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Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Beitrag: #61
03.03.2016, 15:56
Gast Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Also nach mal Schritt für Schritt:
Der Logarithmierer
Ein Logarithmierer, so wie er hier vermutet wird, soll eine Eingangsspannung (oder einen Eingangsstrom) in eine dem Logarithmus des Eingangssignales proportionale Spannung wandeln.
Dies wendet man z.B. an, um einen großen Eingangssignalbereich (mehrere Dekaden) darstellen zu können. Eine typische Anwendung ist z.B. die Aussteuerungsanzeige (VU-Meter).

Schaltung des Logarithmierers
Die typische Schaltung mit einer Diode:

[Bild: f16_6.jpg]

Die Schaltung wandelt positive Eingangsspannungen in eine negative Ausgangsspannung, welche eine logarithmische Abhängigkeit von Ue hat.
Der invertierende Eingang liegt virtuell auf Masse, so dass der Strom I1=Ue/R1 ist. Da die Summe der Ströme im Knoten Null ist, muss I2=-I1 sein. Die Diode ist somit in Durchlassrichtung geschalten; in Sperrrichtung (also bei negativer Ue) würde I2 annähernd Null sein. Da der Diodenstrom in Durchlassrichtung exponentiell von der Durchlassspannung abhängt, ergibt sich am Ende die gewünschte Funktion eines Logarithmierers.

Und jetzt kommt das ABER: In der Prüfungsschaltung ist -R19 genau andersherum gepolt. Damit würde die Schaltung (ohne externe Bauelemente an -X8 und -X9) aber nur für negative Eingangsspannungen die vermutete/unterstellte Funktion eines Logarithmierers erfüllen. Wo soll aber eine negative Spannung am Eingang herkommen? Damit erklärt sich die Funktion der Diode -R19 noch nicht.

Mit der Schaltung lassen sich halt nur die Durchlassspannungen (bzw. die Z-Spannungen) der zur Verfügung stehenden Testobjekte (Pos. 47-54) für drei verschiedene Durchlassströme ermitteln.

Was macht denn nun -K2?
-K2 arbeitet als gesteuerte Konstantstromquelle. Schaut euch mal auf elektroniktutor.de gleich die erste Schaltung (links) an!
[Bild: ui_wdl1.gif]

Für RLast sitzt in eurer Prüfungsschaltung das Testobjekt (eine LED/Diode/Z-Diode).

Wird z.B. ein Durchlassstrom von 2 mA gewählt, so muss -T1 (richtiger wäre -Kxx) leiten und der Konstantstrom ergibt sich aus (5V -Ucesat)/(R4+R5).

Und wozu -K3?
-K3 arbeitet, wie bereits geschrieben, als invertierender Verstärker mit einer Verstärkung Vu<1.
Wenn man sich die Testobjekte anschaut, dann sind dort auch Z-Dioden mit Z-Spannungen größer 5V dabei. Die könnte der Arduino aber nicht direkt messen, so dass man die Spannungen verringert und dann per Software den korrekten Wert bestimmt. Gleichzeitig bewirkt -K3 eine Vorzeichenumkehr, so dass am Arduino nur pos. Spannungen auftreten (sollten).

Und wenn nichts angeschlossen ist?
Passiert auch nichts, denn mit -R24, -R25 ist ja der Eingang des Arduino geschützt.

Wie jetzt, kein Logarithmierer?
Nein, und das L-Wort ist für mich an dieser Stelle erledigt.Angry

"Der Vorteil der Klugheit besteht darin, dass man sich dumm stellen kann. Das Gegenteil ist schon schwieriger."
Kurt Tucholsky
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Beitrag: #62
03.03.2016, 18:56
Schlaumeier54 Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Hallo,

Ich möchte euch jetzt noch mitteilen, wie ich auf die Idee komme, dass die Diode R14 den Ausgang von K2 definiert wenn keine andere Diode an den Buchsen angeschlossen ist.
Das Bild müsste das recht gut erklären Wink
   

Da der OP ja seine Eingänge auf dem gleichen Level haben will, versucht er seinen invertierenden Eingang irgendwie auf 0V zu ziehen (da der +Eingang ja auf Masse hängt).

GrüßeBig Grin
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Beitrag: #63
03.03.2016, 19:25
brolyx Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Zitat:Wie jetzt, kein Logarithmierer?
Nein, und das L-Wort ist für mich an dieser Stelle erledigt.Angry
ok.


