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Sel(R)

Radebeul,
10.05.2019,
20:08
(editiert von Sel
am 10.05.2019 um 20:09)
 

Rechteckgenerator mit OPV (Elektronik)

Habe mir dieses Teil aufgebaut:

Der Frequenzbereich ist so ungefähr von 1 Hz...1,4kHz durchstimmbar. Der C ist ein relativ guter gewickelter Kondensator.

Wenn ich als OPV einen LM358 einsetze, dann wird der Rechteck (Dach) ab ca. 500Hz etwas schräg. Ab ca. 3kHz (C testweise geändert) ist das Dach des Rechtecksignals brutal schräg. Setze ich als OPV einen LT1413 in die Schaltung (dieser OPV ist ja um Größenordungen "besser" als der LM358), so ist bis 1kHz alles noch fast ok. Ab ca. 2kHz wirds im Rechteck wieder bissel mit schrägem Dach. Für meine Schaltung nicht dramatisch.

Aber wenn ich mal wieder eine solche Schaltung baue, dann vielleicht maximal 10...50kHz (oder mehr) einstellen möchte, dann wirds mit meinen in der Bastelkiste rumliegenden OPVs sicher Mist. Klar kann ich nach dem Generator den Rechteck formen (Trigger), nicht das Problem. Ist aber jetzt nicht der Zweck meiner Frage.

Auf welche Werte in den Datenblättern muß ich bei OPVs achten, um eben die erzeugte Rechteckspannung möglichst gut in einem hohen Frequenzbereich zu bekommen? Wenn ich schon was baue, das auch noch halbwegs begreife, dann will ich mich auch in Grundlagen so gut wie für den Zweck ausreichend einlesen. Alles über OPVs zu lernen liegt aber jenseits meiner Fähigkeiten ;-)

LG Sel

--
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Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

Hartwig(R)

10.05.2019,
21:27
(editiert von Hartwig
am 11.05.2019 um 08:46)


@ Sel

Rechteckgenerator mit OPV

Hallo Sel,
für die Wahl des OPV ist die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit in V/µs ausschlaggebend, die limitiert bei optimaler Beschaltung die Flankensteilheit des Rechtecks. Da OPVs ja eher linear arbeiten, ist häufig die obere Grenzfrequenz bzw. Transitfrequenz (bei Vu=1) angegeben. Wenn das Signal noch einigermaßem nach Rechteck aussehen soll, dann kannst du etwa Ft/10 als max Frequenz annehmen.
Du bekommst da ja noch Probleme mit den Dachschrägen - für 1.4kHz ist der C schon recht groß, mit 47n 10k würde die Welt schon anders aussehen, nur wird es dann mit den niedrigen Frequenzen schwer, man kann nicht immer alles haben ;-)
Nachtrag:
ich hab hier eine identische Schaltung laufen, auch mit 358. bei der RC-Beschaltung mit 1k/470nF bekomme ich noch ein halbwegs vernünftiges Rechteck, wenn ich den Spannungsteiler zwischen 12V und Masse mit je 10k (statt 100k) bestücke, der R vom Ausgang auf +in hätte dann 27k. Aber soll das ein Rechteckgenerator für die Stromsenke werden? Dafür wären mir die Flanken nicht wirklich steil genug - aber es kommt auf Deine Anwendung an. Ein 555er wäre hier deutlich besser, mit weniger externen Komponenten (aber Du willst sicher einen vorhandenen halben 358 beschäftigen ;-) )
Nachtrag/Nachtrag:
die unterschiedliche Beschaltung bei mir macht doch keinen großen Unterschied im Vergleich zu Deiner Version (ist eigentlich klar). Ich hab dann mal einen TL072 und einen TLE2081 probiert - deutlich besser, nur gehen die in der Schaltung ja nicht so nahe an 0V. Hab dann mal einen TLE2141 genommen, ist deutlich besser in der Schaltung als der 358, nur gibt es den nicht mehr....
Grüße
Hartwig

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
11.05.2019,
08:59

@ Sel

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

Hallo Sel,

Es ist so wie Hartwig bereits antwortete.

