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1.3.17 PWM mit OP

Erstellt ab 13.10.2012

In einer anderen Schaltung habe ich beschrieben, wie man ein PWM-Signal mit einem Schmitt-Trigger erzeugen kann. Das funktioniert extrem gut, hat aber den Nachteil, dass das dort eingebaute Poti potentialfrei ist.

Hier noch einmal die Schaltung dazu, dan siehst Du auch, dass das Poti weder mit dem einen, noch nit dem anderen Beinchen mit Masse oder Plus verbunden ist:



Das Poti P1 hat keinen Masseanschluss ! --- Es "hängt in der Luft".

Für viele Anwendungen ist es aber besser, wenn das Poti mit einem Beinchen an Masse angeschlossen ist.  Dann könnte man nämlich auch eine Steuerspannung auf den Eingang des PWM-Generators geben und das PWM-Signal  mit einer anderen  Schaltung steuern. Im oberen Beispiel ist das leider nicht möglich.

Daher mache ich jetzt dieses Baublog.

Ok. Wir fangen An:

Wie bei vielen Bauteilen hat der liebe Strippenstrolch bei dem Operationsverstärker ebenfalls eine Vorliebe entwickelt, was die Bauteilauswahl betrifft. Ich habe mich für den TS 912 IN von Conrad-Elektronik entschieden. Dieser Operationsverstärker ist ein "Rail-To-Rail"-Verstärker. Das heißt nichts anderes, als dass die Ausgangsspannung des OPs von nahezu Minus bis nahezu Plus der Versorgungsspannung betragen kann. Bei den "normalen" OPs ist das nicht so. Da fehlen immer einige Volts.

Also hier einmal die Übericht das Chips:

Zunächst holen wir uns einmal das Pinout auf den Bildschirm:



Ah, prima, wir sehen, dass in dem Gehäuse gleich 2 Stück dieses OPs verbaut sind. Ebenso sehen wir, dass da irgendwelche Kompensationseingänge fehlen. Das macht die Sache herrlich einfach.
Zunächst lassen wir ein älteres Bild hier einmal wieder auftauchen:

Am invertierenden Eingang liegen jetzt 2,25 Volt an (so ungefähr). Wenn wir jetzt an dem Poti drehen, so können wir beobachen (und auch mal messen), dass der Ausgang schlagartig auf Betriebsspannung geschaltet wird, sobald, wir mit dem Poti diese 2,25 Volt überschreiten.

Soweit der alte Text aus einem anderen Artikel.

Nun müssen wir uns noch eine andere Schaltung betrachten, nämlich eine, die eine Dreieck-Spannung am Ausgang liefert:



Bei dieser Schaltung lädt und entlädt sich der Kondensator periodisch. Die Arbeitsfrequenz wird hierbei durch C1 und R3 bestimmt. R4 bestimmt die nötige Hysterese. Natürlich kann man R1 und R2 auch gern hochohmiger gestalten.

Dass das auch so ist, wie ich das hier beschreibe, belegt folgendes Foto:



Jetzt schalten wir eine einstellbare Triggerstufe dahinter, die aus dem zweiten OP gebildet wird. Das sieht dann erstmal im Schaltplan so aus:



Jetzt ist die Schaltung bereits fertig und wir können am Poti P1 das PWM-Signal einstellen.

Auch hierzu gibt es ein "Beweisfoto":



Die untere Kennlinie zeigt die Dreieck-Spannung des Kondensators und die obere Kennlinie zeigt das fertige PWM-Signal.

Es ist jetzt natürlich auch klar, was der Vorteil dieser Schaltung gegenüber der Schaltung mit dem CD4093 ist: 

Das Poti liegt mit einem Beinchen an Masse, hat also Massebezug. Damti ist es nun möglich, anstatt des Potis eine Fremdspannung einzuschleusen, die das PWM-Signal steuert. Auch könnte man diese Schaltung in einer "H-Messbrücke" einsetzen.

Am Ausgang kann man dann angefangen von einer einfachen LED bis hin zu großen Leistungs-IGBTs oder auch MOSFETS alles anschließen, was einem Spaß macht.

Als Beispiel habe ich hier einen Transistor 2N2222 angeschlossen, der den Strom für eine Fahrrad-Glühlampe treibt:


Ferig ist der "Dimmer".
 

 

Präzise PWM-Signale wünscht

 

 

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