Zitat:-K2 arbeitet als gesteuerte Konstantstromquelle. Schaut euch mal auf elektroniktutor.de gleich die erste Schaltung (links) an!
[Bild: ui_wdl1.gif]

Für RLast sitzt in eurer Prüfungsschaltung das Testobjekt (eine LED/Diode/Z-Diode).

Wird z.B. ein Durchlassstrom von 2 mA gewählt, so muss -T1 (richtiger wäre -Kxx) leiten und der Konstantstrom ergibt sich aus (5V -Ucesat)/(R4+R5).
Auch ok.

Zitat:Da der OP ja seine Eingänge auf dem gleichen Level haben will, versucht er seinen invertierenden Eingang irgendwie auf 0V zu ziehen (da der +Eingang ja auf Masse hängt).

Das ganze Resultat hätte man aber auch ohne die Diode. Er verhällt sich wie ein Komparator wenn keine Test-Diode angeschlossen ist und steuert somit das maximale an was er kann am Ausgang und kommt somit auf ~ -11V.

Grüße
(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 03.03.2016 19:26 von brolyx.)
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Beitrag: #64
07.03.2016, 09:13
Der Comedian Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Hallo, ich habe mich mit der Schaltung und dem Arduino befasst und verstehe nun die Funktion und den Nutzen der Schaltung.

Allerdings ergibt sich mir eine Frage zu dem Poti R22. Nach meinem Wissen, stellt man darüber die Spannung am Prüfling ein. Allerdings ergibt sich aus den Unterlagen nicht wie dieses Poti eingestellt werden soll.

Vielleicht kann mir jemand sagen, was ich höchstwahrscheinlich übersehe.

Schonmal Danke im Vorraus Smile
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Beitrag: #65
07.03.2016, 09:40
Schlaumeier54 Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Hallo Comedian,

der R22 hat eine andere Funktion in der Schaltung, mit ihm kannst du die Verstärkung des Invertierenden Verstärkers K3 einstellen. Angenommen nach dem OP K2 liegen -12V an (real sind es nur 10,9V etwa) und der Poti R22 ist auf 2,8k eingestellt.
Dann rechnest du ja den Verstärkungsfaktor wie folgt aus: R21 + R22 : R20
2,2k+2,8k:10k = 0,5
Dann kommst du auf einen Verstärkungsfaktor von 0,5 das heißt wenn nach dem OP K2 -12V anliegen, sind es am Ausgang des OP K3 +6V.
Diese Funktion ist notwendig, weil der Arduino nur +5V "verträgt".

Ich hoffe die Antwort hilft dir weiter Wink
(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 07.03.2016 09:43 von Schlaumeier54.)
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Beitrag: #66
07.03.2016, 11:25
Der Comedian Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
(07.03.2016 09:40)Schlaumeier54 schrieb:  Hallo Comedian,

der R22 hat eine andere Funktion in der Schaltung, mit ihm kannst du die Verstärkung des Invertierenden Verstärkers K3 einstellen. Angenommen nach dem OP K2 liegen -12V an (real sind es nur 10,9V etwa) und der Poti R22 ist auf 2,8k eingestellt.
Dann rechnest du ja den Verstärkungsfaktor wie folgt aus: R21 + R22 : R20
2,2k+2,8k:10k = 0,5
Dann kommst du auf einen Verstärkungsfaktor von 0,5 das heißt wenn nach dem OP K2 -12V anliegen, sind es am Ausgang des OP K3 +6V.
Diese Funktion ist notwendig, weil der Arduino nur +5V "verträgt".

Ich hoffe die Antwort hilft dir weiter Wink

Vielen Dank

ja hat mir geholfen mir war zwar klar das das poti den Verstärkungsfaktor einstellt aber nich das das für den Arduino dringend notwendig ist.
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Beitrag: #67
08.03.2016, 13:48
Snurf Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
(07.03.2016 11:25)Der Comedian schrieb:  Vielen Dank

ja hat mir geholfen mir war zwar klar das das poti den Verstärkungsfaktor einstellt aber nich das das für den Arduino dringend notwendig ist.
Link: http://www.atmel.com/images/Atmel-8271-8...mplete.pdf

29.1:
Voltage on any Pin except RESET
with respect to Ground . . . . . . . . . . -0.5V to VCC+0.5V
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Beitrag: #68
08.03.2016, 15:49
Greetz Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
So nochmals zum lieben R19 Tongue