Dazu noch folgendes. Wenn Du anstelle eines Opamp ein Komparator nimmst, gibt es steilere Flanken, weil die IC-interne Frequenzgang-Kompensation fehlt. Diese benötigt es ja nur bei Gegenkopplung, was bei der Funktion des Rechteckgenrators, weil Mitkopplung, nicht zutrifft.

Vielleicht hast Du in der Bastelkiste einen Komparator, dann probier es gleich mal aus.

Dazu diesen Artikel:
. . . "Rechteckgenerator mit Schmitt-Trigger"
. . . . http://www.krucker.ch/DiverseDok/Rechteckgenerator.pdf

Die Mathe kannst Du (vorläufig) vergessen. Benutz ganz einfach Deine jetzige Schaltung, ändere vom LM385 zum Komparator und spiele mit den Bauteilen. :-D

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
http://tinyurl.com/timerbuch
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

Hartwig(R)

11.05.2019,
09:13
(editiert von Hartwig
am 11.05.2019 um 10:24)


@ schaerer

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

Hallo,
Ich habe mir im DB das Diagramm für das Großsignalverhalten angesehen, bei 12V Ub fällt die Ausgangsspannung ab etwa 7kHz ab - das gilt aber für sinusförmige Spannung. Der 358 ist hier also an seiner Grenze.
An Sel:
wenn es also ein OPV sein muß, von "Deinem" Händler und 2OPVs in DIP8, dann findest Du nur den TLC272 bzw. TS272, der wäre besser geeignet (Ub_max 16V!)
Grüße
Hartwig

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Zürich (Schweiz),
11.05.2019,
10:23
(editiert von schaerer
am 11.05.2019 um 10:27)


@ Hartwig

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

» Hallo,
» Ich habe mir im DB das Diagramm für das Großsignalverhalten angesehen, bei
» 12V Ub fällt die Ausgangsspannung ab etwa 7kHz ab - das gilt aber für
» sinusförmige Spannung. Der 358 ist hier also an seiner Grenze.
» wenn es also ein OPV sein muß, von "Deinem" Händler und 2OPVs in DIP8, dann
» findest Du nur den TLC272 bzw. TS272, der wäre besser geeignet.

Kleiner Tipp zur TI LinCMOS-Familie, es gibt den Single TLC271 (Single), TLC272 (Dual) und TLC274 (Quad).

Beim TLC271 kann man mit dem freien Pin 8 der Bias-Mode (Auswirkung auf Bandbreite und Slewrate) in drei Stufen einstellen.

Siehe Datenblatt Seite 3:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc271.pdf

--
Gruss
Thomas

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http://tinyurl.com/opamp-instrumamp-buch

Sel(R)

Radebeul,
11.05.2019,
10:28
(editiert von Sel
am 11.05.2019 um 12:34)


@ Hartwig

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

» Hallo,
» Ich habe mir im DB das Diagramm für das Großsignalverhalten angesehen, bei
» 12V Ub fällt die Ausgangsspannung ab etwa 7kHz ab - das gilt aber für
» sinusförmige Spannung. Der 358 ist hier also an seiner Grenze.
» wenn es also ein OPV sein muß, von "Deinem" Händler und 2OPVs in DIP8, dann
» findest Du nur den TLC272 bzw. TS272, der wäre besser geeignet.

Habe noch ein wenig rumprobiert.

Anstiegszeiten für Rechteck (bei 1kHz):

LM358..........32µs
LT1413.........24µs
TL082..........40µs

Die Dachschrägen sind beim 082 zwar etwa gleich wie beim 358, aber das interessiert nicht weiter. Alle anderen Werte von den OPVs, wie Rauschen, Eingangsströme usw. sind auch relativ egal. Die Signalflanken machen aber schon was aus. Da mein Riesentransistor eh nicht der Schnellste ist, da passt der 1413 eigentlich ganz gut. Deutlichst hintendran hängt der 082 natürlich in der Aussteuerbarkeit, also das was eben als maximale Spannung hintendran zu erreichen ist. Könnte ich verschmerzen, aber die Signalform...

