs an (bei identischem Strom) dann wirst Du sehen, dass ich der 
Aufwand nicht lohnt (ein Faktor zwei ist da noch wenig). Nimm einfach 
die Standardschaltung für eine Matrixanzeige, damit wird die Anzeige gut 
genug.

Autor: Frank Erdrich (erdi-soft)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich muss die LEDs auf jeden Fall noch ein wenig durchmessen und, nach 
Möglichkeit, selektieren.
Aber ansonsten würde ich schon ne Konstantstromquelle nehmen, alleine 
schon, weil ich keine Lust habe, bei der Bestückung 3 verschiedene Werte 
von Widerständen an die richtigen Stellen zu setzen. Da geb ich lieber 
1,50 € mehr aus. :) (bin halt manchmal ein wenig faul)

Und evtl. werde ich auch den Eingangsspannungsbereich von 5 - 9V planen. 
Dann ist das sowieso muss.

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
http://de.wikipedia.org/wiki/Stromspiegel

wäre vielleicht auch noch was, wenns denn so gleich sein soll. -wiebel

Autor: Gast123 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde auch den LM317 nehmen. Größer als ein Transistor ist er auch 
nicht (es gibt ihn auch in einem kleinen Gehäuse). Ok, er ist vielleicht 
etwas teurer, aber bei 13 Cent (Reichelt) hält sich das alles noch sehr 
in Grenzen.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hoi... hoffe, es gibt noch Interesse an ein paar Vorschlägen...

Wir haben für unser Projekt (http://chamaeleon.tothecore.de) im Moment 
noch härtere Anforderungen was die PWM-Geschwindigkeit angeht, sind aber 
recht optimistisch:

Wir schaffen im Moment halbwegs vernünftige Flanken und Gleichstrompegel 
bis etwa 1-2 MHz. Für die zu schaltenden Konstantstromquellen haben wir 
die Schaltung 1 und 2 
(http://en.wikipedia.org/wiki/Constant_current_source) adaptiert. Die 
Schaltung wird in unserem Anwendungsfall gut 500 mal gebraucht (eine 
etwas größere RGB-Matrix mit 2x Multiplex bei 16 Bits Farbtiefe für die 
Gammakorrektur), weshalb die Kosten pro Schaltung minimal sein sollten. 
Im Moment liegen wir bei ca 0,15 EUR pro schaltbaren Gleichstrom-Kanal, 
was echt akzeptabel ist.

Die Schaltung musste umgedreht werden, da unsere LEDs eine gemeinsame 
Kathode haben und sonst der Strom nicht einzeln begrenzt werden könnte 
(also mit PNP statt NPN). Die LED wird geschaltet indem sie über die 
Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors kurzgeschlossen 
wird. Das hat zwar den Nachteil, dass immer ein Strom fließt (Ökonomie), 
dafür aber immer derselbe Strom, was bei bis zu 8 MHz die Abstrahlung 
stark reduziert und die Stabilisierung der Eingangsspannung entlastet.

Um die Basis des Schalttransistors schnell genug schalten zu können 
haben wir sie zunächst normal über einen Widerstand mit dem I/O des 
ATMega16 verbunden. Der Widerstand wird mit einem 10nF (oder 100nF??) 
Kondensator überbrückt. Das sorgt bei den Flanken für einen schnelleren 
Ladungstransport, da der Widerstand kurzgeschlossen wird. Bei gehaltenem 
on-Pegel ist der Kondensator aufgeladen und sperrt, so dass der 
Widerstand ganz normal den Basisstrom begrenzt. Bei fallender Flanke 
sorgt der Kondensator als entgegengerichtete Spannungsquelle für eine 
schnellere Ladungsausräumung an der Basis.

Wir haben die Schaltung ziemlich gestänkert: Rote LED mit 1.5V, grüne 
und blaue mit etwa 4.0 - 4.5 V - immer konstant 30mA. Die gemessenen 
Abweichungen lagen unter 1% (was nicht heißt, dass x Kopien der 
Schaltung auf denselben Strom kommen). Je größer der Spannungsabfall 
über den Regelwiderstand ist, desto stabiler der Strom. Widerstände mit 
2% Toleranz und weniger sind auch nicht teuer. Zudem lässt sich in der 
Schaltung locker auch ein Widerstandsnetzwerk für die Regelwiderstände 
verwenden - spart Platz, Lötstellen, Fertigungstoleranzen und ist u.U. 
billiger (www.segor.de hat da eine ganz gute Auswahl)

Statt den festen Spannungsabfall über die Z-Diode (oder der beiden 
Silizium-Dioden) zu realisieren wollen wir noch versuchen einfach 
mittels zweier LM-fragmichnicht zwei Spannungschienen aufzubauen 
zwischen welchen der Regelbasisstrom fließen soll. Pro 
Konstantstromquelle wird dann jeweils nur noch ein Transistor und ein 
Regelwiderstand benötigt.

Was wir noch versuchen wollten ist zwischen dem Regeltransistor und der 
LED eine Induktivität zum Glätten des Stromes einzusetzen (käme uns aber 
recht teuer).

Wir sind selber noch am Tunen - 8 MHz wäre optimal, 4 MHz wäre in 
Ordnung.

Ich komme selber eher aus der Mathematik/Informatik-Richtung. Meine 
Elektronikkenntnisse sind maximal auf Hobby-Level - man verzeihe meine 
nichttechnische Ausdrucksweise... aber es wird langsam ;)

Habe hier leider im Moment nichts, um das aufzuzeichnen, hoffe, es ist 
trotzdem halbwegs verständlich - sonst melden...

Gruß

Kai

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>Wir schaffen im Moment halbwegs vernünftige Flanken und Gleichstrompegel
>bis etwa 1-2 MHz.

Wozu soll das gut sein? 1000Bilder pro Sekunde?

>(also mit PNP statt NPN). Die LED wird geschaltet indem sie über die
>Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors kurzgeschlossen
>wird. Das hat zwar den Nachteil, dass immer ein Strom fließt (Ökonomie),

Je eben. Völliger Nonsense.

>dafür aber immer derselbe Strom, was bei bis zu 8 MHz die Abstrahlung
>stark reduziert und die Stabilisierung der Eingangsspannung entlastet.

Käse. Das muss ein ordentliches netzteil abkönnen.

>Um die Basis des Schalttransistors schnell genug schalten zu können
>haben wir sie zunächst normal über einen Widerstand mit dem I/O des
>ATMega16 verbunden. Der Widerstand wird mit einem 10nF (oder 100nF??)
>Kondensator überbrückt. Das sorgt bei den Flanken für einen schnelleren

Viel zuviel!

>Schaltung auf denselben Strom kommen). Je größer der Spannungsabfall
>über den Regelwiderstand ist, desto stabiler der Strom. Widerstände mit

Sicher, aber die Energiebilanz geht in den Keller. Was bei einem Display 
von DEM Kaliber nicht ganz nebensächlich ist.

>Konstantstromquelle wird dann jeweils nur noch ein Transistor und ein
>Regelwiderstand benötigt.

Schonmal was von ICs gehört? Siehe LED-Matrix.

>Was wir noch versuchen wollten ist zwischen dem Regeltransistor und der
>LED eine Induktivität zum Glätten des Stromes einzusetzen (käme uns aber
>recht teuer).

Unsinn.

>Wir sind selber noch am Tunen - 8 MHz wäre optimal, 4 MHz wäre in
>Ordnung.

Was 8 Mhz?

MFG
Falk

Autor: Christian (Guest) (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Wir schaffen im Moment halbwegs vernünftige Flanken und Gleichstrompegel
>>bis etwa 1-2 MHz.

> Wozu soll das gut sein? 1000Bilder pro Sekunde?

MHz = Millionen, nicht kilo-s  :-))

Ggf. gibt es eine spezielle Anwendung, die das erforderlich macht ?
Rein für's Auge/ für EEG ist bei <= 300 Bilder/Sek Schluß (Auge weit 
unter 300 Bilder/Sek).


Wie wird denn gemessen, dass die LED-s da "sauber strahlen" ?

Gruß
c.

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

also wie ich das hier verstehe geht es nicht darum einen Strom auf einen 
genau definierten Wert zu halten, sondern darum, dass alle LEDs gleich 
hell leuchten, egal wie hell sie alle zusammen leuchten. Deshalb sollte 
man normale Vorwiderstände verwenden und die Betriebsspannung der 
gesamten Schaltung stabilisieren. Wichtig ist bei der Matrix, dass z. B. 
an jeder Zeile ein Vorwiderstand angeschlossen ist und dann immer nur 
eine Spalte gleichzeitig aktiviert wird. Der µC Kann um 
Fertigungstoleranzen der LEDs auszugleichen die Einschaltzeiten 
anpassen. Diese müssen in einer Tabelle gespeichert werden, in dieser 
wir die Intensität (Strom, ED) jeder LED eingestellt und dadurch eine 
gleichmäßige Helligkeit erreicht.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klasse Beitrag Falk, echt tolle Leistung! Jetzt habe ich 'ne ganze Menge 
gelernt und der Frank hat mit Sicherheit jetzt viele Infos mehr, die er 
verwenden kann! Und ich dachte schon, ich hätte nicht viel Ahnung von 
der Materie...

Unsere Schaltung funktioniert de facto, und so lange uns keiner eine 
bessere präsentieren kann, bleiben wir auch dabei!

>>Wir schaffen im Moment halbwegs vernünftige Flanken und Gleichstrompegel
>>bis etwa 1-2 MHz.
>
> Wozu soll das gut sein? 1000Bilder pro Sekunde?

Kannst du mir mal sagen, wie du dir aus der obigen Frequenz 1000 Bilder 
zusammenorakelst? Der Algorithmus reagiert zwar unterhalb von 100 
Taktzyklen auf eine neue Farbinformation und schafft so über 
Zeitdithering locker 160000 Frames pro Sekunde - braucht aber keine Sau, 
kann unser USART-Master eh nicht und mit der obigen Frequenz hat das 
schonmal gar nichts zu tun. Wir verwenden maximal 25 - 30 Bilder die 
Sekunde bei einer Wiederholfrequenz von ca 122 Hz.


>>(also mit PNP statt NPN). Die LED wird geschaltet indem sie über die
>>Kollektor-Emitter-Strecke eines weiteren Transistors kurzgeschlossen
>>wird. Das hat zwar den Nachteil, dass immer ein Strom fließt (Ökonomie),
>
> Je eben. Völliger Nonsense.

Wenn man eine hohe Signalqualität und wenig Störungen will, muss man 
irgendwo Abstriche machen - wir bauen das Ding nicht, um gegen die 
Abholzung des Regenwaldes zu demonstrieren! Wenn das Panel im Schnitt 
bei 75% Helligkeit arbeitet aber immer konstant für 100% Strom zieht 
haben wir bei 60 W Gesamtleistung satte 15 W Verlust - das ist weniger 
als mein Rechner im Standby zieht! Meine Deckenbeleuchtung zieht 200 W 
und mein Rechner mit allen Bildschirmen 300 W... da lohnt es sich eher 
zu optimieren!


>
>>dafür aber immer derselbe Strom, was bei bis zu 8 MHz die Abstrahlung
>>stark reduziert und die Stabilisierung der Eingangsspannung entlastet.
>
> Käse. Das muss ein ordentliches netzteil abkönnen.

Dem Netzteil ist das scheißegal - schonmal über 2 m-Kabel für die 
Spannungsversorgung bei 8 MHz Störströmen nachgedacht?


>
>>Um die Basis des Schalttransistors schnell genug schalten zu können
>>haben wir sie zunächst normal über einen Widerstand mit dem I/O des
>>ATMega16 verbunden. Der Widerstand wird mit einem 10nF (oder 100nF??)
>>Kondensator überbrückt. Das sorgt bei den Flanken für einen schnelleren
>
> Viel zuviel!

Habe ich deinen Gegenvorschlag und die Begründung überlesen, oder ist 
die in deinem komplexen Satzbau untergegangen? Der eingesetzte 
Transistor erwärmt sich nicht merklich und die Basis- und 
Kollektorströme sind im vom Datenblatt zulässigen Bereich. Die Signale 
verändern sich bei längerer Betriebsdauer nicht. Warum sollten wir den 
ändern?


