Op. Ampere. mit Integrator - genug Werte zum Starten?

Alle rot eingekreisten Werte (Uref, C2, R31 und R36) fehlen. Ich soll sie berechnen, aber ich glaube, da fehlt mindestens ein Wert. Sollte Uref nicht bekannt sein, um die restlichen Werte zu berechnen?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einDie Wellenform wurde vorher gegeben.

Die Versorgungsspannungen betragen +/-15V für beide op. Verstärker, wobei die grüne Linie der Ausgang des Integrators und die blaue Linie der Ausgang des Schmidtt-Triggers ist.

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Antworten (1)

Nicht in Ordnung. Sie sollten Uref aus der Ausgangswellenform ableiten. Es ist gut möglich, nachdem Sie klar gemacht haben, wie die Schaltung im Detail funktioniert

Einige Anleitungen:

Finden Sie heraus, wie Sie die Schaltpegel des Schmitt-Triggers zu den Extremen der Dreieckswellenform machen können. Sie haben 2 Unbekannte (eine Spannung; ein Widerstand) und 2 Spannungsteilungsgleichungen.

Finden Sie dann eine Integrationszeitkonstante, die eine 15-V-Ladung in 2 ms mit 15-V-Eingang wahr macht. Sie können R oder C des Integrators frei wählen, wenn die Teile ideal sind. In der Praxis müssen Sie die Ausgangsstromgrenzen beachten und die Drift niedrig genug halten.

HINZUFÜGEN aufgrund der Kommentare. Anscheinend haben Sie einige grundlegende Lektionen übersprungen. Jetzt ist es an der Zeit, sie zu bearbeiten.

Zeitkonstante: Der Ausgang des Integrators ändert sich nur um den Betrag -U in der Zeit RC, wobei U = die Eingangsspannung des Integrators ist. Sie benötigen einen Übergang von -15 V in einer Zeit von 2 ms, wenn der Eingang 15 V von U13 beträgt. RC=2ms ist richtig. 1uF & 2kOhm sind ok. Ein Ausgangsstrom von 7,5 mA ist für praktische Operationsverstärker nicht unmöglich, obwohl 0,1 uF und 20 kOhm nur 10% des Stroms benötigen würden.

HINWEIS: Ihr Schaltplan verlangt möglicherweise, dass R31=R36. Dann können Sie R31 nicht frei wählen, sondern müssen den Wert verwenden, der den Schaltpegeln des Schmitt-Triggers genügt.

Der Schmitt-Trigger (=ST) sollte seinen Ausgang umschalten, wenn der Integratorausgang +10 V erreicht oder auf -5 V abfällt. Im ersten Fall beträgt der ST-Ausgang -15 V, bis die +10-V-Grenze erreicht ist, und danach beträgt der ST-Ausgang +15 V, bis die -5-V-Grenze erreicht ist.

Siehe diesen verallgemeinerten Spannungsteiler:

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Sie müssen in der Lage sein, mit elementaren DC-Berechnungen die Formel von Ux zu beweisen, falls Ux nicht mit Strom belastet wird. Wenn Sie dies nicht beweisen können, wenn Ihr Lehrer es will, werden Sie scheitern.

Sei Ua der Ausgang des Integrators, Ux = die Spannung am Pluseingang von U13 und Ub = die Ausgangsspannung von U13. Wir können die Formel von Ux verwenden, wenn wir davon ausgehen, dass U13 ideal ist (= seine Eingänge nehmen keine signifikanten Ströme auf und der Ausgang erreicht wirklich plus und minus 15 V).

Jetzt sollten Sie in zwei Fällen Ux=Uref schreiben: 1) Der Ausgang des Integrators erreicht +10 V, aber der ST gibt immer noch -15 V aus. 2) Der Ausgang des Integrators ist auf -5 V gefallen, aber der ST gibt immer noch +15 V aus.

Jetzt haben Sie 2 Gleichungen, die Uref und R36 ergeben.

Nun, das ist nur ein Beispiel aus dem Übungsbuch. Das ist alles, was ich habe, aber ich weiß nicht, wie ich anfangen soll oder wie ich die Uref dazu bringen kann, die Berechnung der Widerstände und der Kappe überhaupt richtig zu starten.
C2 ist in Ihrem Diagramm mit dem falschen Ende von R31 verbunden. Der Ausgangsspannungshub des Integrators beträgt eindeutig 10 V in 2 ms, also 5 kV/s, und der Eingang zum Integrator beträgt +-15 V (beeindruckender Operationsverstärker!), sodass Sie das RC-Produkt für den Integratorwiderstand und die Kappe berechnen können. Beachten Sie für den Komparator, dass die Schwellenpegel symmetrisch um null Volt liegen, was Ihnen sagt, was Uref sein muss, und stellen Sie dann einfach den Teiler so ein, dass Sie mit 15 V an einem Ende und -5 V am anderen Ende die Schwelle erreichen.
Zunächst einmal muss ich mich entschuldigen. Ich habe beide Bilder korrigiert, da ich gesehen habe, dass ich auf beiden einen Fehler gemacht habe. Auf den Schaltplänen habe ich den Anschluss des Kondensators geändert und wie auf dem zweiten Diagramm ist die positive Spannung +10 V (und NICHT +5 V, wie ich es zuvor hatte. Das tut mir schrecklich leid).
PS: Kann man davon ausgehen, dass die Uref +2,5V ist? Wie ist da die "Mitte" am Ausgang des Integrators?
@E.Wood es gibt keinen Raum für Annahmen. Sie haben 2 Spannungsteilungsfakten für 2 Gleichungen und 2 Unbekannte (Uref und einen Widerstand)
@ user287001: Nun, wie soll ich überhaupt anfangen, etwas zu berechnen? Ist t=R*C ein guter Anfang, wo t bestimmt wird (2ms) und ich sagen kann, dass C 1uF ist, während ich R out berechne? (R=2k)?
Wie soll ich überhaupt anfangen, das zu berechnen?
@E.Wood Einige der Grundschüler werden der Antwort hinzugefügt
Nun, wenn ich das richtig verstanden habe: U_ref = 2,5 V (richtig? Es ist das (Max-Low)/2, das die Hälfte ist, dann das "Zentrum" gefunden) U_high = +10 V U_low = -5 V (Wieder richtig?) PS : NOCH EINEN FEHLER GEMACHT. R31 und R36 müssen nicht gleich sein.
Und die Sache ist, egal wie ich die Dinge umdrehe, diese Übung scheint unlösbar zu sein (ich bekomme jedes Mal einen anderen Widerstand, wenn ich für U + und U- rechne)
@E.Wood nicht unlösbar, Uref=1,67V und R36=10kOhm. Ihre Arbeitsweise oder genauer gesagt, wie man alles in Ordnung hält, braucht etwas Service.
@ user287001: Nochmals vielen Dank für die Erklärung, aber ich kann es einfach nicht herausfinden, WARUM sollte ich Uhigh (höherer Eingangspegel) verwenden und mit LOW-Ausgangspegel rechnen? Das ergibt für mich einfach keinen Sinn (da dies im letzten Satz Ihrer Antwort geschrieben wurde)
@E.Wood es ist in deiner Zeichnung. Integrator invertiert. Der Ausgang des Integrators nimmt ab, wenn der Schmitt-Trigger +15 V ausgibt. Das Absenken wird zum Ansteigen, wenn der Ausgang des Integrators niedrig genug ist (-5 V), um den ST umzuschalten.
Op. Ampere. mit Integrator - genug Werte zum Starten?
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