Danke für die Hilfe :-)

LG Sel

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Hartwig(R)

11.05.2019,
10:37

@ Sel

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

Hallo Sel,
klar geht da der 082, die max. Amplitide ist ein Problem, aber der geht ja auch nicht dicht an 0V, aber Du hast da ja - glaube ich - a uch eine -Ub. Aber um wieder Deine Platzangst etwas zu pflegen: wenn du den Spannungsteiler - also die beiden 100k-Widerstände zwischen +Ub und GND durch ein Poti ergänzt, kannst Du wunderbar das Tastverhältnis ändern. Gerade bei Leistungsmessungen kann das asymmetrische Pulsen sinnvoll sein, da Du so z.B. thermische Drift bei Messungen stark reduzieren kannst. Ich werde noch über andere Erweiterungen nachdenken ;-)
Grüße
Hartwig

olit(R)

E-Mail

Berlin,
11.05.2019,
10:47
(editiert von olit
am 11.05.2019 um 11:21)


@ Sel

Rechteckgenerator mit OPV

» Habe mir dieses Teil aufgebaut:
»
» Der Frequenzbereich ist so ungefähr von 1 Hz...1,4kHz durchstimmbar. Der C
» ist ein relativ guter gewickelter Kondensator.
»
» Wenn ich als OPV einen LM358 einsetze, dann wird der Rechteck (Dach) ab ca.
» 500Hz etwas schräg. Ab ca. 3kHz (C testweise geändert) ist das Dach des
» Rechtecksignals brutal schräg.
»
Du klagst gar nicht über die Flankensteilheit. Dafür währe der Lahme OPV verantwortlich.
Das Schräge Dach entsteht, wenn der Rückkopplungswiderstand sehr klein ist, und der OPV den Strom, um den Kondensator zu laden, nicht bringen kann. Erst wenn der Kondensator entsprechende Gegenspannung hat, sinkt der Ladestrom.

der olle Michi(R)

im Norden,
11.05.2019,
11:09

@ Sel

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

» Die Dachschrägen sind beim 082 zwar etwa gleich wie beim 358, aber das
» interessiert nicht weiter. Alle anderen Werte von den OPVs, wie Rauschen,
» Eingangsströme usw. sind auch relativ egal. Die Signalflanken machen aber
» schon was aus. Da mein Riesentransistor eh nicht der Schnellste ist, da
» passt der 1413 eigentlich ganz gut. Deutlichst hintendran hängt der 082
» natürlich in der Aussteuerbarkeit, also das was eben als maximale Spannung
» hintendran zu erreichen ist. Könnte ich verschmerzen, aber die
» Signalform...

Moin,

vielleicht ist diese Lösung http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=270357&page=0&category=Schaltungstechnik&order=last_answer für dich interessant?
Der TG reicht von 3-97%, der Komp. am Ausgang macht schon ein sehr schönes :-) Rechteck..

Gruß
Micha

--
Grüße
Michael

Sel(R)

Radebeul,
11.05.2019,
12:40
(editiert von Sel
am 11.05.2019 um 12:41)


@ Hartwig

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

» Gerade bei Leistungsmessungen kann das asymmetrische Pulsen sinnvoll sein,
» da Du so z.B. thermische Drift bei Messungen stark reduzieren kannst. Ich
» werde noch über andere Erweiterungen nachdenken ;-)

Ich habe für spezielle Messungen einen Eingang vorgesehen. Da kann ich das Signal, eben so wie ich es benötige, einspeisen. Der interne Generator ist dann abgestellt. Das ist für mich die flexiblere Lösung. Dann klappts nämlich auch mit langsam ansteigenden Strom und solchen Sachen. Brauche ich eben nicht alles noch ins kleine Gehäuse zu packen. Wobei, Platz ist ja schon noch, aber langsam wirds auf der Frontplatte eng :-)

Eben ein kleines Zusatzgerät und fertig :-) Welches dann natürlich auch andere Aufgaben mit erfüllen kann. Natürlich wird das kein Funktionsgenerator, übertreiben will ich das auch nicht.