>
>>Schaltung auf denselben Strom kommen). Je größer der Spannungsabfall
>>über den Regelwiderstand ist, desto stabiler der Strom. Widerstände mit
>
> Sicher, aber die Energiebilanz geht in den Keller. Was bei einem Display
> von DEM Kaliber nicht ganz nebensächlich ist.
>

Ich habe nicht geschrieben, dass er den größten käuflichen Widerstand 
einbauen soll. Bei zu geringem Spannungsabfall bewirkt eine Änderung von 
1 Ω schonmal mehrere mA Unterschied im Emitterstrom.


>>Konstantstromquelle wird dann jeweils nur noch ein Transistor und ein
>>Regelwiderstand benötigt.
>
> Schonmal was von ICs gehört? Siehe LED-Matrix.
>

Nie gehört! Wir haben zwar 15 IC-Hersteller wegen des Problems 
angeschrieben, wussten aber eigentlich nicht, was ICs sind - danke für 
den Hinweis! Nenne mir einen IC (nennen wir ihn LED-Treiber), der in der 
Lage ist mehrere Common-Cathode-RGB-LEDs bei 30 mA per PWM in mindestens 
8192 Helligkeitsstufen zu dimmen. Nur zur Info: Analog Devices, 
Fairchild, Infineon, Intersil, Maxim, Micrel, Microchip, National 
Semiconductor, NJR, NXP, Rohm, ST, Texas Instruments und Zetex konnten 
mir kein Bauteil anbieten, das diese Anforderungen erfüllt! Einige haben 
uns aber Angebote für ASICs gemacht. Schnell schaltende 
Konstantstromquellen waren auch keine zu bekommen.

Die unter LED-Matrix angegebenen Treiber kommen aus den oben 
genannten Gründen nicht in Frage. Die integrierten Lösungen wären 
übrigens auch nicht wirklich billiger als unsere diskrete Schaltung - 
zudem sind einige nicht einfach zu beschaffen. Dann löte ich halt was 
mehr... wofür gibt's denn langweiliges Fernsehen.

>>Was wir noch versuchen wollten ist zwischen dem Regeltransistor und der
>>LED eine Induktivität zum Glätten des Stromes einzusetzen (käme uns aber
>>recht teuer).
>
> Unsinn.

Sag das Zetex... die haben das in der uns angebotenen Referenzschaltung 
gemacht. Warum geht das nicht?

>
>>Wir sind selber noch am Tunen - 8 MHz wäre optimal, 4 MHz wäre in
>>Ordnung.
>
> Was 8 Mhz?
>

Jo... oder wie willst du 16 Bits Farbtiefe darstellen? Die Pegeldauer 
des high-Impulses bei der untersten Helligkeit beträgt genau einen 
Takt... das macht bei 14,7456 MHz eine equivalente Frequenz von 7,3728 
MHz (Sorry, wir haben das Quarz für eine stabilere USART-Verbindung 
geändert, daher nicht mehr ganz 8 MHz)

so... und jetzt zu den ernsthaften Gegenfragen...

Gruß

Kai

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Christian
Wir müssen für die hohe PWM-Auflösung den Strom in Größenordnungen von 
100 ns schalten können. Zum Testen nehmen wir einfach ein 50% 
Tastverhältnis, das Periodendauern in dieser Größenordnung hat. Mit der 
Bildwiederholrate hat das nichts zu tun. (siehe Ausführung oben)

> Wie wird denn gemessen, dass die LED-s da "sauber strahlen" ?
Wir verlassen uns da auf eine (gefundene) Versuchsreihe, in der 
Verzögerungen zwischen Strom und Leuchtintensität im ps-Bereich bei LEDs 
gemessen wurden. Wir messen also nur den Strom so gut es geht und 
hoffen, dass die sich nicht vermessen haben.

Ob die Intensität dann noch stimmt kann ich leider nicht sagen, aber uns 
bleibt im Moment nichts andere übrig, als den Strom zu optimieren.

@Stefan
>Der µC Kann um
>Fertigungstoleranzen der LEDs auszugleichen die Einschaltzeiten
>anpassen. Diese müssen in einer Tabelle gespeichert werden, in dieser
>wir die Intensität (Strom, ED) jeder LED eingestellt und dadurch eine
>gleichmäßige Helligkeit erreicht.

Der Abgleich steht uns auch noch bevor :( - bei 16 Bits hat man da aber 
noch gute Chancen. Ich hoffe nur, dass sich das 
Strom/Helligkeits-Verhältnis nicht maßgeblich durch Erwärmung ändert.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>Unsere Schaltung funktioniert de facto, und so lange uns keiner eine
>bessere präsentieren kann, bleiben wir auch dabei!

Du bist ja richtig kritikfähig . . .

>Kannst du mir mal sagen, wie du dir aus der obigen Frequenz 1000 Bilder
>zusammenorakelst?

Gar nicht, war einfach ein Schuss ins Blaue.

>schonmal gar nichts zu tun. Wir verwenden maximal 25 - 30 Bilder die
>Sekunde bei einer Wiederholfrequenz von ca 122 Hz.

Wozu dann 2 MHz Stromquellen?

>Wenn man eine hohe Signalqualität und wenig Störungen will, muss man
>irgendwo Abstriche machen - wir bauen das Ding nicht, um gegen die
>Abholzung des Regenwaldes zu demonstrieren!

Nöö, aber zur Demonstration von Engstirnigkeit und Lernresistenz.

> Wenn das Panel im Schnitt
>bei 75% Helligkeit arbeitet aber immer konstant für 100% Strom zieht
>haben wir bei 60 W Gesamtleistung satte 15 W Verlust - das ist weniger
>als mein Rechner im Standby zieht! Meine Deckenbeleuchtung zieht 200 W
>und mein Rechner mit allen Bildschirmen 300 W... da lohnt es sich eher
>zu optimieren!

Und ein Kraftwerk hat bei 1 GW auch nur 50% Wirkungsgrad, was man DA 
alles optimieren kann. Oh mein Gott.

>Dem Netzteil ist das scheißegal - schonmal über 2 m-Kabel für die
>Spannungsversorgung bei 8 MHz Störströmen nachgedacht?

[ ] Du hast Ahnung von Baugruppendesign und EMV.

>Habe ich deinen Gegenvorschlag und die Begründung überlesen, oder ist
>die in deinem komplexen Satzbau untergegangen?

Wäre der nich sowieso Perlen vor die Säue, da eure Spitzenschaltung ja 
sowieso Spitzenmässig läuft?

> Der eingesetzte
>Transistor erwärmt sich nicht merklich und die Basis- und
>Kollektorströme sind im vom Datenblatt zulässigen Bereich. Die Signale
>verändern sich bei längerer Betriebsdauer nicht. Warum sollten wir den
>ändern?

Stimmt, einfach immer weiter, nicht nachdenken, das tut weh.

>den Hinweis! Nenne mir einen IC (nennen wir ihn LED-Treiber), der in der
>Lage ist mehrere Common-Cathode-RGB-LEDs bei 30 mA per PWM in mindestens
>8192 Helligkeitsstufen zu dimmen. Nur zur Info: Analog Devices,
>Fairchild, Infineon, Intersil, Maxim, Micrel, Microchip, National
>Semiconductor, NJR, NXP, Rohm, ST, Texas Instruments und Zetex konnten
>mir kein Bauteil anbieten, das diese Anforderungen erfüllt! Einige haben
>uns aber Angebote für ASICs gemacht.

Ihr seid mir ein paar Strategen. Es gibt ja auch gar keine Common Anode 
RGB-LEDs. Wäre auch völliger Unsinn, VORHER mal die kritischen 
Komponenten gegeneinander zu prüfen.

> Schnell schaltende
>Konstantstromquellen waren auch keine zu bekommen.

Selten so gelacht.

>>Was wir noch versuchen wollten ist zwischen dem Regeltransistor und der
>>LED eine Induktivität zum Glätten des Stromes einzusetzen (käme uns aber
>>recht teuer).
>
> Unsinn.

>Sag das Zetex... die haben das in der uns angebotenen Referenzschaltung
>gemacht. Warum geht das nicht?

Weil die Induktivität dem Regeltransistor in Handwerk pfuscht. Bei 
richtiger Dimensionierung (tm) ist so eine Stromquelle schon SEHR gut, 
der Strom SEHR konstant, auch beim schalten. Im schlimmsten Fall fängt 
man sich duch die Spule ZUSÄTZLICHE Schingungen ein, im besten Fall ist 
die Spule wirkungslos.

>Jo... oder wie willst du 16 Bits Farbtiefe darstellen? Die Pegeldauer

;-) Klar, weil ein RGD-LED Display auch 16 Bit pro Farbkanal braucht.
Oh Mann, man merkt mal wieder DEUTLCIH, was passiert, wenn Leute mit 
Halbwissen sowas anpacken.

>des high-Impulses bei der untersten Helligkeit beträgt genau einen
>Takt... das macht bei 14,7456 MHz eine equivalente Frequenz von 7,3728
>MHz (Sorry, wir haben das Quarz für eine stabilere USART-Verbindung
>geändert, daher nicht mehr ganz 8 MHz)

Tja, PWM ist nicht alles. Es gibt auch noch Pulsdichtemodulation.

>Wir müssen für die hohe PWM-Auflösung den Strom in Größenordnungen von
>100 ns schalten können.

Schafft jede halbwegs gescheit dimensionierte Stromquelle SPIELEND!

>Der Abgleich steht uns auch noch bevor :( - bei 16 Bits hat man da aber

Akademischer Unsinn.

Mfg
Falk

Autor: Christian (Guest) (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tipp, weiter unten:

>@Christian
>Wir müssen für die hohe PWM-Auflösung den Strom in Größenordnungen von
>100 ns schalten können. Zum Testen nehmen wir einfach ein 50%
>Tastverhältnis, das Periodendauern in dieser Größenordnung hat. Mit der
>Bildwiederholrate hat das nichts zu tun. (siehe Ausführung oben)

LEDs sind aber sehr schnell - scheinbar habe ich oben etwas überlesen
bzw. falsch aufgefaßt : sorry!
Bei LWL-Strecken werden Dioden sogar schneller ON/OFF geschaltet, ;-).




> Wie wird denn gemessen, dass die LED-s da "sauber strahlen" ?
>Wir verlassen uns da auf eine (gefundene) Versuchsreihe, in der
>Verzögerungen zwischen Strom und Leuchtintensität im ps-Bereich bei LEDs
>gemessen wurden. Wir messen also nur den Strom so gut es geht und
>hoffen, dass die sich nicht vermessen haben.

>Ob die Intensität dann noch stimmt kann ich leider nicht sagen, aber uns
>bleibt im Moment nichts andere übrig, als den Strom zu optimieren.


Ich denke da u.a. an parasitäre C--s, die ja bei hohen Freq.
deutlich "wirken".


Für Testzwecke würde ich einfach einen OP mit entsprechender Verstärkung
nehmen oder ein TTL-Grab
 und wie oben beschrieben mit einem hohen Widerstand die
Sache bei 10-20 MHz testen.
5V, 30 mA - das sollte nicht die Welt sein.

Mit einem guten Oszi. dann den Strom over R messen
("hf-tauglich" muss der sein, kleines L etc. => SMD sollte gehen)

Und dann die Helligkeit messen: analog, per Film.


Da dann mehrere LEDs optisch parallel  gemessen werden können


Nur so eine Idee!

Gruß und viel Erfolg!

Würde mich freuen - vom Projekt wieder etwas zu höhren/lesen/
Foto sehen, ....

C.






@Stefan
>Der µC Kann um
>Fertigungstoleranzen der LEDs auszugleichen die Einschaltzeiten
>anpassen. Diese müssen in einer Tabelle gespeichert werden, in dieser
>wir die Intensität (Strom, ED) jeder LED eingestellt und dadurch eine
>gleichmäßige Helligkeit erreicht.

Der Abgleich steht uns auch noch bevor :( - bei 16 Bits hat man da aber
noch gute Chancen. Ich hoffe nur, dass sich das
Strom/Helligkeits-Verhältnis nicht maßgeblich durch Erwärmung ändert.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Falk
Deine "alles scheiße"-Mentalität hilft mir keinen Deut weiter. Das ist 
typisch Deutschland: "Alles ist scheiße, aber mir fällt auch nichts 
Besseres ein".

