Ja wohl wahr, aber dieser Teil ist recht schlecht zugänglich.

Sehr schlechte Performance hat sie eigentlich gar nicht. Aber 5mV Abweichung sind dann für den Differenzverstärker schon zu viel...



Ich glaube eher, am einfachsten ist eine gute Entkopplung dieser beiden Schaltungsteile.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: I-need am 17 Nov 2022  0:34 ]

Zitat :

Ich habe wieder einmal ein analoges Problem.

We keine Probleme hat, der macht sich welche.

Zitat :

möchte ich gerne das Problem ohne weiteren Kontext erklären

??? Versuch's mal!

Zitat :

Ich konnte das Problem eingrenzen darauf, dass ein diskreten Differenzverstärker zu anfällig auf Betriebsspannungsänderungen reagiert.

Keine Lyrik, sondern Zahlen bitte!
Was soll das Ding tun, und was tut es bzw. nicht?

Zitat :

Und natürlich habe ich keine gepaarte BJT verwendet beim Aufbau.

Wenn du das schon weisst, warum korrigierst du den Fehler nicht?

Zitat :

Vermutung momentan liegt darin, dass U124 wohl besser auch einen Kollektor Widerstand hat. Und das ganze etwas symmetrischer wird.

Bringt fast nichts, solange der Eingang nicht übersteuert wird.


Die Hauptfehler sind: R163 anstelle einer Konstantstromquelle verdirbt die CMRR (nicht die PSRR! - das passiert vllt in der Stufe davor), fehlende thermische Kopplung der Transistoren gibt einen Windrichtungsanzeiger oder so etwas, ungepaarte Transistoren.

Zitat :

5mV Abweichung sind dann für den Differenzverstärker schon zu viel...

5mV Abweichung von was?


Warum ist das alles so hochohmig?

Also grundsätzlich steuert dieser Teil die Helligkeit der Anzeige. Ein Spannungsteiler aus einem R und einem LDR liefert das eine Signal. Das Andere kommt von einem Dreieckgenerator und bildet den Referenzwert. Da keine Rückkopplung stattfindet, arbeitet das ganze als Komparators. Das Problem, dass sich die Schaltschwelle ändert bei einer Betriebsspannungsänderung fallt nur bei kleinem Dutycycle auf. Wo genau das PSRR nun verheerend wirkt, kann ich nicht ganz genau sagen. Wahrscheinlich bereits beim Spannungsteiler und sehr wahrscheinlich auch beim Dreieckgenerator.

Zitat :

Wenn du das schon weisst, warum korrigierst du den Fehler nicht?

Weill das ganze kaum zugänglich ist....

Zitat :

Die Hauptfehler sind: R163 anstelle einer Konstantstromquelle verdirbt die CMRR (nicht die PSRR! - das passiert vllt in der Stufe davor), fehlende thermische Kopplung der Transistoren gibt einen Windrichtungsanzeiger oder so etwas, ungepaarte Transistoren.

Notfalls könnte ich diesen Teil aber abändern. Bevor ich aber gross herumbastle, möchte ich gerne wissen, was zu tun ist.

Die 5mV Abweichung bezieht sich auf einen Lastwechsel auf der 5V Versorgung bei ca. 1mA. Für den Digitalteil ist das ausreichend gut. Auch Temperaturdrift ist der Digitallogik. Zum Test habe ich die Spannungsversorgung des anlogen Teil mal separiert und siehe da, keine Fluktuation in der Helligkeit mehr.







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Ich kenne mich mit OPVs nicht aus, nicht in Chipform und erst recht nicht diskret aufgebaut. Glaub aber (trotzdem) nicht, daß du den mit der Spg.-Versorgung jemals richtig zum laufen bekommen wirst.

Die NT-Platine separieren, und schon tut es so wie wenn es tun würde, heißt das du entweder zusätzliche uH reingebracht oder Störeinstrahlungen ausgeblendet hast. Natürlich kann man seinen Strom auch ausm Nachbardorf holen, aber^^ ...

Würde sagen daß das strikt als zwei verschiedene Baustellen betrachtet werden muß. Die strikt nur nacheinander abgearbeitet werden dürfen, nicht gleichzeitig /parallel /sonstwie ineinander gewurstelt.

Ergo, hänge den Diff.-Verstärker erstmal an ein Labornetzteil oder eine sonstige Saftpresse der du vertraust ...


Denn die abgebildete Spg.-Versorgung ist das beste Beispiel dafür, daß NTs entwerfen doch auch gar nicht so leicht ist^^.

Das Ding funktioniert bestenfalls zufällig; und eine Ausgangsspg. von 5 +/-0,005 Volt dürfte wohl eher nur ein Messfehler sein.

Kippe mal vor deinem geistigen Auge den ganzen Schaltplan-Bereich links von D5 um 90° nach rechts. Dann hats verflixt viel Ähnlichkeit mit einer Z-Dioden-Stabilisierung, nicht?.
Die niemals nie richtig funktionieren kann weil allein der Stabistrom durch D5 bereits 3-4-7-10mA betragen muß. Es ist immer ein Warnzeichen wenn die Z-Dioden-Spg. nicht zur Ausgangsspg. passt (5,6V-Z <> 5,0V Uaus). Also raus mit der; oder sollte das eine missglückte Crowbar darstellen?.

Dann, U5 ist gar nicht schlecht - klassischer Längsregler. Ob dessen Werte passen, k.A. . Könnte/müsste aber deutlich besser sein wie ihr Ruf.
Die Schutzdiode U12 erscheint mir in dem Zusammenhang etwas ungewöhnlich, brauchst du die? Nicht daß deren Diodenkennlinie usw. zum Schluß noch irgendwas verzieht; ohne großartig Cs im nachfolgenden Teil kann eh nix im Abschaltmoment rückspeisen. Und dann auch noch auf einen dermaßen teuren BC547^^.
Das Regelverhalten solch eines Konstrukts lässt sich daneben eh noch mittels eines kleinen Cs versauen oder auch verbessern - weiß nicht mehr ob über R2 oder D1, ggf. auch über beide.

