Linearer Verstärker

[dennisstrehl]

Mit einem Komparator funktioniert das doch nicht. Ein Komparator vergleicht zwei Werte und gibt dann entweder -Vcc oder +Vcc aus. Für so Analogkram ist ein Komparator völlig ungeeignet, es sei denn, du willst den jetzt nutzen, um eine PWM zu erzeugen. Das könnte man damit zwar machen, aber nicht mit den oben gezeigten Schaltungen.

Aber nochmal zum eigentlichen Problem: Könntest du mal messen bzw. könnte man wer anderes feststellen, ob eine Halogenlampe einen einigermaßen linearen Spannungs-Strom Zusammenhang aufweist?
Also, ob der Widerstand von dem Ding sich sehr stark bei verschiedenen Helligkeiten ändert.
Vermutlich ist das so. Aber im Grunde bräuchte man dann eine Leistungs-Regelung, denn weder der Strom noch die Spannung wäre dann linear zur abgestrahlten Leistung.
Meiner Meinung nach wären diese Verstärkerschaltungen, wie wir sie jetzt reihenweise hier präsentiert haben, alle ausreichend für diese Anwendung. Zwar sind die dann nicht 100% linear, aber alles andere würde viel komplizierter werden.

MfG

Edit: So würde beispielsweise eine einfache PWM mit einem Komparator aussehen. Ich erhebe keinen Anspruch auf Linearität, außerdem fehlt eine Treiberschaltung. Die Frequenz liegt bei etwa 120 Hz. Falls du Lust hast, das mal aufzubauen, kann ich auch eben die Treiberschaltung noch dazuzeichnen. Wird aber wie gesagt nicht 100% linear werden.

E²dit: Bin mir gerade nicht mehr so sicher ob das mit den 120 Hz stimmte :\ Hab die Schaltung nochmal anders aufgebaut und dann stimmte plötzlich nix mehr ^^ Werd's gleich nochmal neu machen.
E3dit: Nee, Frequenz stimmte doch. Zumindest bei 6V Versorgungsspannung (Frequenz ist hier von der Vcc anhängig. Und vom Ausgangsspannungsbereich des Komparators. Und, und, und... Naja, ist halt nur ne einfache Schaltung)

MfG

[theodrin]

Hallo!

Ich habe jetzt alle Bauteile zusammen und fleißig aufgebaut. Also ich muss euch und mich leider enttäuschen. Es hat nicht so funktioniert wie es sollte. Ich hab als Ergebnis eine noch schlechtere Stromkennlinie bekommen, aber dafür hab ich viel an Wissen angesammelt. Ich hab jetzt nämlich eure Schaltungen verstanden, so denke ich.
Dazu jetzt die Ergebnisse. Also die Stromkennlinie ist leider noch schlechter wie gesagt. Aber ich weiß teilweise wieso. Ihr werdet sehen, dass sie am Anfang eher linear ist, so wie ihr sagtet, aber dann (wenn sie zu leuchten begann, hab ich den Einbruch und die "Im Eimer"-Kennlinie. Hab ich zweimal aufgenommen. 2mal das selbe. Aber der Einbruch kam deshalb weil die bei dem leuchten der Lampe der Widerstandswert verändert hat. Also Problem erfasst, Lösung gesucht!
Auf Spannungen + Strom o. OPV hab ich die Spannungskennlinie. Wenn ich das verstanden habe sollte die Spannung an der Lampe immer genau die haben wie die Spannung aus der DQA-Karte, wegen OPV und der regelt das schon so. Am Anfang funktionierts, dann eher schwach und dann kommt er wieder auf die richtige Kennlinie. Das versteh ich nicht. Liegt das am OPV oder wieder an der Lampe.
Jetzt glaub ich das die Sache nicht mehr so leicht zu lösen sein, wird, aber ihr habts ja sicher noch Ideen! *g*

theodrin

[Babbage]

Da hast Du Recht, der Widerstandswert ändert sich mit der Temperatur, dadurch die krumme Linie.
Hättest Du die Regelspannung in Bezug auf die Ausgangsspannung aufgetragen hätte eine Gerade rauskommen müssen.

Wie ich oben erwähnt hatte brauchst Du für einen veränderlichen Verbraucher einen Shunt.
Ich würde in diesem Fall ca.0,5 Ohm wählen und die Verstärkung des OP anpassen.

Babbage

[theodrin]

Hallo!

Das mit dem Shunt hab ich nicht ganz verstanden. Ich gestern noch einen Widerstand als Referenz für die Spannung genommen, aber mit dem Poti(das ich verändert habe), konnte ich nur die Höchstspannung ändern.
Meinst du dass ich einen Widerstand in Serie zu der Lampe schalten soll und von dem die Spannung als Referenz nehmen soll? Ich kanns ja mal ausprobieren, aber vielleicht kannst du mir ja eine Schaltung schicken oder so was in der Art?

theodrin

[dennisstrehl]

Der Widerstand dient zur Strommessung, das Verfahren funktioniert so in etwa, wie du's gesagt hast. Aber ich fürchte, auch das wird nicht viel helfen, denn weder die abgestrahlte Lichtleistung noch die aufgenomme elektrische Leistung sind dazu proportional.

Genauer: Der Bereich am Anfang, wo der Strom steil ansteigt, wird bleiben (wenn die Lampe vorher aus war!), er wird sogar noch etwas in die Länge gezogen. Wenn die Lampe einmal leuchtet, wird's dagegen einigermaßen linear werden.