Ich gehe jetzt mal nur auf die halbwegs konstruktiven Beiträge ein:

> Weil die Induktivität dem Regeltransistor in Handwerk pfuscht. Bei
> richtiger Dimensionierung (tm) ist so eine Stromquelle schon SEHR gut,
> der Strom SEHR konstant, auch beim schalten. Im schlimmsten Fall fängt
> man sich duch die Spule ZUSÄTZLICHE Schingungen ein, im besten Fall ist
> die Spule wirkungslos.

Danke für den Hinweis, werden beim Testen mal ein Auge drauf haben. Wär 
mir aus Kostengründen auch ganz recht, wenn das nichts bringen würde. Im 
Moment haben wir durch die langen Strippen auf dem Experimentierboard 
schon genug Störungen :(


>>schonmal gar nichts zu tun. Wir verwenden maximal 25 - 30 Bilder die
>>Sekunde bei einer Wiederholfrequenz von ca 122 Hz.
>Wozu dann 2 MHz Stromquellen?

also:
14,7456 MHz Quarz am AVR
2-fach-Multiplex-Betrieb
16-Bit Farbtiefe (65536 Timeslots damit man ohne Timedithering arbeiten 
kann, was bei unserer Bildwiederholrate ein sichtbares Flimmern 
verursachen würde)
Refreshrate = 14.745.600 Hz  2  65536 = 112,5 Hz
(Die oben angegebenen 122 Hz wären bei 16 MHz gewesen)

112,5 Refreshes pro Sekunde ist ok, damit es nicht flimmert.
Um diese Rate zu erreichen muss ich allerdings in der Lage sein die LED 
für die Dauer eines einzelnen Taktes einzuschalten:
1 / 14.745.600 Hz ~= 68 ns
Um das zu testen schalten wir in jedem Takt den Pegel um, was nunmal in 
einer Frequenz von 7,3728 MHz resultiert. Das ist leichter zu testen als 
alle 65536 Takte einen Takt lang den I/O auf high zu ziehen. Diese 
Frequenz sollte die Stromquelle ohne großartige Überschwinger oder 
Glättung verkraften können.


>Ihr seid mir ein paar Strategen. Es gibt ja auch gar keine Common Anode
>RGB-LEDs. Wäre auch völliger Unsinn, VORHER mal die kritischen
>Komponenten gegeneinander zu prüfen.

Nenne mir eine Common Anode-RGB LED mit einem Streuwinkel von min 120°, 
die es mit 800, 2000 und 650 mlm aufnehmen kann und nicht mehr als 0,70 
EUR kostet und einen vernünftigen Weißpunkt bei den typical-Werten hat. 
Ich habe mit meinem Halbwissen und als Privatperson leider keine finden 
können... für dich scheint das ja kein Problem zu sein.
Die hier gilt es zu toppen (das Datenblatt ist scheiße, ich weiß - 
billig Fernost halt): http://www.dotlight.de/datasheets/LL-U49RGB1C.pdf

Selbst für die Common-Anode-Fraktion ist das Angebot an gut verfügbaren 
Treibern mit der gewünschten Charakteristik nicht sehr groß. Die meisten 
kämen uns immer noch teurer als die diskrete Schaltung. Wir zahlen im 
Moment 4,50 EUR pro 60 LED-Kanäle.

>> Schnell schaltende
>>Konstantstromquellen waren auch keine zu bekommen.
> Selten so gelacht.

Hör mal kurz auf zu lachen und nenne mir eine...


>>Jo... oder wie willst du 16 Bits Farbtiefe darstellen? Die Pegeldauer
>;-) Klar, weil ein RGD-LED Display auch 16 Bit pro Farbkanal braucht.
>Oh Mann, man merkt mal wieder DEUTLCIH, was passiert, wenn Leute mit
>Halbwissen sowas anpacken.

Der Unterschied zwischen einem Duty-Cycle von 0/65536, 1/65536 und 
2/65536 war bei abgedunkelter Umgebung bei einer popels-LED locker mit 
bloßem Auge zu sehen. Ist ja auch logisch: (1 / 65536) ^ (1 / 2,2) * 256 
gibt immerhin 1,66 Farbabstufungen nach einer VGA-Gamma-Korrektur bei 
8-Bit Farbtiefe.
Warum sollte ich mit der Farbtiefe runtergehen, wenn ich mit der 
Qualität schon unter einem normalen VGA-Bildschirm bei 8 Bit liege?

>Tja, PWM ist nicht alles. Es gibt auch noch Pulsdichtemodulation.
Bei 16 Treffern in Google und 0 Treffern hier im Forum wundert mich 
nicht, warum ich davon noch nichts gehört habe... eine Beschreibung habe 
ich auch auf die Schnelle nicht gefunden. Beschreib mal, wie das die 
Probleme lösen soll. Wir führen im Moment die PWM für 60 LED-Kanäle bei 
16-Bit Farbtiefe auf einem Mega16 in Software durch. Die 
Pulsdichtemodulation sollte das an Qualität und Leistung dann ja 
überbieten können, wenn die für den Fall besser geeignet ist, oder?

>Schafft jede halbwegs gescheit dimensionierte Stromquelle SPIELEND!
Schaltung, IC, Link, Buchtipp? Irgendwas Verwertbares?


>>Unsere Schaltung funktioniert de facto, und so lange uns keiner eine
>>bessere präsentieren kann, bleiben wir auch dabei!
>Du bist ja richtig kritikfähig . . .

Was soll ich machen? Die Schaltung einstampfen, weil irgendwer 
dahergelaufen kommt und behauptet die ist doof und keine bessere 
anbieten kann? Sobald du einen verwertbaren Hinweis gibtst baue ich die 
Schaltung sofort um und teste, ob die Ergebnisse besser werden!

Ich weiß nicht, warum in diesem Forum immer sofort der Tonfall total 
entgleisen muss, wenn jemand seine Erfahrungen oder Probleme schildert. 
Ich habe nur unsere Schaltung vorgestellt, weil ich weiß, dass sie 
weitgehend das im Thread geschilderte Problem lösen kann. Ich habe keine 
verwertbare Info gefunden, die du dem Originalautor mitgegeben hättest, 
außer dass du mit allem grundlos nicht einverstanden bist.

@ Christian
>Bei LWL-Strecken werden Dioden sogar schneller ON/OFF geschaltet, ;-)
hmm... stimmt auffallend :)

>Ich denke da u.a. an parasitäre C--s, die ja bei hohen Freq.
>deutlich "wirken".
Jo... tun sie :( wir messen derzeit nach Möglichkeit über einen 
Messvorwiderstand liefert auf jeden Fall bessere Ergebnisse als 
irgendwas über die LED zu messen.

>Und dann die Helligkeit messen: analog, per Film.
Gefällt mir... am Besten noch ein paar Referenzhelligkeiten rein 
(geringe PWM-Geschwindigkeiten 25%, 50%, 75% oder so). LEDs am besten 
auf eine diffuse Mattscheibe scheinen lassen... dann kann man länger 
belichten ohne Clipping. Werd's bei der nächsten Session mal anbringen.

>Gruß und viel Erfolg!
>Würde mich freuen - vom Projekt wieder etwas zu höhren/lesen/
>Foto sehen, ....

Danke! Fotos gibt's ein paar (uralte :( ) auf unserer Projektseite. Wir 
müssen uns dringend mal Zeit nehmen das ganze Filmmaterial online zu 
stellen - das lineare Fading ist echt gut geworden.

Der neue Algorithmus hat leider höhere Anforderungen an die Schaltung, 
weshalb wir immer noch einiges zu optimieren haben.

Gruß und schönen Abend noch

Kai

Autor: helmi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Pulsdichtemodulation oder Pulse Density Modulation


http://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-density_modulation

Gruss Helmi

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke dir... ich erinnere mich - habe ich doch schonmal gesehen ;)

Sehe aber leider nicht, was das an den timings ändern soll... um bei 
einer niedrigeren Pulsdauer denselben Duty-Cycle zu erzeugen muss ich 
selben Maße die Abstände zwischen den Pulsen vergrößern (dasselbe 
Dilemma wie bei der PWM).

Zudem kriege ich dann Probleme mit dem Multiplexing, da die Zeitfenster 
prinzipbedingt nicht mehr gleich lang sind - das erschwert 
wahrscheinlich die Umsetzung in der Software enorm :(

Mal rechnen:
Duty-Cycle in Abhängigkeit der linearen Helligkeitswahrnehmung:
D(x) = x ^ 2,2
Bei 8 Bits Farbtiefe (Farbindex n):
D(n) = (n / 255) ^ 2,2
Mittlerer Abstand zweier Pulse der Länge d:
H(n) = d / ((n / 255) ^ 2,2)
Mittlerer Abstand zweier Pulse bei der untersten Helligkeitsstufe:
H(1) = d / ((1 / 255) ^ 2,2)
H(1) = d * 196965
Setzen wir als d die geringste mögliche Pulsdauer ein (1 Takt / 16000000 
Hz = 62,5 ns) erhalten wir einen Pulsabstand von 196965 Taktzyklen, was 
bei 16 MHz einer Refreshrate von gerade noch ausreichenden 81 Hz 
(16000000 Hz / 196965) entspricht. Wenn ich jetzt noch das Multiplexing 
dazunehme lande ich bei einem augenkrebserregenden Flimmern von 40 Hz ;)

Der Vorteil von dem Verfahren ist mit Sicherheit die mögliche 
Feinabstimmung im unteren Bereich, aber ich denke in Software kann ich 
da beim AVR nicht viel reißen - schon gar nicht für mehrere Kanäle 
gleichzeitig. Die Anforderungen bleiben aber auch hier dieselben: Die 
LED muss mit Pulsdauern in der Größenordnung 100 ns geschaltet werden. 
Längere Pulsdauern erwirken niedrigere Refreshraten -> Flimmern

Ich schau trotzdem mal, ob sich daraus was basteln lässt.

Danke für den Hinweis Falk
Danke für den Link helmi

Bis denne...

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>Deine "alles scheiße"-Mentalität hilft mir keinen Deut weiter. Das ist
>typisch Deutschland: "Alles ist scheiße, aber mir fällt auch nichts
>Besseres ein".

Erzähl keine Märchen. Nutze deine Energie lieber, um mal die Materie in 
Internet gescheit zu recherchieren. Ich werde nicht jedes Mal alles 
wiedervom Urschleim vorkauen. Dazu gibt es U.a. Wiki-Artikel
LED-Matrix

Der ist von mir. Sicher nicht das Nonplusultra, aber ein guter Ansatz.

>Moment haben wir durch die langen Strippen auf dem Experimentierboard
>schon genug Störungen :(

Tja, solche "mal fix was verkabeln" "Lösungen" rächen sich nur 
allzuschnell. Erlebt man auch im professionellem Umfeld immer wieder.

>112,5 Refreshes pro Sekunde ist ok, damit es nicht flimmert.

Also 16 Bit PWM bei 112 Hz.

>Diese
>Frequenz sollte die Stromquelle ohne großartige Überschwinger oder
>Glättung verkraften können.

Also Schaltzeiten von ca. 20ns oder besser. Machbar. Enspricht etwa 15 
MHz.

>Nenne mir eine Common Anode-RGB LED mit einem Streuwinkel von min 120°,
>die es mit 800, 2000 und 650 mlm aufnehmen kann und nicht mehr als 0,70
>EUR kostet und einen vernünftigen Weißpunkt bei den typical-Werten hat.
>Ich habe mit meinem Halbwissen und als Privatperson leider keine finden
>können... für dich scheint das ja kein Problem zu sein.

Ihr seid nicht die ersten, die sowas bauen wollen. LED Displays gibts 
mittlerweile wie Sand am Meer. OK, die Verfügbarkeit für Privatpersonen 
ist möglicherweise ein Problem.

>kämen uns immer noch teurer als die diskrete Schaltung. Wir zahlen im
>Moment 4,50 EUR pro 60 LED-Kanäle.

Das ist doch spottbillig. Problem gelöst.

>Der Unterschied zwischen einem Duty-Cycle von 0/65536, 1/65536 und
>2/65536 war bei abgedunkelter Umgebung bei einer popels-LED locker mit
>bloßem Auge zu sehen. Ist ja auch logisch: (1 / 65536) ^ (1 / 2,2) * 256
>gibt immerhin 1,66 Farbabstufungen nach einer VGA-Gamma-Korrektur bei
>8-Bit Farbtiefe.

