ich habe hier einen Schmitttrigger aus einem LM358N(ST) bzw. LM358P(TI) nach dem Schematic im Anhang auf einem Steckbrett aufgebaut. Die Schaltschwellen sollten bei etwa 1V und etwa 3V liegen. Als ich mir die Schaltung mit dem Oszi angesehen habe ist mir aufgefallen, dass der LM358P kein richtiges Rechteck am Ausgang liefert(gelbe Kurve), sondern das dieses stark verzerrt ist. Am Eingang liegt bei beiden ein Dreiecksignal an(gelber Kurve).
Mir ist klar, dass man so eine Schaltung normalerweise mit einem Komparator aufbauen würde, hatte aber gerade nur diese beiden OPVs herumliegen.
Hat jemand eine Idee woher die Unterschiede in den Kurven kommen? Ich habe in den Datenblättern nichts gefunden was darauf hindeuten würde.
Hat jemand eine Idee woher die Unterschiede in den Kurven kommen?
Dass die Kurven kein sauberes Techteck sind sondern so mit dem Eingangssignal mitgehen, liegt an dem Mitkopplungswiderstand, denn der bewirkt je nach Eingangsspannung unterschiedlich viel Strom aus dem Ausgang und insbesondere unter 0.7V kann der LM358 nur Mikroampere ableiten.
Dass die Kurven trotz gleicher (ausreichend geringer, bei 10kHz sähe das anders aus) Frequenz und Spannung so unterschiedlich sind deutet offenbar auf unterschiedliche Chips hin (denn du sagst es ist dieselbe Schaltung), der eine kann einen niederohmigeren Ausgang bereitstellen als der andere.
Der LM358 ist halt der allerbilligste aller OpAmps, da darf man keine grossen Ansprüche stellen, jeder Hetsteller versucht Kosten zu sparen. Mit einem LMC6462 sähe das besser aus.
Dass die Kurven trotz gleicher (ausreichend geringer, bei 10kHz sähe das
anders aus) Frequenz und Spannung so unterschiedlich sind deutet
offenbar auf unterschiedliche Chips hin (denn du sagst es ist dieselbe
Schaltung), der eine kann einen niederohmigeren Ausgang bereitstellen
als der andere.
Das die Signale nicht umwerfend sind hatte ich schon erwartet. Ich war nur verwundert das es solche Unterschiede gibt, obwohl es ja die gleichen Chips sind oder liege ich hier falsch?
Das die Signale nicht umwerfend sind hatte ich schon erwartet. Ich war
nur verwundert das es solche Unterschiede gibt, obwohl es ja die
gleichen Chips sind oder liege ich hier falsch?
Die unterscheiden sich schon.
Schon im Datenblatt findet man unterschiedliche Stromsenken am Ausgang.
Der Rest ist halt der uebliche Single-Supply-Murks.
In der Naehe der Railspannungen kann der OV halt nicht
richtig "liefern". Ich habe fuer meine "Anfangsuebungen"
seinerzeit immer bipolar versorgt und auch nicht den
"schrottigsten" OV verwendet, sondern den guten™ µA709
in seiner regionalen Form: A109.
Damit hat Mann dann solche Dreckeffekte nicht.
und auch nicht den
"schrottigsten" OV verwendet, sondern den guten™ µA709
in seiner regionalen Form: A109.
Damit hat Mann dann solche Dreckeffekte nicht.
Schaltschwellen sollten bei etwa 1V und etwa 3V liegen. Als ich mir die
Schaltung mit dem Oszi angesehen habe ist mir aufgefallen, dass der
LM358P kein richtiges Rechteck am Ausgang liefert(gelbe Kurve), sondern
das dieses stark verzerrt ist. Am Eingang liegt bei beiden ein
Dreiecksignal an(gelber Kurve).
Der TI-Typ hat daselbe Problem, nur liegt sein "empfindlicher Bereich" wohl bei leicht anderen Konstellationen. Denn wenn Du Dir Figure 6.47 im TI-Datenblatt anschaust (beim ST sieht man praktisch daselbe), dann siehst Du, daß der Ausgang bei L-Pegel zw. 0,1V und 1V und einem Sinkstrom von reichlich 20µA sehr hochohmig ist (sehr große U-Änderung bei kleinster I-Änderung). Da geht er bei jeder kleinen Laständerung mit der angelegten Spannung mit. Und die angelegte Spannung ist in dem Falle dann das Dreieck.