Idee: Eine zusätzliche Schaltung dazwischen. Wenn der Wert, der aus dem Regler kommt, unter 5% sinkt, wird die Lampe komplett abgeschaltet. Wenn er wieder über 5% steigt, bekommt sie kurz die volle Leistung, da muss man halt ausprobieren wie viel man braucht um die Lampe zum glimmen zu bekommen.. Wenn das Ausgangssignal des Reglers dann zwischen 5% und 100% bleibt, wird die Lampe entsprechend geregelt, aber so, dass sie gerade nicht ausgeht, also ne Zuordnung 5% -> 200mA (oder so), 100% -> 500mA. Dann bleibt die Lampe immer an, solange das Ausgangssignal des Reglers nicht zu weit fällt.

MfG

[PICture]

Hallo theodrin!

Um lineare Abhängigkeit I von U bei nicht linearer Last (hier Lampe) zu bekommen muss in der Rückkopplung ein linearer I/U Wandler (hier Rs) sein. Die im Code skizzierte Schaltung realisiert es. Der OV1 ist ein Spannungsfolger und der OV2 Differenzialverstärker. Der T ist ein Stromverstärker.

MfG

              OV1         VCC
                           +
              |\           |
    >---------|+\        |/
     A        |  >-------|  T
     |     +--|-/        |>
     |     |  |/           |
    U|     |      GND      |
     |     |      ===      |
     |     |       |       |
    ===    |      .-.      |
    GND    |    R2| |      |
           |      | |      |
           |      '-' R1   |
           |       |  ___  |
           |  OV2  +-|___|-+
           |       |       |
           |    /| |      .-.|
           |   /+|-+    Rs| ||
           +--<  |        | ||I=U/Rs wenn R1=R2
           |   \-|-+  R3  '-'|       und  R3=R4
           |    \| |  ___  | V
           |  R4   +-|___|-+
           |  ___  |       |
           +-|___|-+      / \
                         ( X )Last
                          \_/
                           |
                          ===
                          GND

[Babbage]

Aber ich fürchte, auch das wird nicht viel helfen, denn weder die abgestrahlte Lichtleistung noch die aufgenomme elektrische Leistung sind dazu proportional.

@dennisstrehl
Hab ich voll verpennt, soll ja ne Leistungsregelung geben.

Hast Du an deiner Hardware noch Eingange frei?
Falls ja könnte mit einem den Strom (über den Shunt) und mit einem 2. Eingang die Spannung messen.

Aus diesen läßt sich dann die Leistung errechnen und auf diese Größe könntest Du dann regeln.

Ist das von deiner Hard/Softwareseite möglich.

Babbage[/url]

[theodrin]

Hallo!

Also ihr glaubt nicht was heute passiert ist. Ich hab die Schaltung von PICture ausprobiert und ich muss sagen Respekt. Ich häng euch dann noch meine neuen Messungen an und ihr werdet sehen, dass die ganze Sache sehr linear geworden ist. Also so wie ich es mir vorgestellt hab. Danke erstmal an alle!!!!!!!!!
@Babbage: Ja ich hab prinzipell mehr Eingänge als einen. Also ein zweiter wär kein Problem, aber so wie die Sache jetzt läuft, werd ich mir später viel Arbeit ersparen. So kann ich die Leistung einfach linear mit der DAQ - Ausgangsspannung steuern. Das ist wirklich toll.
Aber an PICture oder an alle. Ich würde gern noch verstehen wie die Schaltung funktioniert. Ich hab mal ein paar Ideen dazu, aber ich würde mal gerne eine Erklärung von euch hören.
Jetzt kann ich mich natürlich voll auf das Hardwareaussehen konzentrieren und dann (irgendwann mal) hab ich meine Hardware fertig. Dann fehlt mir nur mehr die Software.
Jetzt hoffe ich natürlich, dass die Temperatur annähernd an die Leistungskennlinie herankommt. Das wird natürlich nicht so sein, aber es passt schon. Ich bin zuversichtlich.

theodrin

[PICture]

Hallo theodrin!

Ich möchte Dir vorschlagen, dass Du Deine Ideen zu der Schaltung äuserst und ich, falls nötig, korriegiere sie. Ich denke, dass es am einfachsten wird und vermeindet unnötiges Schreiben. Übrigens, mit welchem Programm (Windows 98 ) kann man Deine Dataien öffnen ?

MfG

[dennisstrehl]

Die Dateien könnte man mit Microsoft Excel, Openoffice, ...
oder mit nem Excel-Viewer öffnen.

Ich hab btw. nen kleinen Vereinfachungsvorschlag für die Schaltung:
Man könnte doch 1. den Shunt zwischen Masse und Last klemmen
2. die Referenzspannung erzeugen die der Spannung am Shunt entsprechen soll
3. Dann die beiden Spannungen an einen Op (Referenz -> nichtinvertierend, Spannnung am Shunt -> invertierend) anschließen, und den Ausgang vom Op an die Treiberstufe, wie in der Schaltung von PICture.
Würde das nicht auch gehen?

Noch was, wobei ich eure Begeisterung ungerne stören möchte: Ist die Helligkeit der lampe denn jetzt linear zur DAC-Spannung? Das ist ja eigentlich das wichtigste.

MfG