Und wer bitteschön soll das bei normalen/hellen Umgebungslicht sehen?

>Warum sollte ich mit der Farbtiefe runtergehen, wenn ich mit der
>Qualität schon unter einem normalen VGA-Bildschirm bei 8 Bit liege?

Weil es akademische Augenwischerei ist.

>nicht, warum ich davon noch nichts gehört habe... eine Beschreibung habe
>ich auch auf die Schnelle nicht gefunden. Beschreib mal, wie das die

Was schonmal einer der grosse Irrtümer der Generation Google ist. "kann 
ich schnell mit Google nicht finden, gibts also nicht". Naja.

>Probleme lösen soll. Wir führen im Moment die PWM für 60 LED-Kanäle bei
>16-Bit Farbtiefe auf einem Mega16 in Software durch.

Wirklich? Da würde mich schon mal interessieren? Kann ich mir schwer 
vorstellen.

>überbieten können, wenn die für den Fall besser geeignet ist, oder?

Ist sie, aber sinnvoll nur mit CPLD/FPGA realisierbar.

>>Schafft jede halbwegs gescheit dimensionierte Stromquelle SPIELEND!

>Schaltung, IC, Link, Buchtipp? Irgendwas Verwertbares?

Klassiker Tietze Schenk. Genauer hab ichs jetzt nicht parat.

>Was soll ich machen? Die Schaltung einstampfen, weil irgendwer
>dahergelaufen kommt und behauptet die ist doof und keine bessere
>anbieten kann?

Erstmal locker bleiben und einfach in die Diskussion pro/kontra 
einsteigen.

>Ich weiß nicht, warum in diesem Forum immer sofort der Tonfall total
>entgleisen muss, wenn jemand seine Erfahrungen oder Probleme schildert.

Die Frage sollltes vielleicht du dir auch mal stellen.

>>Bei LWL-Strecken werden Dioden sogar schneller ON/OFF geschaltet, ;-)
>hmm... stimmt auffallend :)

Nundass die "etwas" kleiner sind, und damit ganz andere parasitätre 
Kapazitäten haben.

>Jo... tun sie :( wir messen derzeit nach Möglichkeit über einen
>Messvorwiderstand liefert auf jeden Fall bessere Ergebnisse als
>irgendwas über die LED zu messen.

Was ja allgemein wenig sinnvoll ist, bei einer exponentiellen Kennlinie.

MFg
Falk

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Erzähl keine Märchen. Nutze deine Energie lieber, um mal die Materie in
> Internet gescheit zu recherchieren. Ich werde nicht jedes Mal alles
> wiedervom Urschleim vorkauen. Dazu gibt es U.a. Wiki-Artikel
> LED-Matrix
>
> Der ist von mir. Sicher nicht das Nonplusultra, aber ein guter Ansatz.

Der Artikel ist definitiv für den Einstieg in die Materie gut geeignet.
Ich habe mich nach gut einem Jahr Recherche auch etwas geärgert, dass 
wir keine Common Anode-LEDs gekauft haben - wir hätten dann ein etwas 
breiteres Angebot an integrierten Treibern gehabt. Jetzt habe ich die 
Dinger hier liegen und möchte die verständlicher Weise auch verwenden.
Auf der anderen Seite habe ich auch im Nachhinein keine erschwinglichen 
Common Anode LEDs in der gewünschten Leistungsklasse gefunden - wenn ich 
doch noch welche finde kann ich die vorhandenen im 100er-Pack bei eBay 
verhökern - sollte bei +-0 rauskommen.
Die von dir im Artikel erwähnten Treiber kenne ich, sind aber für 
unseren Anwendungsfall leider nicht geeignet.

> Tja, solche "mal fix was verkabeln" "Lösungen" rächen sich nur
> allzuschnell. Erlebt man auch im professionellem Umfeld immer wieder.
>

Bei den 100 Schaltungen, die wir bislang aufgebaut haben hätte sich das 
Ätzen nicht wirklich gelohnt - steht demnächst aber an.

> Also 16 Bit PWM bei 112 Hz.

jo - könnten ohne Multiplex natürlich auf's Doppelte, oder halt die 
Pulsdauer zu Gunsten der Signalqualität verdoppeln.

>>kämen uns immer noch teurer als die diskrete Schaltung. Wir zahlen im
>>Moment 4,50 EUR pro 60 LED-Kanäle.
>
> Das ist doch spottbillig. Problem gelöst.

Mir wär was Integriertes natürlich auch Recht - auch wenn's etwas teurer 
werden sollte. Ich möchte die Signalqualität zwischen 3 - 7 MHz noch 
gerne was besser haben... deshalb bin ich immer noch auf der Suche nach 
Tipps und Tricks.


> Und wer bitteschön soll das bei normalen/hellen Umgebungslicht sehen?

Unsere Anwendung wird ja nicht bei normalem Umgebungslicht betrieben.

>>Warum sollte ich mit der Farbtiefe runtergehen, wenn ich mit der
>>Qualität schon unter einem normalen VGA-Bildschirm bei 8 Bit liege?
>
> Weil es akademische Augenwischerei ist.

na ja... lineares Dimmen bei 8 Bits ist auch nicht das Gelbe vom Ei. 
Pastellfarben lassen sich damit kaum abbilden und langsames Überblenden 
sieht meiner Meinung nach auch ziemlich schrecklich aus - das fängt 
wegen der groben Abstufungen im unteren Bereich tierisch an zu zittern. 
Die ganze Rumrechnerei vereinfacht uns lediglich die Abstimmung.


> Was schonmal einer der grosse Irrtümer der Generation Google ist. "kann
> ich schnell mit Google nicht finden, gibts also nicht". Naja.

Sagte ja nur, dass ich nichts auf die Schnelle gefunden habe, nicht dass 
ich aufhöre zu suchen...

>>Probleme lösen soll. Wir führen im Moment die PWM für 60 LED-Kanäle bei
>>16-Bit Farbtiefe auf einem Mega16 in Software durch.
>
> Wirklich? Da würde mich schon mal interessieren? Kann ich mir schwer
> vorstellen.

Warum nicht? Für mehr Kanäle sind leider keine I/Os mehr frei und bei 
mehr Multiplex-Stufen reicht die Taktung leider nicht mehr für die 16 
Bits (UND ich habe zu wenig I/Os ;) ). Außerdem komme ich dann mit der 
USART-Fütterung nicht mehr gut hinterher - ich habe zwar noch gut 40% 
Rechenleistung übrig, aber ziemlich ungleich verteilt.
Ist zugegebenermaßen keine reine PWM - eher 'ne Kreuzung aus PWM und 
Pulsdichtemodulation, aber bei dem Algorithmus mit der reinen PWM hatte 
ich keine Rechenzeit mehr für's USART übrig gehabt und die kürzeste 
Pulsdauer war mir mit 4 TZ zu hoch.
Ich bin gerade nochmal bei den AVRs mit mehr I/Os am schauen... aus dem 
ATmega2560 (oder ATmega1280 oder ATmega640) ließen sich locker 144 
Kanäle (48 RGB-LEDs) rauskitzeln und ich hätte noch satte 12 Bits für 
eine parallele Anbindung (oder SPI oder USART oder TWI) frei und der 
Code wäre was einfacher/ordentlicher... käme mich leider deutlich 
teurer, da die nicht ganz billig sind - die Schaltung wäre dieselbe... 
nur halt 2,4 mal so groß ;)
Bei dem Preis wären auch FPGAs wieder im Rennen.

> Ist sie, aber sinnvoll nur mit CPLD/FPGA realisierbar.

FPGA bin ich schon länger am überlegen - ich wollte mich im ersten 
Projekt allerdings nicht in noch ein neues Thema einarbeiten. Bin ja 
auch erstmal mit der Controllerlösung zufrieden - die Schaltung ist im 
Moment der optimierungswürdigere Kandidat.
FPGA ist mit Sicherheit die schönere Lösung - der AVR tut mir ja schon 
fast leid, dass der keine sinnvollere Tätigkeit aufnehmen darf, aber da 
muss er jetzt durch ;)

> Klassiker Tietze Schenk. Genauer hab ichs jetzt nicht parat.

Merci! Wird sich schon finden.

>>>Bei LWL-Strecken werden Dioden sogar schneller ON/OFF geschaltet, ;-)
>
> Nundass die "etwas" kleiner sind, und damit ganz andere parasitätre
> Kapazitäten haben.

Kennst du eine halbwegs zuverlässige Möglichkeit die parasitären 
Kapazitäten (vermutlich die vom pn-Übergang) mit Hausmitteln (30 MHz 
analog-Ozsi, gutes Multimeter mit Kapazitätsmessung) zu ermitteln? Würde 
aus dem Bauch heraus versuchen beim Schalten die Auf- und Entladekurve 
über den Vorwiderstand der LED zu interpretieren, denke aber, das Oszi 
ist dann schon arg am Limit.


>
>>Jo... tun sie :( wir messen derzeit nach Möglichkeit über einen
>>Messvorwiderstand liefert auf jeden Fall bessere Ergebnisse als
>>irgendwas über die LED zu messen.
>
> Was ja allgemein wenig sinnvoll ist, bei einer exponentiellen Kennlinie.

Wenn ich die LED digital schalte, kann anhand der abfallenden Spannung 
auch feststellen, ob der Strom korrekt ist - das Verhältnis muss halt 
einmal für die LED ermittelt werden. Mit der exponentiellen 
Strom/Spannung-Kennlinie habe ich dann ja nichts mehr zu tun. Ich denke 
das Problem dabei sind eher die von dir beschriebenen Kapazitäten, die 
beim Schalten die Messung unbrauchbar machen.

Im Moment versuchen wir die Schaltung so auszulegen, dass die Helligkeit 
bei einem 50% Tastverhältnis unabhängig von der Frequenz konstant bleibt 
- solange das bei allen drei Farbkanälen gegeben ist, ist mir der 
Stromverlauf fast egal. Ab 3 MHz steigt unser Frequenzgenerator 
allerdings aus, weshalb wir die Schaltung darüber hinaus noch nicht gut 
getestet haben... kommt Zeit, kommt MHz...

Gruß uns so

Kai

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Kai Giebeler (runtimeterror)

>Bei den 100 Schaltungen, die wir bislang aufgebaut haben hätte sich das
>Ätzen nicht wirklich gelohnt - steht demnächst aber an.

Bei 100!! loht sich ätzen nicht? Hmmm. Ausserdem baut man ja 
sinnvolerweise erstmal ein oder zwei Prototypen, optimiert die, und baut 
dann grössere Stückzahlen.

>werden sollte. Ich möchte die Signalqualität zwischen 3 - 7 MHz noch
>gerne was besser haben... deshalb bin ich immer noch auf der Suche nach
>Tipps und Tricks.

In welcher Richtung? Wie die Stromquelle schneller gemacht werden kann? 
Poste mal deine aktuelle Schaltung.

>> Und wer bitteschön soll das bei normalen/hellen Umgebungslicht sehen?
>Unsere Anwendung wird ja nicht bei normalem Umgebungslicht betrieben.

Dennoch hab ich da meine Zweifel, dass es auch dann notwendig ist, mit 
16 Bit zu arbeiten. Egal.

>na ja... lineares Dimmen bei 8 Bits ist auch nicht das Gelbe vom Ei.

Man dimmt ja auch NICHTlinear. Du hast ja selber den Kommentar zum 
LED-Fading geschrieben.

>Pastellfarben lassen sich damit kaum abbilden

Naja, das ist na nun auch die Creme de la creme. Ob man das ohne 
gescheite Messtechnik und Kalibrierung sowieso halbwegs hinbekommt?

> und langsames Überblenden
> sieht meiner Meinung nach auch ziemlich schrecklich aus

Dann halt bissel schneller überblenden, heute hat doch eh keiner mehr 
Zeit ;-)

>Ist zugegebenermaßen keine reine PWM - eher 'ne Kreuzung aus PWM und
>Pulsdichtemodulation, aber bei dem Algorithmus mit der reinen PWM hatte
>ich keine Rechenzeit mehr für's USART übrig gehabt und die kürzeste
>Pulsdauer war mir mit 4 TZ zu hoch.