LG Sel

--
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Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

Sel(R)

Radebeul,
11.05.2019,
13:06

@ olit

Rechteckgenerator mit OPV

» »

» Du klagst gar nicht über die Flankensteilheit. Dafür währe der Lahme OPV
» verantwortlich.
» Das Schräge Dach entsteht, wenn der Rückkopplungswiderstand sehr klein ist,
» und der OPV den Strom, um den Kondensator zu laden, nicht bringen kann.
» Erst wenn der Kondensator entsprechende Gegenspannung hat, sinkt der
» Ladestrom.

Jepp! Das war es. Danke :-)
Den Widerstand vor dem Poti auf mindestens 5kOhm erhöht und die Dachschrägen sind fast weg. Allerdings gehts dann auch nicht tief genug mit der Frequenz. Da hilft nur ein größerer C und damit beißt sich die Katze in den Schwanz.
Mittels Komperator wirds wieder besser. Das kostet jedoch einen Komplettumbau. Theoretisch könnte ich ja zwei Transistoren dem OPV nachschalten. Aber das lohnt dann auch nicht mehr.

LG Sel

--
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Hartwig(R)

11.05.2019,
13:12

@ Sel

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

»
» Eben ein kleines Zusatzgerät und fertig :-)
»
das geht natürlich auch (so lange, wie der Basteltisch groß genug ist). Aber wenn Du schon so wenig in die Stromsenke einbaust - hätten die paar Bauelemente nicht noch mit in das Gehäuse von dem dicken Transitor gepasst - hast Du das mal aufgemacht und nachgeschaut? :-D
Aber ich habe hier noch was für Dich gefunden:

(Quelle: Reichelt Webseite)
Mit zweien von denen kannst Du Deinen Endtransistor locker ersetzen ;-)
Aber auch ohne den Druckfehler liefert dieser OPV über 500mA, der könnt als Treiber zuweilen interessant sein.
Grüße
Hartwig

olit(R)

E-Mail

Berlin,
11.05.2019,
13:16

@ Sel

Rechteckgenerator mit OPV

» » »
»
» » Du klagst gar nicht über die Flankensteilheit. Dafür währe der Lahme OPV
» » verantwortlich.
» » Das Schräge Dach entsteht, wenn der Rückkopplungswiderstand sehr klein
» ist,
» » und der OPV den Strom, um den Kondensator zu laden, nicht bringen kann.
» » Erst wenn der Kondensator entsprechende Gegenspannung hat, sinkt der
» » Ladestrom.
»
» Jepp! Das war es. Danke :-)
» Den Widerstand vor dem Poti auf mindestens 5kOhm erhöht und die
» Dachschrägen sind fast weg. Allerdings gehts dann auch nicht tief genug mit
» der Frequenz. Da hilft nur ein größerer C und damit beißt sich die Katze in
» den Schwanz.
» Mittels Komperator wirds wieder besser. Das kostet jedoch einen
» Komplettumbau. Theoretisch könnte ich ja zwei Transistoren dem OPV
» nachschalten. Aber das lohnt dann auch nicht mehr.
»
Ein Verhältnis von 1000 000 / 1000 = 1000 ist in dem Fall wohl kaum zu realisieren.
Mit einem NE555 müsste das Klappen. Der bringt mehr Ausgangsstrom.

Hartwig(R)

11.05.2019,
13:30
(editiert von Hartwig
am 12.05.2019 um 11:35)


@ der olle Michi

edit:klar geht es einfacher......