Ich hab da jetzt sehr lange gerätselt, was die Diode für eine Funktion hat und für mich gibt's da nur eine logische Erklärung.
Falls ich mich irre, korrigiert mich bitte Wink

Aus dem Quellcode kann man raus lesen, dass es beim Umschaltvorgang der Bereiche zu kurzzeitigen Sperrung alle Transistoren kommen kann.
Dies führt dazu, dass der Schaltungsbereich mit den OPs "in der Luft hängt" und K2 anfangen könnte zu schwingen.
R19 definiert meiner Meinung nach das Ausgangssignal von K2 auf ein festes Potential.
Der Logik nach müsste am Ausgang von K2 die UF von R19 anliegen und am invertierenden Eingang 0V (virtuelle Masse, Offset nicht berücksichtigt).

Die restlichen Zustände (Messungen, Leerlauf) werden von R19 nicht beeinflusst.

Bitte euch des mal durchzusehen und mir dann sagen, ob ich richtig oder falsch liege. Smile

Wünsche noch einen schönen Arbeitstag Big Grin
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Beitrag: #69
08.03.2016, 19:47
Gast Offline
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
(08.03.2016 15:49)Greetz schrieb:  So nochmals zum lieben R19 Tongue

Ich hab da jetzt sehr lange gerätselt, was die Diode für eine Funktion hat und für mich gibt's da nur eine logische Erklärung.
Falls ich mich irre, korrigiert mich bitte Wink

Aus dem Quellcode kann man raus lesen, dass es beim Umschaltvorgang der Bereiche zu kurzzeitigen Sperrung alle Transistoren kommen kann.
Dies führt dazu, dass der Schaltungsbereich mit den OPs "in der Luft hängt" und K2 anfangen könnte zu schwingen.

Also, einen 741er zum Schwingen zu bringen ist fast ein Kunststück. Ich kenne den OPV (und seinen Vorgänger, den 709) schon seit den Siebzigern. Mit seinem Schaltungsdesign, seiner internen Frequenzkompensation und einer Slew-Rate von rund 0,5 V/µs gehört der 741 zu den handzahmsten OPVs, die ich kenne. Bei der Slew-Rate kann man die Spannungsänderung am Ausgang fast noch mit einer Stoppuhr messen.
Und auch gegenüber einem Latch-Up ist der 741 vollkommen resistent. Und wenn ich (hochfrequente) Schwingungen unterdrücken will, dann baue ich ein entsprechendes Tiefpassverhalten ein; leider sind da Dioden die letzte Wahl.

Zitat:R19 definiert meiner Meinung nach das Ausgangssignal von K2 auf ein festes Potential.
Der Logik nach müsste am Ausgang von K2 die UF von R19 anliegen und am invertierenden Eingang 0V (virtuelle Masse, Offset nicht berücksichtigt).

Die restlichen Zustände (Messungen, Leerlauf) werden von R19 nicht beeinflusst.

Wie will die Diode ein festes Potenzial definieren? Sie kann maximal die Ausgangsspannung von -K2 in einer Polarität leidlich begrenzen. Ein hochohmiger Widerstand zwischen +5V und -MP2 würde genau diese Aufgabe erledigen.

Zitat:Bitte euch des mal durchzusehen und mir dann sagen, ob ich richtig oder falsch liege. Smile

Ich bleibe bei meiner Meinung, dass -R19 die Diode der Illuminati ist. Cool

"Der Vorteil der Klugheit besteht darin, dass man sich dumm stellen kann. Das Gegenteil ist schon schwieriger."
Kurt Tucholsky
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Beitrag: #70
09.03.2016, 10:04
kruegeto Offline
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Beiträge: 3
Registriert seit: 03/2016
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RE: Bereitstellung: Fragen / Probleme / Lösungen
Hey , ich bin neu hier im Forum und hätte mal eine Frage zur APT1/16 :

Habe gerade die Unterlagen und Materialien bekommen für die vorbereitung der Prüfung, und nun steht dort das man das Programm für den Arduino ( _3190F16.ino) auf der Seite der PAL herunterladen soll , nur finde ich dort keinen Download Link für das Programm , google spuckt auch nichts aus . Kann mir jemand den Link für die Datei geben oder mir die Datei irgendwie schicken ?

Schonmal Danke Smile
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