Nochmal, auf EINEM ATmega16 werden für SECHZIG Kanäle 16 Bit PWMs 
generiert? Mit 14 MHz PWM-Takt. Kann ich mir irgendwie schwer 
vorstellen. Siehe Soft-PWM, ist auch von mir.

>Ich bin gerade nochmal bei den AVRs mit mehr I/Os am schauen... aus dem
>ATmega2560 (oder ATmega1280 oder ATmega640) ließen sich locker 144
>Kanäle (48 RGB-LEDs) rauskitzeln und ich hätte noch satte 12 Bits für
>eine parallele Anbindung (oder SPI oder USART oder TWI) frei und der

Ich glaube die Pins sind das kleinere Problem, eher die Rechenzeit. ich 
würde da auf eine AVR+CPLD Kombination gehen, oder gleich alles in einem 
FPGA.

>Kennst du eine halbwegs zuverlässige Möglichkeit die parasitären
>Kapazitäten (vermutlich die vom pn-Übergang) mit Hausmitteln (30 MHz
>analog-Ozsi, gutes Multimeter mit Kapazitätsmessung) zu ermitteln? Würde
>aus dem Bauch heraus versuchen beim Schalten die Auf- und Entladekurve
>über den Vorwiderstand der LED zu interpretieren, denke aber, das Oszi
>ist dann schon arg am Limit.

Naja, für deine Anwendung reicht das 30 MHz Oszi. Der Ansatz ist so 
erstmal OK. Man sollte nur mir relativ geringen Spannungen und damit 
niedrigen Vorwiderständen arbeiten (100 Ohm in etwa).

>Wenn ich die LED digital schalte, kann anhand der abfallenden Spannung
>auch feststellen, ob der Strom korrekt ist - das Verhältnis muss halt
>einmal für die LED ermittelt werden. Mit der exponentiellen

Nicht wirklich. Das kann man vielleicht für EINE LED bei halbwegs 
konstanter Temperatur machen (was bei Pulsbetrieb bisweilen gar nicht so 
einfach ist), aber alles andere ist wildestes Schätzen.

>Strom/Spannung-Kennlinie habe ich dann ja nichts mehr zu tun. Ich denke
>das Problem dabei sind eher die von dir beschriebenen Kapazitäten, die
>beim Schalten die Messung unbrauchbar machen.

;-)
Die Kapazitäten habens dir wohl angetan, was? Keine Bange, jeder 0815 
10:1 Tastkopf ist dafür ausreichend.

MfG
Falk

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin oder so...

> Bei 100!! loht sich ätzen nicht? Hmmm. Ausserdem baut man ja
> sinnvolerweise erstmal ein oder zwei Prototypen, optimiert die, und baut
> dann grössere Stückzahlen.

Missverständnis. Wir haben bislang eine gute Menge unterschiedlichster 
Schaltungen aufgebaut um in die Materie reinzukommen - dafür jedesmal 
eine neue Platte zu ätzen wäre ein wenig unökonomisch. Die großen 
Stückzahlen folgen natürlich auf print, sobald wir einen 
funktionierenden Prototypen haben.

> In welcher Richtung? Wie die Stromquelle schneller gemacht werden kann?
> Poste mal deine aktuelle Schaltung.

Ich denke, die Stromquelle läuft trotz diskretem Aufbau extrem stabil... 
mit dem Schalten der LEDs tun wir uns allerdings schwer... bei den 
meisten Schaltungen, die wir ausprobiert haben war die LED bei gut 200 
kHz aus :( - da fehlen uns wahrscheinlich ein paar Basics.
Ich schau mal, ob ich heute noch die aktuelle Schaltung gepinselt 
kriege...

> Dennoch hab ich da meine Zweifel, dass es auch dann notwendig ist, mit
> 16 Bit zu arbeiten. Egal.

Bei der unfassbar hohen Qualität der LEDs Ironie brauchen wir die 
Genauigkeit um eine Per-Pixel-Korrektur durchführen zu können. Die 
sonstigen Qualitätsansprüche lassen wir mal unter Perfektionismus, 
persönliche Vorliebe und akademische Pedanterie fallen ;)


> Man dimmt ja auch NICHTlinear. Du hast ja selber den Kommentar zum
> LED-Fading geschrieben.

Wenn ich nicht linear dimme, brauch ich im unteren Bereich zwangsläufig 
eine höhere Präzision. Da der Controller die 16 Bits ganz gut schafft 
(und sonst eh nichts Sinnvolles zu tun kriegt) würde ich die halt ganz 
gerne nach Möglichkeit nutzen.

> Nochmal, auf EINEM ATmega16 werden für SECHZIG Kanäle 16 Bit PWMs
> generiert? Mit 14 MHz PWM-Takt. Kann ich mir irgendwie schwer
> vorstellen.

Hmm... passt aber wunderbar und läuft auch schon :)
Die größere Schwierigkeit war eigentlich den USART oft genug zu pollen - 
bei Interrupts riskiere ich durch die Unterbrechung ein Flimmern in den 
unteren Helligkeitsbereichen.

> Ich glaube die Pins sind das kleinere Problem, eher die Rechenzeit.

Hab's eben nochmal überschlagen: die Rechenzeit sollte noch ganz gut 
reichen, aber für die Fütterung von außen muss ein dedizierter 
Controller her, der on demand die Daten liefert, wenn der PWM-Controller 
signalisiert, dass er Zeit hat. (Irgendwie sind das zu viele Kommas...)

Gruß aus Köln

Kai

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>Missverständnis. Wir haben bislang eine gute Menge unterschiedlichster
>Schaltungen aufgebaut um in die Materie reinzukommen - dafür jedesmal
>eine neue Platte zu ätzen wäre ein wenig unökonomisch.

Ihr habt schon 100!!! verschiede Testplatinen gebaut? WOW!

>Ich denke, die Stromquelle läuft trotz diskretem Aufbau extrem stabil...

Denkst du! ;-) WEISST du es auch?

>sonstigen Qualitätsansprüche lassen wir mal unter Perfektionismus,
>persönliche Vorliebe und akademische Pedanterie fallen ;)

Amen.

>> Nochmal, auf EINEM ATmega16 werden für SECHZIG Kanäle 16 Bit PWMs
>> generiert? Mit 14 MHz PWM-Takt. Kann ich mir irgendwie schwer
>> vorstellen.

>Hmm... passt aber wunderbar und läuft auch schon :)

Zeig mal den Quelltext. Das glaube ich erst, wenn ich es gesehen habe.

MfG
Falk

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ach ja... ein bisschen was zum Gucken (nichts Weltbewegendes - die 
aktuellen Videos sind noch nicht online)

Lineares Ausblenden (Gamma = 2.0)
Youtube-Video "ATMega16 PWM mit Gammakorrektur"

Die Matrix in Aktion (alter Algorithmus)
Youtube-Video "RGB-LED-Matrix v2.0"

Mehr (nicht ganz so aktuelle) Infos gibt's auf 
http://chamaeleon.tothecore.de

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So... besser spät als nie.

>Zeig mal den Quelltext. Das glaube ich erst, wenn ich es gesehen habe.
hehe... hatte ich schon fast drauf gewartet. In dem Code steckt 
allerdings recht viel Arbeit drin und wir wissen noch nicht, ob wir den 
kommerziell nutzen wollen - ich denke du verstehst das. Falls wir den 
offenlegen, stelle ich den Code inklusive Doku hier ins Wiki ein - wenn 
ich dich anderweitig überzeugen kann, schlag was vor ;)

Die Schaltung ist natürlich kein Geheimnis und als zeitgenössische 
Kugelschreiberillustration angehängt (sorry, ging gerade schneller). Die 
Schaltung ist in genau dieser Form noch nicht getestet.

Gruß und schönen Abend noch

Kai

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>hehe... hatte ich schon fast drauf gewartet. In dem Code steckt
>allerdings recht viel Arbeit drin und wir wissen noch nicht, ob wir den
>kommerziell nutzen wollen - ich denke du verstehst das.

Sicher.

>offenlegen, stelle ich den Code inklusive Doku hier ins Wiki ein - wenn
>ich dich anderweitig überzeugen kann, schlag was vor ;)

Wüsste nicht wie. Meine Zweifel an 60! (sechzig) 16 Bit PWM-Kanälen auf 
EINEM Mega16 beleiben bestehen. Ist aber zweitrangig.

>Schaltung ist in genau dieser Form noch nicht getestet.

???
Ausserdem fehlen die Bauteilwerte. Ergänze mal.

MFG
Falk

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mal kurz zur Schaltung von gestern abend. Wenn die schneller werden 
soll, dann schalte Schottky-Dioden zw. Basis (Anode) und Collector 
(Katode). Damit verhinderts Du ne Sättigung des Transistors, was ihn 
extrem langsam ausschalten läßt (kann je nach Typ und gewähltem 
Basisstrom in die µs gehen). Dies könnte erklären, daß die LED's ab 
200kHz mehr aus als an sind.
Auch würde ich den C an der Basis nur mit ein paar pF oder ein paar 10pF 
bemaßen - größere Werte belasten nur sinnlos den Treiber und die Basis 
(vor allem bei höheren Frequenzen), und haben sicherlich sonst keinen 
sinnvollen Effekt.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ JensG (Gast)

>Auch würde ich den C an der Basis nur mit ein paar pF oder ein paar 10pF
>bemaßen

Falsche Dimensionierung. Werte zwischn 100pF und 1nF sind hier sinnvoll.

> - größere Werte belasten nur sinnlos den Treiber und die Basis
>(vor allem bei höheren Frequenzen),

Ja.

> und haben sicherlich sonst keinen sinnvollen Effekt.

Doch. Sie sollen nämlich die Basis beim H->L Übergang für ein paar 
Dutzend ns ins negative ziehen, um die Ladungsträger schneller 
auszuräumen. 10pF sind da definitiv zu wenig.

MFG
Falk

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry wegen der fehlenden Werte:
- Vcc = 8 V
- Vcc2 = 5 V
- Ired = Igreen = Iblue = 30 mA
- Regelwiderstände (oben) = 100 Ohm
- Bei den Transistoren sind wir uns beim Verstärkungsfaktor noch nicht 
sicher, was da geeignet ist.
- Der Kondensator liegt glaube ich bei 10 nF
- Den Basisvorwiderstand habe ich gerade nicht parat, ist aber so 
dimensioniert, dass der Transistor gerade halbwegs sicher durchschaltet.
- Alle I/Os sind direkt mit dem Mega16 verbunden: 0V/5V

Die Schottky-Diode habe ich bisher versucht zu vermeiden, da sie derzeit 
das teuerste Bauteil an der Schaltung ist (würde etwa 500 mal benötigt) 
- oder kennt Ihr günstige Bezugsquellen oder integrierte Arrays? Kann 
man für unseren Frequenzbereich auch normale Dioden einsetzen? - oder 
ist deren Spannungsabfall zu hoch?
Werde bei der nächsten Bestellung trotzdem ein paar einpacken und 
testen.

Wenn die drin sind können wir sicher auch den Kondensator kleiner 
dimensionieren oder gar weglassen.

Was den Kondensator angeht: unter 100 pF wurde die Flankensteilheit 
deutlich schlechter. Nach oben hin konnte man jeden Wert nehmen aber der 
Transistor wird dann irgendwann bei den niedrigen Frequenzen gegrillt.

Ich hatte ursprünglich überlegt Vcc = 12 V und Vcc2 = 5 V zu verwenden, 
damit man das ganze ohne zusätzlichen Aufwand über ein ATX-Netzteil 
füttern kann. Da ich aber keine Heizung bauen wollte bin ich wieder bei 
8 V gelandet.

Danke für euer Feedback!

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Falk Brunner (falk)
>> und haben sicherlich sonst keinen sinnvollen Effekt.

>Doch. Sie sollen nämlich die Basis beim H->L Übergang für ein paar
>Dutzend ns ins negative ziehen, um die Ladungsträger schneller
>auszuräumen. 10pF sind da definitiv zu wenig.

