Hallo miteinander,
ich mache aktuell bei einem Projekt für die Hochschule mit, wo wir einen Audiomixer bauen, was auch bis jetzt sehr gut funktioniert.
Für das LED Metering haben wir eine Schaltung aus einem Buch in LTSpice nachgebaut (siehe Screenshot).
Unten links haben wir eine Konstantstromquelle und darüber ist eine Schaltung, die uns den Effektivwert des Eingangssignals gibt. Vor den LED haben wir Komperatoren, die bei nebenstehenden Spannungen switchen.
Ich habe die Schaltung so verstanden, dass 0,08V bei dem untersten Komperator LM9 diesen Umschalten und somit nun +12V an der Anode und -12V an der Kathode der LED D12 anliegen. Jedoch haben wir dann eine Spannung von 24V über diese LED, was diese doch sofort zerstören würde, oder etwa nicht?
Deswegen haben wir diese Schaltung Mal simuliert und sehen, dass der OpAmp beim Schalten nur von -12V auf -11,3V schaltet, also nur genau 0,7V für die LED bereitstellt, damit diese leitet.
Meine Frage ist, ist unsere Simulation falsch oder switched der OpAmp wirklich nur auf -11,3V und wenn ja, warum tut er das?
Ich habe die Schaltung so verstanden, dass 0,08V bei dem untersten
Komperator LM9 diesen Umschalten und somit nun +12V an der Anode und
-12V an der Kathode der LED D12 anliegen.
Der LM339 ist open-collector und kann daher keine +12V anlegen.
Schau mal ins Datenblatt auf die Innenschaltung.
Die Konstantromquelle sorgt dafür, dass durch die LEDs ein Strom von etwa
0,7 V / 100 Ohm = 7mA
fließt. Und dank der lediglich 7mA macht es nichts aus, wenn die Komparatoren Teile der LED-Kette gegen -12V "kurzschließen".
Einfach mal ein paar Stunden (oder eben so lange bis der Groschen gefallen ist) über die 5 Bauteile nachgrübeln. Oder im Zweifel sogar nur diesen Schaltungsteil simulieren.
So wirds im LM3914 gemacht, den ihr fast nachgebaut habt.
Beim U2X7BG wird's sogar exakt genauso gemacht wie beim TE, weil da die LEDs ebenfalls über eine Konstantstromquelle laufen. Bei 10 LEDs sind die 24V Versorgungsspannung deshalb auch schon mindestens erforderlich.
Vor den LED haben wir Komperatoren, die bei nebenstehenden Spannungen
switchen.
"schalten", sie können nur ein-/ausschalten, und zwar den Ausgang zur negativen Betriebsspannung. Oder eben gar nicht leiten, letzteres kann ein normaler OpAmp nicht.
Die Spannung am "Messpunkt" muss alle invertierenden Eingänge treiben, also alle Komparatoreingänge tauschen; jeweils invertierenden mit nicht-invertierenden. Dann funktioniert auch die Schaltung, wie auch die Simulation.
oder switched der OpAmp wirklich nur auf -11,3V und wenn ja, warum tut
er das?
Ein OpAmp soll linear verstärken. Das tut er nur in einem Bereich zwischen den Versorgungsspannungen (+/-12V) abzüglich einer Restspannung, mit 0.7V liegt der LM324 schon gut, konventionelle wie uA741 brauchen 2.5V und Rail-To-Rail wie LT1638 kommen mit 0.05V Verlust aus.
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