Das ganze hängt dann vom konkreten Wert der Widerstände ab, bzw. dem daraus resultierenden Strom um die Schaltschwellen herum, auf den die beiden halt leicht unterschiedlich reagieren.
Also alles working as designed ...
Danke, das ergibt für mich Sinn. Ich frage mich dann nur, wie sich die Last(bzw. Sinkcurrent) so gleichmäßig ändern kann, dass die Ausgangsspannung in jeder Periode gleich aussieht.
Ich habe mal einen 1k Widerstand als Last an den Ausgang gelegt. Da sieht die Kurve gleich viel besser aus.
Danke, das ergibt für mich Sinn. Ich frage mich dann nur, wie sich die
Last(bzw. Sinkcurrent) so gleichmäßig ändern kann, dass die
Ausgangsspannung in jeder Periode gleich aussieht.
Warum soll die denn nicht jedesmal gleich aussehen?
Bezeichnend ist, daß ALLE immer wieder in die selbe Falle tappen, indem sie OpVs alter Bauart konsequent mit viel zu KLEINER Spannung in Single-Supply-Versorgung betreiben! Alle diese Verstärker waren durchweg für ± 15V bzw ± 18V-Versorgung ausgelegt, konnten aber auch mit ±9V auskommen. Die unteren internen Konststantstromquellen können einfach nicht korrekt funktionieren, wenn sie statt auf die negative Versorgung gelegt auf MASSE geknallt werden.
Mit ±15V arbeitet sogar der verlachte 709er tadellos, wenn man die Phasenkompensation halbwegs beherrscht. Damit wurden seinerzeit die kompliziertesten Analogrechner funktionsfähig aufgebaut, es gab ja nur wenig alternative Chips.
Warum ist es heute so ein riesiges Problem, eine negative Spannungsversorgung zusätzlich vorzusehen, die Regelchips gibt es doch auch schon seit Jahrzehnten.
Mit ±15V arbeitet sogar der verlachte 709er tadellos, wenn man die
Phasenkompensation halbwegs beherrscht. Damit wurden seinerzeit die
kompliziertesten Analogrechner funktionsfähig aufgebaut, es gab ja nur
wenig alternative Chips.
+++
Naja schon: µA702, µA725, µA741, к140уd8 um mal einige zu nennen.
Aber spottbillig war nur der 709.
Mit ±15V arbeitet sogar der verlachte 709er tadellos, wenn man die
Phasenkompensation halbwegs beherrscht. Damit wurden seinerzeit die
kompliziertesten Analogrechner funktionsfähig aufgebaut, es gab ja nur
wenig alternative Chips.
Auch bei ±15V ist das Verhalten des LM358 fast deckungsgleich, nur daß der Bezugspegel dann irgendwo dazwischen liegt. Und dann muß er möglicherweise auch noch etwas gegen die pos. wie auch neg. Überspannung des Rechtecks tun
Und wenn es nicht um Präzision geht, dann ist das rechteck gut genug. Ansnsten nimmt man sich eben einen ordentlichen R2R-OPV.
Warum ist es heute so ein riesiges Problem, eine negative
Spannungsversorgung zusätzlich vorzusehen, die Regelchips gibt es doch
auch schon seit Jahrzehnten.
Um einen halbwegs sauberen Low-Pegel zu liefern, muss der Ausgang des
LM358 2,14V / 25kΩ = 86µA aufnehmen können. Der LM358 von TI kann aber
bei Ausgangsspannungen unterhalb von 0,5V nur maximal 50µA (gerade
gemessen), lt. Datenblatt sogar noch weniger. Beim LM358 von ST sind es
maximal 90µA (ebenfalls gemessen), was etwas über den 86µA liegt und
damit gerade so ausreicht.
Halbierst du die Widerstände, wird auch der ST ähnliche Effekte zeigen.