Für den L-H Übergang ist so ein C auch gut ;-)
Ich meinte, sinnlos hohe Werte haben keinen zusätzlichen sinnvollen 
Effekt.
Mag sein, daß die von mir erwähnten paar (10) pF zu wenig sind (durch 
die Verstärkung schlägt ja die C-B Kapazität stärker zu Buche). Aber in 
einer Schaltung, wo ich dies nutzte, hatte ich die empirisch mit Oszi 
ermittelt, und da waren knapp 100p aureichend (ich glaube es waren 82p - 
ist schon lange her). Hängt vom Transistor ab.

@ Kai Giebeler (runtimeterror)
>man für unseren Frequenzbereich auch normale Dioden einsetzen? - oder
>ist deren Spannungsabfall zu hoch?

Ja - auf deren Spannungsabfall basiert dieses Verfahren


>Wenn die drin sind können wir sicher auch den Kondensator kleiner
>dimensionieren oder gar weglassen.

nee, nicht unbedingt. Weil die C-B Kapazität trotzdem noch da ist, die 
mit dem zusätzlichen C kompensiert werden soll.


>Was den Kondensator angeht: unter 100 pF wurde die Flankensteilheit
>deutlich schlechter. Nach oben hin konnte man jeden Wert nehmen aber der
>Transistor wird dann irgendwann bei den niedrigen Frequenzen gegrillt.

Bei niedrigen? Vielleicht ist doch der Basis-R etwas zu hoch, so daß der 
Transistor schon im linearen Betrieb arbeitet (also nicht voll 
durchgeschaltet). Bei hohen Frequenzen wird das wohl durch den Basis-C 
wieder etwas wettgemacht.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>- Den Basisvorwiderstand habe ich gerade nicht parat, ist aber so

Das ist aber wichtig.

>Die Schottky-Diode habe ich bisher versucht zu vermeiden, da sie derzeit
>das teuerste Bauteil an der Schaltung ist (würde etwa 500 mal benötigt)

Bei einem Preis von 2..5 Cent sicher zu verschmerzen. Braucht man aber 
nicht wirklich.

>- oder kennt Ihr günstige Bezugsquellen oder integrierte Arrays? Kann
>man für unseren Frequenzbereich auch normale Dioden einsetzen?

Nöö, da müssen schon GHz Exemplare her . . . ;-)

>Wenn die drin sind können wir sicher auch den Kondensator kleiner
>dimensionieren oder gar weglassen.

Es reicht, ihn RICHTIG zu dimensionieren. 10nF ist VIEL zu viel. 
Probier mal 220pF.

>Was den Kondensator angeht: unter 100 pF wurde die Flankensteilheit
>deutlich schlechter. Nach oben hin konnte man jeden Wert nehmen aber der
>Transistor wird dann irgendwann bei den niedrigen Frequenzen gegrillt.

Bei hohen, sicher nicht bei niedrigen.

>Ich hatte ursprünglich überlegt Vcc = 12 V und Vcc2 = 5 V zu verwenden,
>damit man das ganze ohne zusätzlichen Aufwand über ein ATX-Netzteil
>füttern kann. Da ich aber keine Heizung bauen wollte bin ich wieder bei
>8 V gelandet.

Kommt auf die LEDs drauf an. Was für ein Flussspanung haben die denn?

So, hier mal ein einfacher, aber dennoch recht fixer 
Stromquellentreiber. Macht 1 MHz recht problemlos mit. Als NPN wird man 
heute eher einen BC337 oder ähnlich verwenden, als PNP eien BC237 etc. 
Wenns noch schneller sein soll muss ein Pegelwandler her, der dann 
bezogen auf 12V die Stromquelle schnell, und vor allem niederohmig 
schalten kann.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stromverlauf. D7 ist als Ersatz für eine LED mit ~5V Flussspannung drin.

MFG
Falk

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Meine Antwort zu den normalen Dioden ist vielleicht etwas 
mißverständlich. Das JA bezog sich auf den zu hohen Spannungsabfall. Ich 
meinte nicht, daß man nornmale Dioden nehmen könne ...
Die niedrige Flußspannung der Schottky's ist der springende Punkt.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>... Nach oben hin konnte man jeden Wert nehmen aber der
>>Transistor wird dann irgendwann bei den niedrigen Frequenzen gegrillt.

Was ich meine: Bei niedrigen Frequenzen dauern die High-Pegel länger. 
Wenn der Kondensator zu groß dimensioniert ist, wird der Vorwiderstand 
nach einem  Lo-Hi-Übergang zu lange kurzgeschlossen und der Basisstrom 
ist zu lange viel zu hoch.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>nach einem  Lo-Hi-Übergang zu lange kurzgeschlossen und der Basisstrom
>ist zu lange viel zu hoch.

Eben darum nimmt man einen kleineren Kondensator . . . ;-)

MfG
Falk

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
verstehe ich trotzdem nicht: wenn die Frequenz niedrig ist, und der C 
lädt wirklich während der gesamten H-Phase, dann passiert das aber auch 
bei höherer Frequenz. Im Gegenteil - bei höheren Frequenzen würden die 
Spitzenströme öfters kommen, und die höchsten Spitzenströme gibt's ja 
immer am Anfang der Ladephase. Bei niedrigeren Frequenzen hat dagegen 
der Strom länger Zeit, entsprechend  der e-Kurve auszupendeln, womit bei 
niedrigeren Frequenzen ein niedrigerer mittlerer Strom herrscht, somit 
auch weniger Verlustleistung in der Basis. Deswegen verstehe ich das 
nicht.
Auserdem, wenn der Transistor schon allein wegen der Basisströme heiß 
wird, dann müssen das schon "gewaltige" Ströme für den Tr. sein ...
Wird der Transistor dann auch heiß, wenn gar keine Last (LED) dran ist 
bei 10nF?

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@JensG

Bei höheren Frequenzen bekommt der Transistor von den 50% Duty-Cycle 
noch was mit und kann in den Low-Phasen abkühlen. Mit niedrigen 
Frequenzen meine ich solche, bei denen der Transistor nach einem langen 
High das folgende Low nicht mehr miterlebt. 5V über Basis-Emitter sind 
halt auf Dauer ungesund - wie lange der das aushalten würde weiß ich 
nicht.


@Falk

>>- Den Basisvorwiderstand habe ich gerade nicht parat, ist aber so
>Das ist aber wichtig.

Weiß ich. Ich habe hier leider keinerlei elektronisches Equipment - der 
ganze Aufbau steht bei 'nem Kollegen. Ich schau mal, ob ich die genauen 
Werte nochmal organisieren kann. Kann die meisten eurer Vorschläge daher 
auch nicht zeitnah testen, auch wenn's mir echt unter den Nägeln brennt.

>Nöö, da müssen schon GHz Exemplare her . . . ;-)

Wollte halt wissen warum Schottky-Dioden eingesetzt werden sollen - die 
einzigen Unterschiede die ich zu normalen Dioden kenne sind der 
Spannungsabfall und die Schaltgeschwindigkeit.

>Die niedrige Flußspannung der Schottky's ist der springende Punkt.

Und das war die gesuchte Antwort ;)

>Bei einem Preis von 2..5 Cent sicher zu verschmerzen. Braucht man aber
>nicht wirklich.

Hast du da für Normalsterbliche zugängliche Quellen? Unter 0,13 EUR 
komme ich bei Reichelt nicht, obwohl... 1A bei 40V hört sich nicht nach 
dem unteren Ende an... ich such nochmal ;)

>Probier mal 220pF.
Notiert!

>Kommt auf die LEDs drauf an. Was für ein Flussspanung haben die denn?
s.o.
>Rote LED mit 1.5V, grüne und blaue mit etwa 4.0 - 4.5 V
bei 20 mA
bei 30 mA wahrscheinlich leicht drüber. Würde mal 4.0 V - 5.0 V für 
grün/blau veranschlagen und 1.5 V - 2.0 V für rot.



Danke dir für die Schaltung! In ähnlicher Form haben wir die schon 
eingesetzt. Statt für den Spannungsabfall über R1 hatten wir eine 
Zener-Diode. Die Schaltung hatte bei uns ziemlich üble Ergebnisse - 
werde die aber nochmal mit den von dir vorgegebenen Werten aufbauen. Wie 
würdest du den Stromfluss auf 30 mA begrenzen? Den Spannungsteiler R1:R2 
verschieben oder den Regelwiderstand R3 anders dimensionieren?

Wie errechnet sich der im Diagramm dargestellte Strom von 90 mA in D7? 
Habe nicht viel Übung darin:
12V = Ur1 + Ur2 + Uq1 <=> 11,3V = Ur1 + Ur2
Ur1 / Ur2 = R1 / R2
=> Ur1 = 1,98 V
Ir3 = (Ur1 - Ueb(Q2)) / 10 Ohm = 1,28 V / 10 Ohm = 128 mA
Id7 ~= Ir3 = 128 mA

Siehst du den Fehler, oder kannst du mir das mit eigenen Worten kurz 
erklären?

Danke und Gruß

Kai

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Kai Giebeler (runtimeterror)

>Rote LED mit 1.5V, grüne und blaue mit etwa 4.0 - 4.5 V
>bei 20 mA
>bei 30 mA wahrscheinlich leicht drüber. Würde mal 4.0 V - 5.0 V für
>grün/blau veranschlagen und 1.5 V - 2.0 V für rot.

Naja, dann brauchst du ca. 6..7 Versorgungsspannung, keine 12V!

>Zener-Diode. Die Schaltung hatte bei uns ziemlich üble Ergebnisse -

Habt ihr mal gemessen? Mit nem Oszi? Probieren allein geht da nicht.

>würdest du den Stromfluss auf 30 mA begrenzen?

Warum 30mA? Ihr muxt doch. Da braucht ihr mehr Pulsstrom.

> Den Spannungsteiler R1:R2
>verschieben oder den Regelwiderstand R3 anders dimensionieren?

R3 anpassen.

>Wie errechnet sich der im Diagramm dargestellte Strom von 90 mA in D7?
>Id7 ~= Ir3 = 128 mA

Genau so.

MFG
Falk

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde auch über R2 einen C schalten, denn was nützt es, wenn Q1 
schnell wird durch C1, aber dessen tolle Schaltflanke dann über R2 und 
den parasitären C's des Q2 wieder tiefpaßgefiltert wird. Deswegen ist 
die LH Flanke des Stroms immer noch relativ rund.
Übrigens scheint die Spitze beim Ausschalten (HL-Flanke) wohl ebenfalls 
vom C1 verursacht zu werden, der über die c-b Kapazität des Q1 auf die 
Basis des Q2 durchschlägt. Auch ein Grund, es nicht mit dem C1 zu 
übertreiben (hält ja zumindest noch rund 100ns den Strom aufrecht in Q2)

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ JensG (Gast)

>Ich würde auch über R2 einen C schalten, denn was nützt es, wenn Q1

DAS würde ich bleiben lassen. Denn die Basis von Q2 MUSS auf iner 
festen Spanng liegen, hier ca. 10V. Wenn man die weiter runter zieht (im 
Schaltmoment durch ein C parallel zu R2) steigt der Strom!

>die LH Flanke des Stroms immer noch relativ rund.

Nein, das ist die relativ hochohmige Ansteuerung über R1 und R2. Wenn 
richtig fix sein soll muss ein Pegelwandler her der dann die Basis 
von Q2 niederohmig ansteuern kann.

>Übrigens scheint die Spitze beim Ausschalten (HL-Flanke) wohl ebenfalls
>vom C1 verursacht zu werden, der über die c-b Kapazität des Q1 auf die

Ist ein Simulationsartefakt. Die Pulsquelle ist ideal, ohne 
Innenwiderstand. Im Umschaltmoment sind die Kapazitäten Kurzschlüsse, C1 
sowieso, aber auch die parasitäre B-C Kapazität. Damit wird die Spannung 
am Kollektor von Q1 kurzzeizig um 5V runtergezogen, was eben die 
Stromspitze zur Folge hat.

>Basis des Q2 durchschlägt.
> Auch ein Grund, es nicht mit dem C1 zu
> übertreiben (hält ja zumindest noch rund 100ns den Strom aufrecht in Q2)

Eben. Aber auf keinen Fall ein C paralle zu R2!

MFG
Falk

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>DAS würde ich bleiben lassen. Denn die Basis von Q2 MUSS auf iner
>festen Spanng liegen, hier ca. 10V. Wenn man die weiter runter zieht (im
>Schaltmoment durch ein C parallel zu R2) steigt der Strom!