Hallo,
das geht übrigens auch nur mit dem 555er: Ground an 1, Ub an 4 und 8. Dann einen WIderstand zwischen +Ub und 6&7, von 6&7 ein C an GND (aufbauend auf monostabil. Multivibr.: t=1.1xRxC, Variation erfolgt durch Verschieben der Schaltschwelle). Das Modulationssignal wird daher an 5 gelegt, an 2 wird das Taktsignal gelegt und Ausgang ist natürlich 3. Es braucht also noch den Takt 2* 555 = 556. Das wäre dann eine lineare PWM mit +1 Bauelement, also besser, wenn es linear sein muss
Mit einem IC und einem Bauelement weniger geht es auch - das Steuersignal halt direkt in den Spannungsteiler des 555 einspeisen, dafür hat er ja schließlich den Pin 5:


sauberer wäre die Lösung mit 2x555, der läßt sich besser einstellen, bringt auch gute Treibereigenschaften mit.

Grüße
Hartwig

Sel(R)

Radebeul,
11.05.2019,
15:24
(editiert von Sel
am 11.05.2019 um 15:26)


@ olit

Rechteckgenerator mit OPV, Durchstimmbarkeit...

» » » »

» » Den Widerstand vor dem Poti auf mindestens 5kOhm erhöht und die
» » Dachschrägen sind fast weg. Allerdings gehts dann auch nicht tief genug
» mit
» » der Frequenz. Da hilft nur ein größerer C und damit beißt sich die Katze
» in
» » den Schwanz.
» » Mittels Komperator wirds wieder besser. Das kostet jedoch einen
» » Komplettumbau. Theoretisch könnte ich ja zwei Transistoren dem OPV
» » nachschalten. Aber das lohnt dann auch nicht mehr.
» »
» Ein Verhältnis von 1000 000 / 1000 = 1000 ist in dem Fall wohl kaum zu
» realisieren.
» Mit einem NE555 müsste das Klappen. Der bringt mehr Ausgangsstrom.

Derzeit habe ich ein Verhältnis von 1:1400 am OPV einstellbar und alles funzt soweit. Der 555er bedarf einer völlig anderen Schaltung, da muß ich meine Leiterplatte umbauen, nö ;-)

Den extra Eingang für Impulse bestückte ich nun mit einem Optokoppler 6N139. Hatte erst einen EL139 drin. Jetzt aber kann ich mit 0,5mA Strom den Optokoppler voll durchsteuern, ganz prima! Den erst geplanten Analogeingang spare ich mir mal. So langsam wirds. Ich sehe ein Ende dieser Baustelle :-D

Ich erinnere mich grade (wegen Frequenzen durchsteuern) an meinen Röhren-Sinusgenerator (den Typ weiß ich nicht mehr). Habe den vor vielleicht 25 Jahren verkauft, ich Rindvieh! Da konnte ich mit einem Regler (und großer Untersetzung) 10Hz...25000Hz einfach durchstimmen. Ohne Umschalter! Wie das funktioniert, keine Ahnung. Ich tippe auf LC-Schwingkreis. Ja, und eben Röhrentechnik ;-)

LG Sel

--
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Sel(R)

Radebeul,
11.05.2019,
15:31
(editiert von Sel
am 11.05.2019 um 15:32)


@ Hartwig

Rechteckgenerator, OPV goes to Comparator...

» Aber ich habe hier noch was für Dich gefunden:
»
» (Quelle: Reichelt Webseite)
» Mit zweien von denen kannst Du Deinen Endtransistor locker ersetzen ;-)
» Aber auch ohne den Druckfehler liefert dieser OPV über 500mA, der könnt
» als Treiber zuweilen interessant sein.

Ja, die Reichelt-Seite hat inzwischen derartig viele Fehler, da fällt das Suchen schon echt schwer. Habe denen mal geschrieben, keine Antwort. Inzwischen schätze ich so grobe Fehler auf ca. 10% des Gesamtbestandes. Das ist eindeutig zuviel. Und gugg mal die Lieferzeit an :-) Der kommt dann im grauen Beutelchen direkt aus China :-)

Die 320 Watt reichen aber nicht :-D Oder ich mache ne Brückenschaltung mit zwei Stück von dem OPV, dann könnte es klappen :-D :-D :-D :-D :-D

Die 500mA Endstufenstrom sind schon ne Menge. Ich gugg mir das Teil mal genauer an. Danke!

LG Sel

--
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