Verdoppelst du die Widerstände, wird auch beim TI das Ausgangssignal
einigermaßen gut aussehen.
Eine leichte Verzerrung des Ausgangssignals wird aber bei jedem Opamp
auftreten. Das liegt einfach daran, dass bei dieser Schaltung die
Belastung des Ausgangs vom Eingangssignal abhängt, der Opamp nicht
gegengekoppelt ist und die Ausgangsimpedanz bei keinem Opamp perfekt 0
ist. Du kannst diesen negativen Einfluss des Eingangssignal beseitigen,
indem du den Schmitt-Trigger invertierend statt nichtinvertierend
aufbaust.
Schon im Datenblatt findet man unterschiedliche Stromsenken am Ausgang.
In welchem Datenblatt? In den aktuellen Datenblättern von TI und ST sind
in den Prinzipschaltbildern jeweils 50µA angegeben, und auch die
Diagramme für den Output-Sink-Current sehen in beiden Datenblättern
gleich aus.
Das Schaltbild von TI mit den 120µA bezieht sich auf den LM358B, der
wohl eine etwas modernere Variante des LM358 ist. Bei ST sind, wie ich
schon schrieb, 50µA angegeben.
Geht man von diesen Werten aus, sollte der ST verzerren und der TI
nicht. Beim TE und auch bei meinem Versuch ist es aber genau
andersherum. Deswegen hätte ich erwartet, dass im ST-Datenblatt ein
deutlich größerer Wert als 50µA steht.
Geht man von diesen Werten aus, sollte der ST verzerren und der TI
nicht. Beim TE und auch bei meinem Versuch ist es aber genau
andersherum. Deswegen hätte ich erwartet, dass im ST-Datenblatt ein
deutlich größerer Wert als 50µA steht.
Tja, so ist das eben mit den typischen DB-Werten ...
(Ich habe gehört, dass TI im Zuge der Umstellung auf 300-mm-Wafer das LM358-Die auch für den LM358 verwenden will, aber diese Umstellung ist wohl noch nicht abgeschlossen.)
Wenn die Stromsenke des LM358B tatsächlich 120µA kann (wie im Datenblatt gezeigt), sollte mit diesem Typ das Ausgangssignal mindestens so gut aussehen wie beim LM358 von ST. Ich habe leider keinen LM358B vorrätig, um das auszuprobieren.
ich habe hier einen Schmitttrigger aus einem LM358N(ST) bzw. LM358P(TI)
nach dem Schematic im Anhang auf einem Steckbrett aufgebaut. Die
Schaltschwellen sollten bei etwa 1V und etwa 3V liegen. Als ich mir die
Schaltung mit dem Oszi angesehen habe ist mir aufgefallen, dass der
LM358P kein richtiges Rechteck am Ausgang liefert(gelbe Kurve), sondern
das dieses stark verzerrt ist. Am Eingang liegt bei beiden ein
Dreiecksignal an(gelber Kurve).
Ich sehe dieses Dreiecksignal als Input mit grüner Farbe.
Gelb ist der relativ steilflankige Output.
Mir ist klar, dass man so eine Schaltung normalerweise mit einem
Komparator aufbauen würde, hatte aber gerade nur diese beiden OPVs
herumliegen.
Das kommt ganz drauf an welche Flankensteilheit am Ausgang man erwartet.
Hat jemand eine Idee woher die Unterschiede in den Kurven kommen? Ich
habe in den Datenblättern nichts gefunden was darauf hindeuten würde.
Ein Kondensator zwischen +Ub und GND ist stets zu empfehlen. Generell beim IC ein Keramik-Kondensator mit z.B. 100 nF und am Eingang der Platine (wenn die Schaltung umfassend grösser ist) ein Elko mit z.B. etwa 10 oder 100 uF, ebenfalls zwischen dem selben +Ub und GND. Bei höher frequenten Anwendungen empfiehlt es parallel zum Elko auch ein Keramik-Kondensator, zur sicheren Stabilität der Schaltung.
LM358P_TI_.png
(38 KB)
LM358N_ST_.png
(38 KB)
Schmitttrigger_schematic.png
(3,6 KB)