Also wenn Du gar keine I-Spitze riskieren willst, hast Du sicherlich 
(fast) recht. Allerdings gibt's trotzdem ein paar parasitäre pF's, die 
kompensationswürdig sind (ähnlich wie Spannungsteiler für 
Spannungsmessungen kompensiert werden). Hier muß man aber eben mit Oszi 
dies empirisch ermitteln, um den besten Kompromiss zu finden. Ich denke, 
kein C ist genau so falsch wie ein zu großer C.


>Ist ein Simulationsartefakt. Die Pulsquelle ist ideal, ohne
>Innenwiderstand. Im Umschaltmoment sind die Kapazitäten Kurzschlüsse, C1
>sowieso, aber auch die parasitäre B-C Kapazität. Damit wird die Spannung
>am Kollektor von Q1 kurzzeizig um 5V runtergezogen, was eben die
>Stromspitze zur Folge hat.

Schade. Eigentlich habe ich es doch genau so begründet.
Wieso läuft deine Begründung dann auf Simulationsartefact als Ergebnis 
raus ?
Abgesehen von der idealen Pulsquelle sehe ich aber keinen relevanten 
Unterschied zur realen Welt. Warum soll dann diese Spitze nicht in der 
realen Welt erscheinen? Würde ich zumindest für möglich halten.
Schließlich wird die Basis in negative Richtung gezogen, wo die Basis 
praktisch keinerlei Widerstand bietet, sondern (u.a.) nur noch die B-C 
Strecke als "kapazitive Last".

Aber dieses Tuning-Thema gibt mir Lust, dies heut' abend (mal wieder) in 
der Realität zu testen ;-), wenn ich dazu komme.

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, gestern hatte ich mal ein paar Tests gemacht.
Meine Signalquelle war leider nicht sehr berauschend, bestenfalls (je 
nach Testbedingungen) 100ns/50ns (LH/HL) Flankensteilheit, was 
sicherlich signifikant die Flankenqualität am Ausgang verschlechtern 
dürfte.
Die Angaben bedeuten Latenzzeit+Anstiegszeit/Latenzzeit+Abfallzeit bei 
ungefähr bestem Kompromis der Bauteilwerte in der jeweiligen Variante.
Transistoren waren BC546/556:

1.Ohne jegliches Tuning   100ns+100ns/2,7µs+400ns

2.Mit C1=220p             20ns+50ns/150ns+100ns

3. mit Schottky ü. Q1, C1=0p  100ns+100ns/0ns+600ns

4. mit Schottky ü. Q1, C1=47p  30ns+50ns/25ns+120ns

5. mit Schottky ü. Q1, C1=47p, C2=8,2p  30ns+30ns/25ns+100ns

6. wie 5, aber mit Pullup Tr. an C-Q1  30ns+40ns/15ns+15ns


zu 2. die 150ns ist die Stromspitze, die Falk einfach als 
Simulationsartefakt abtat - existiert also auch in der Wirklichkeit.
zu 3. Latenz beim Abfall sehr gering durch die Schottky (nicht sichtbar 
in diesem Meßbereich, deswegen 0)
zu 4. mehr C1 war nicht nötig
zu 5. C2 über R2, leichte Stromspitze (20%) bei LH-Flanke, höhere Werte 
(eg. 20p) brachten eine leichte Zeit-Verbesserung, aber auch größere 
Stromspitze (80%)

Die LH-flanke wird vermutlich nur deswegen nicht besser in all den 
Scenarien, weil die Eingangs-LH-Flanke etwas zu lange braucht, sonst 
wäre die sicherlich auch weit besser.

Autor: JensG (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier noch meine Testschaltung - allerdings sicherlich nix für Kai, denn 
er wollte ja noch nicht mal die Schottky finanzieren ;-)

Autor: JensG (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hier vielleicht mal noch die beste HL-Flanke von Variante 6 mit (C3=20p)
- unten Input-Signal (MP1)
- oben Output-Signal (MP3)
- mitte die "Kreuzung" zw. den Transistoren (MP2). Vermutlich ist der 
Tastkopf nicht abgeglichen gewesen wegen der Überschwinger

Autor: JensG (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
und LH-Flanke

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
JensG wrote:
> Hier noch meine Testschaltung - allerdings sicherlich nix für Kai, denn
> er wollte ja noch nicht mal die Schottky finanzieren ;-)

Pöh ;)
Testexemplare sind jetzt bestellt.
Die ist leider wirklich zu komplex um sie 500 mal für eine Anwendung 
aufzubauen, liefert aber gute Informationen darüber, was sich zu 
optimieren lohnt.

Trotzdem vielen Dank für die ganze Arbeit! Ich nehm mir am Wochenende 
Zeit 'ne Quintessenz zu ziehen.

Liefert eine LED als Last bei dir nennenswerte Unterschiede im Ergebnis?

Gruß

Kai

Autor: Uwe (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
@Geschaltete-Stromquelle.png
Die R's sind mir alle zu hoch. Ich plädiere für:
R1=680R
R2=0, dafür in die Emitterleitung von Q1 240R//47p
R4=1K
C1=27p
Q1=BC547
und von Basis Q1 ein R mit 1K gegen GND

Die Simu sah ganz gut aus, einfach mal testen

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Helmi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@JensG (Gast)

Versuch doch einfach mal als Ansteuerschaltung für deinen Transistor Q1 
einen 74AC04.

Wenn du denn Rechteckimpuls von deinem Generator über einen 74AC04 
schickst
hast du am Ausgang eine höhere Flanksteilheit im ns Bereich.

So könntest du deine Test nochmal mit verbessert Ansteuerung 
wiederholen.

Gruss Helmi

Autor: JensG (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sooo - hab nun auch noch mal mit einer besseren Signalquelle 
herumgespielt, sprich mit einem PIC-Ausgang mit so um die 15-20ns (weil 
ich grad so eine Schaltung hier rumliegen habe).

Ergebnis: 10ns/10ns+10ns/10ns (also schön symmetrisch sogar)
Im Anhang eine der Flanken.

Ich denke, das kann sich sehen lassen. Damit könnte man so an die 50MHz 
schalten (zumindest erst mal gegen eine rein ohmsche Last
Damit ist aber auch so langsam das Ende der Fahnenstange bei meinem Oszi 
(100MHz/1GS)erreicht - was viel besseres werde ich damit kaum noch 
sehen.

Übrigens - daß die mittlere Kurve in den letzten Bildern extreme 
Überschwinger zeigte, lag peinlicherweise am fehlenden Abblockkondi in 
der Betriebsspannung (bei 1m langen Zuleitungen für den Saft sahen die 
Kurven aber doch noch gut aus - oder ? ;-)

@Kai
hatte ich schon fast erwartet, daß Dir das etwas zu komplex ist. Habe 
ich aber auch nur rein aus Interesse gemacht, umd betrachte dies einfach 
mal so als Machbarkeitsstudie.

Eine LED habe ich noch nicht getestet, und würde vermutlich etwas 
schlechtere Ergebnisse bringen wegen deren Sperrschichtkapazität (ich 
glaube, die kann wohl schon einige 10pF betragen). Der Transistor ist 
zwar ein Stromverstärker, so daß ich sicherlich die Kurvenformen/timings 
auch bei einer LED ungefähr so ansetzen kann als Stromkurven, aber durch 
die Sperrschichtkapazitäten der LED wird wohl das Licht selbst etwas 
weicher schalten.

@Uwe
Also ich denke, dies ist kein wirklicher Ersatz, denn deine Schaltung 
ist aufgrund der Dimensionierung keine echte Konstantstromquelle mehr. 
Denn der Q1 schaltet nicht mehr einfach gegen Masse, sondern den Emitter 
ziehts bei H-Pegel auf etwa 4,3V (bei Ue=5V). Mit den vorgeschlagenen 
Widerständen hat dieser Q1 etwa ein v=2,5, d.h. den C würde es um über 
10V runterziehen, geht aber nicht so weit, weil ihm der E entgegenkommt. 
Somit klatschen C und E einfach zusammen (Q1 in der Sättigung). Somit 
ziehts den E von Q2 um rund 7V nach unten, was Du auch an den rund 70mA 
in deiner Simu siehst.
Da damit der Ausgangsstrom abhängig wird von der Eingangsspannung, ist 
dies keine wirklich geschaltete Konstantstromquelle für mich mehr, die 
ja weitgehend unabhängig von der Eingangsspannung sein soll. R2 kannst 
Du also nicht einfach auf 0 setzen aus rein funktionellen Gründen, oder 
Du mußt R1 zumindest bedeutend kleiner machen, um v kleiner zu kriegen.
Auserdem kommen mir die Simu-Ergebnisse wirklich etwas sehr optimistisch 
vor. 10-20ns Abfall-Zeit??? Und Anstieg in 0,nix?
Ich kanns ja mal testen, habe aber nicht viel Hoffnung, so gute Werte 
hinzubekommen.
Niedrigere Widerstände machen eine Schaltung zwar schneller, zieht aber 
die "Stromkosten" wieder in die Höhe. So hatte die TTL-Reihe auch mal 
angefangen ;-)

Autor: JensG (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
und die andere Flanke

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Helmi (Gast)
ja, würde sicherlich noch besser sein als Quelle, aber der letzte Test 
mit dem PIC als Signalquelle in meinem letzten Test zeigt sicherlich, wo 
der Hase hinläuft, wenn die Input-Flanken steiler werden. Das bringt 
aber mit meinem Oszi sicherlich nicht mehr so extrem viel (ganz wenige 
ns sind vielleicht noch drin) - da bräuchte man sicherlich einen 
breitbandigeren Oszi.
Gute Nacht.

Autor: Uwe (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
Ok, Jens ich habe mir deinen Einwand zu Herzen genommen und die 
Schaltung optimiert. Allerdings muss ich sagen >kein wirklicher Ersatz
ist etwas voreilig wenn du das mal aus dem Blickwinkel eines 
Stromspiegels betrachtest. Der Stromes ist momentan, bei UB = 5-12V, im 
Bereich 20-25mA zu finden. Bei 12V sollte C5 aber höchstens noch 10p 
sein sonst treten Überschwinger auf. Im Anhang erstmal die Schaltung und 
dann noch die Simu dazu. Ich bin mir jedenfalls recht sicher das das 
ganze auch so funktioniert.

MFG Uwe

Autor: Uwe (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
und die Simu

Autor: Helmi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@JensG (Gast)


Da hast du Recht es wuerde vermutlich nicht viel mehr bringen einzig was 
du noch versuchen konntest waeren statt den BC Typen BF Typen 
einzusetzen. Aber Ich vermute mal das da deine Messtechnik fast am Ende 
ist.

Gruss Helmi

Autor: Ulrich harms (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wozu der Versuch die Flanken so steil zu kriegen. Langsame Flanken geben 
nur etwas Nichtlinearität bei ganz kleinen und ganz großen Intensitäten. 
Für die Anwendung ist das aber egal, weil gerade da die LEDs auch 
nichtlinear sein können. Außerdem will man gerade langsame Flanken um 
nicht unnötig viel HF Störungen zu erzeugen.

Man solle sich auch überlegen ob 16 Bit für die Helligkeit nicht 
übertrieben sind. Viele TFT Displays arbeiten schließlich mit nur 6 Bits 
und im Video Bereich werden selten mehr als 8 Bits benutzt, fast nie 
mehr als 10 Bits. Für die PWM Ansteuerung macht das einen großen 
Unterschied.

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi Ulrich!

>Wozu der Versuch die Flanken so steil zu kriegen. Langsame Flanken geben
>nur etwas Nichtlinearität bei ganz kleinen und ganz großen Intensitäten.

Mir ist letztendlich nur wichtig, dass Duty-Cycle von X immer gleich 
hell ist, egal wie die Pulse im Intervall verteilt sind. Bei einer 
reinen PWM hast du sicher recht, dass nur die Extremwerte 
Nichtlinearitäten aufweisen würden (was nicht soo tragisch wäre). Bei 
einer Pulsdichtemodulation von 50% wäre eine Glättung aber u.U. fatal. 
Ich hatte weiter oben ja schon geschrieben, dass es mir schon reicht, 
wenn die LEDs unabhängig von der Pulsfrequenz immer dieselbe Helligkeit 
aufweisen, was aber nur bei halbwegs steilen Flanken gegeben ist.

>Für die Anwendung ist das aber egal, weil gerade da die LEDs auch
>nichtlinear sein können.

Was meinst du genau? Die LEDs werden ja genau deshalb gepulst, damit die 
ganzen nichtlinearen Kennlinien nicht (nennenswert) zur Geltung kommen.

>Außerdem will man gerade langsame Flanken um
>nicht unnötig viel HF Störungen zu erzeugen.

Je langsamer die Flanken sind, desto höher sind die Schaltverluste 
(zumindest bei den obigen Schaltungen - meine verbrät eh mehr) und desto 
mehr fallen die nichtlinearen Kennlinien der LEDs ins Gewicht. Wenn das 
eine Option wäre würde ich einfach das Signal hinter dem I/O glätten und 
die Konstantstromquelle analog ansteuern.

>Man solle sich auch überlegen ob 16 Bit für die Helligkeit nicht
>übertrieben sind.
>Viele TFT Displays arbeiten schließlich mit nur 6 Bits

... wie der hier rechts neben mir - brauche ich gar nicht ins Datenblatt 
zu schauen um das zu sehen ;)

>und im Video Bereich werden selten mehr als 8 Bits benutzt, fast nie
>mehr als 10 Bits.

... welche meines Wissens nach nie linear verteilt sind. Meine 
Ansteuerung verwendet eingangsseitig auch nur 8 Bits - reicht ja auch 
dicke. Nur die Ausgabe ist halt 16 Bit. Hast du dir schonmal eine 
lineare 8-Bit-Abstufung im unteren Helligkeitsbereich angesehen? Einfach 
eine LED mit 256 PWM-Stufen dimmen. Ich finde, das sieht schrecklich 
aus.

>Für die PWM Ansteuerung macht das einen großen Unterschied.

Ich weiß, deshalb knobeln wir ja überhaupt noch an der Schaltung. Hätte 
halt nur gerne die volle Auflösung genutzt, wenn sie schon zur Verfügung 
steht. Wenn sich keine Schaltung findet, die sich vernünftig verhält 
werde ich mit der Auflösung runtergehen müssen - dann kann ich auch 
wieder eine reine PWM verwenden.

Schöne Grüße

Kai

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Uwe (Gast)
ok, ich sehe, Du benutzt ja schon Dioden als Last (ich hatte noch einen 
normalen R als Last, dessen Spannungsabfall ich ja gemessen hatte).
Muß mal eine Diode in meine Schaltung reinklemmen, und den Strom im Oszi 
anschauen - kann ja nur besser werden, wenn ich Deine Simu betrachte ;-)
(wobei ich aber trotzdem eine gewisse Latenzzeit (Delay) beim 
Ausschalten vermisse - scheinen wohl superschnelle Transistoren zu sein 
:-)
Trotzdem ist Deine Schaltung eher ein Linearverstärker ( bzw. 
U/I-Wandler), d.h., die Höhe der Eingangspannung bestimmt den 
Ausgangsstrom, somit kein echter Schalter (falls das wichtig ist).

Autor: Uwe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
@JensG
>(wobei ich aber trotzdem eine gewisse Latenzzeit (Delay) beim
>Ausschalten vermisse - scheinen wohl superschnelle Transistoren zu sein
Nein, das sind Standardtransist., aber C5 spielt eine grosse Rolle weil 
er beim Ausschalten die Spannung an E für eine gewisse Zeit "negativ" 
hält und damit den Ausschaltvorgang deutlich beschleunigt. C2 hat 
übrigens die selbe Funktion. Die C's haben übrigens deshalb so kleine 
Werte damit sie wirklich nur wärend der Umschaltflanken wirksam sind, 
danach statisch.
>Trotzdem ist Deine Schaltung eher ein Linearverstärker ( bzw.
>U/I-Wandler),
Willst du mir jetzt erzählen das deine Schaltung kein Linearverstärker 
ist?
>d.h., die Höhe der Eingangspannung bestimmt den
>Ausgangsstrom, somit kein echter Schalter (falls das wichtig ist).
Das ist richtig, wenn ich aber davon ausgehe das ein Controllerpin eine 
recht konstante Spannung erzeugt(die Last ändert sich ja nicht) bin ich 
auf dem richtigen Weg.
>ok, ich sehe, Du benutzt ja schon Dioden als Last
Beachte bitte R11.

MFG Uwe

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Uwe (Gast)
>Willst du mir jetzt erzählen das deine Schaltung kein Linearverstärker
>ist?
Der erste Transistor wird nicht als Linearverstärker benutzt - er soll 
nur ein/ausschalten (also nix oder alles), womit die Sache unabhängiger 
von der Eingangsspannung wird.
Naja - heut oder morgen werde ich das mal durchtesten - interessiert 
mich ja auch irgendwie ;-)

Autor: Kai G. (runtimeterror)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für die ganze Arbeit und die Informationen!

Ich habe den Algorithmus jetzt so angepasst, dass eine 
Schaltgeschwindigkeit von 500 kHz ausreichen sollte, dass keine 
Monotonie-Fehler im Helligkeitsverlauf auftreten sollten. In Intervallen 
ist zwar die Linearität gefährdet, aber es gibt genügend Stützpunkte, 
die korrekt wiedergegeben werden sollten, so dass das nicht merklich ins 
Gewicht fallen dürfte.

Wir werden versuchen unsere Schaltung nochmal mit den oben genannten 
Vorschlägen zu optimieren. Da die Anforderungen jetzt etwas gesunken 
sind, stehen die Chancen recht gut, dass sich da noch was machen lässt, 
ohne den finanziellen Rahmen zu sprengen.

Gruß und schöne Woche noch

Kai

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@@ Uwe (Gast)
Hi, habe nun doch noch Deine Schaltung mal getestet, und ich muß sagen, 
die funktioniert auch ganz ordentlich. Wem es nicht drauf ankommt, daß 
der Ausgangsstrom unabhängig vom Eingangspegel ist, ist damit sehr gut 
bedient.
Ich habs zuerst nur mit einem reinen 100R als Last versucht, um einen 
Vergleich zu meiner Schaltung zu haben.
Die Flanken sind sogar noch steiler (LH um 6-7, HL um 10ns), auch die 
Latenzzeiten liegen bei rund 7ns. Also fast durchweg besser als meine.
Ich würde es mal so interpretieren:
- Schaltung ist allgemein niederohmiger
- der Eingang verursacht weniger kapazitive Last für die Quelle, was 
dessen
  Flanken verbessert (sehe sogar 5ns an der Stelle - da scheint mein 
Oszi
  sogar besser zu sein als von mir angenommen ;-), somit schnelleres
  Durchschalten der Stromquelle (was ich ja schon bei meiner Schaltung
  gesehen habe)
- der erste T sieht an seinen Anschlüssen eine geringere 
Differenzspannung,
  die er überwinden muß (bei der ursprünglichen Schaltung muß er dagegen
  die kompletten 12V durchziehen) - ist aber vielleicht nicht so 
relevant

Wenn dagegen eine LED als Last dran hängt, siehts eigentlich noch besser 
aus, was die (Strom-) Flanken angeht, was wohl auch klar sein dürfte, 
denn durch die nichtlineare Kennline der LED reicht ein kleinerer 
Spannungshub aus, um den LED-Strom von 0 auf max. zu bringen. 
Latenzzeiten sind aber trotzdem noch weitgehend unverändert da (entgegen 
der Simu, die bei HL praktisch 0ns anzeigt).
Wem also das lineare Verhalten der Schaltung (Abhängigkeit vom 
Eingangspegel) nicht stört, der solle diese nehmen.

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
noch 'ne kleine Bemerkung: ich habe ohne den Leitungs_C (50p) getestet

Autor: Ulrich harms (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit einem Trick kann man auch eine nichtlineare PWM Steuerung 
hinkriegen. Die LEDs bekommen je nach gewünschter Helligkeit an der 
einen Seite (z.B. Kathode) einen unterschiedlich langen Puls. Die andere 
Seite wird nicht mit konstanter Spannung, sondern mit mit langsam 
ansteigender Spannung betrieben, wobei der Spannungsverlauf mit dem Puls 
auf der anderen Seite syncronisiert ist. Man sollte so z.B. eine etwa 
quadratische oder ähnliche Kennlinie realisieren können. Der Aufwand 
hält sich auch noch in Genzen, denn man braucht ja insgesamt nur eine 
Steuerbare Spannungsquelle (D/A Wandler?), und auch nur begrenzt viele 
Treiber, unabhängig von der Anzahl der LEDs. Problematisch wird es 
höchstens bei der Mischung von verschiedenen LED typen, die Müßte man 
dann so anordnen das zu einer Zeit nur eine LED Type an ist. Man wird 
auch mit etwas höherer Leitungsaufnahme rechenen müssen, da man eher 
größere Serienwiderstände braucht und etwas mehr Spannung für die 
Spannungsgesteuerten Treiber.

Nochmanl zu den Nichlinearitäten, auch wenn sie hier kaum stören werden:
Bei kleinen Strömen nimmt die Helligkeit schneller ab als der Strom, 
denn ein Teil des kann ohne Lichtproduktion fließen, das war vor allem 
bei alten LEDs deutlich ausgeprägt. Bei Hohen Intensitäten wird die LED 
einfach warm und wird dadurch weniger hell als duch den hohen strom zu 
erwarten.
Besonders steile Flanken helfen auch schon deshalb nicht weiter, weil 
die Dioden eine Cappatzität haben und Anfangs mehr Strom fließt. 
Zumindest einige rote LEDs leuchten noch eine merkliche Zeit (Bereich 
100 nS) nach, nachdem der Strom Aus ist. Zu allem Überfluß zeigen auch 
LEDs "Reverse Recovery", d.h. wenn man zu schnell von durchlaß in 
Sperrichtung umpolt, fließt ein merklicher Strom in Sperrichtung, der 
dann die Matrixansteuerung durcheinander bringen kann und eine Art 
übersprechen verursacht.

Autor: Uwe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
@JensG
>die er überwinden muß (bei der ursprünglichen Schaltung muß er dagegen
>die kompletten 12V durchziehen) - ist aber vielleicht nicht so relevant
Falsch, das ist genau der Knackpunkt. Du must bei 12V die 
unvermeidlichen C's an C-E,C-B,C-GND komplett umladen und das kostet 
Zeit. Du solltest dich mal mit Kaskodeschaltungen und deren 
Wirkungsweise beschäftigen, da wird dir vermutlich einiges 
klarer(Auswirkung der Millerkapazität....).
Wenn ich statt R2/R4 Transistoren(Doppeltransistoren) einsetze, also 
einen echten Stromspiegel aufbaue wird die Sache vermutlich noch 
schneller.
Der finatielle Aufwand steigt dann aber noch weiter und das war 
überhauptnicht gewünscht. -es reicht so schon.
>noch 'ne kleine Bemerkung: ich habe ohne den Leitungs_C (50p) getestet
Das glaube ich nicht, die sind real immer da, in der Simmu sollte man 
sie aber einbauen.
@Ulrich
>Zumindest einige rote LEDs leuchten noch eine merkliche Zeit (Bereich
>100 nS) nach, nachdem der Strom Aus ist
Stimmt, aber beachte bitte R11, der soll genau das verhindern.
> Zu allem Überfluß zeigen auch LEDs "Reverse Recovery"
Aber nur beim Umpolen, aber das machen wir ja nicht.

MFG Uwe

Autor: JensG (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Uwe (Gast)
>Falsch, das ist genau der Knackpunkt. Du must bei 12V die
>unvermeidlichen C's an C-E,C-B,C-GND komplett umladen und das kostet

Hatte ich das nicht auch gesagt?
Kaskode kenne ich übrigens.

>>noch 'ne kleine Bemerkung: ich habe ohne den Leitungs_C (50p) getestet
>Das glaube ich nicht, die sind real immer da, in der Simmu sollte man
>sie aber einbauen.

Ich meinte, ich habe keinen extra C mit rangeklemmt. Daß parasitäre C's 
vorhanden sind, ist schon klar. Mit wieviel ich allerdings die LED z.B. 
ansetzen muß, ist mir jetzt nicht so geläufig. Kann sein, daß die 50p 
schon ein passender Wert sind. Dann habe ich ja alles richtig gemacht 
;-)

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.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.