Baue doch die NT-Schaltung auf einem Breadboard auf bis se fertig ausbaldowert ist.
Bei lediglich 10mA Strombedarf aber dafür einer superempfindlichen Nachfolgeschaltung könnte eh ebenso über eine TL431 als "Netzteil" nachgedacht werden. Einen Stromspiegel diskret aufbauen ist sicherlich auch nicht schwerer wie einen OPV aus Hühnerfutter zusammenzustricken^^.

Der (wohl falsch bezeichnete) R437 haut dir zudem sämtliches Regelverhalten vom U5 kaputt. Is ja klar ... vor einen 7805 o.ä. würde man auch keinen Vorwiderstand hinsetzen, vonwegen schwankender Iaus gleich jeweils unterschiedlicher Spg.-Abfall an dem R. Also ebenfalls raus.

Man kann auch zu Tode entkoppeln. Ein Zwack mim Seitenschneider wäre ebenf. eine Entkopplung.
Man darf nicht vergessen daß ein Längsregler eh gleichzeitig ein gigantisch guter Tiefpass mit einem Dämpfungsmaß i.H. von locker 40-50dB ist. Um den Wert nochmal zu verbessern, wäre gleich noch ein "Tiefpass" davor oder danach erforderlich. Und jede Menge Vodoo^^, Baugruppenabschirmungsbleche u.ä. .

Die Entkopplungs-Widerstände waren m.W.n. schon immer rein eine "kostenbewusste" Murkslösung. Da würde ich wenn dann eher eine kleine Ferritperle reinpflanzen; könnte auch schon fast an die 2Ohm haben und nochmal gar 1-3-4-6dB Dämpfung reinbringen.

OPV ...

Zitat :

Die 5mV Abweichung bezieht sich auf einen Lastwechsel auf der 5V Versorgung bei ca. 1mA.

Das entspricht etwa 5Ohm und dürfte damit auf die Sicherung zurückzuführen sein. Was soll die überhaupt am Ausgang?

Zitat :

Also raus mit der; oder sollte das eine missglückte Crowbar darstellen?.

Das Frage ich mich auch
D1+U5 stellen ja schon die Stabilisierung da, und zwar auf 5,6V+0,7V=6,3V (theoretisch). D5 zieht die Spannung dann wieder mehr oder weniger undefiniert runter.
Ist so also reichlich murksig.
U12 sollte nicht stören, außer einen seeeeeeeehr kleinen (praktisch kaum messbaren) Sperrstrom fließen zu lassen, macht die nix weiter.

Ansonsten ein sehr interessantes Projekt. Hattest du ja auch schon mal thematisiert, wenn ich mich recht erinnere.



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

Oha, eine so rege Diskussion hätte ich jetzt nicht erwartet.

Also:

Zitat :

Es ist immer ein Warnzeichen wenn die Z-Dioden-Spg. nicht zur Ausgangsspg. passt (5,6V-Z <> 5,0V Uaus). Also raus mit der; oder sollte das eine missglückte Crowbar darstellen?.

Ich kann mich daran erinnern, dass ich eigentlich der Zdiode Querstrom schon auf die Z-diode abgestimmt habe. Kann aber sein, dass ich später bei einer Änderung nicht mehr daran gedacht habe.
Aber ich verstehe nicht genau, wieso diese Schaltung nicht funktionieren soll. Im prinzip ist es ja gerade diese Grundschaltung, die ich nachgebaut habe. LINK
Und dann gibt 5.6V-0.6V auch = 5V. In tat und Wahrheit messe ich etwa 4.9V, das ist völlig in Ordnung. Schwanken soll es einfach nicht.

Die andere 5.6 V Z-diode ist in der Tat ein crowbar, welche aber noch nicht leitend sein soll. Im Zweifelsfall kann ich sie auch gerne auf 6.2V erhöhen. Ich will einfach meine 200 Transistoren etwas absichern.

Zitat :

Und dann auch noch auf einen dermaßen teuren BC547^^.

Teuer an sich nicht. Bedenkt man sich aber, dass man fast nicht dort hinkommt für Reparaturen, möchte ich das gute Stück nicht reparieren wollen.

Zitat :

Der (wohl falsch bezeichnete) R437 haut dir zudem sämtliches Regelverhalten vom U5 kaputt. Is ja klar ... vor einen 7805 o.ä. würde man auch keinen Vorwiderstand hinsetzen, vonwegen schwankender Iaus gleich jeweils unterschiedlicher Spg.-Abfall an dem R. Also ebenfalls raus.

Ja also im Elektronikkompendium empfehlen sie sogar solch ein Widerstand. Allerdings niederohmiger. Da ich auf der 5V rail aber nicht mehr als 20mA ziehe, habe ich nicht mehr als 2V Spannungsverlust. Also bleiben immer noch etwa 8V Overhead.

Zitat :

Das entspricht etwa 5Ohm und dürfte damit auf die Sicherung zurückzuführen sein. Was soll die überhaupt am Ausgang?

Einverstanden, die sollte an den Eingang hin!. Dies liesse sich unter Umständen "einfach" ändern.

Zitat :

D1+U5 stellen ja schon die Stabilisierung da, und zwar auf 5,6V+0,7V=6,3V (theoretisch). D5 zieht die Spannung dann wieder mehr oder weniger undefiniert runter. Ist so also reichlich murksig.

Ne, Ube muss abgezogen werden. Der Transistor ist in einer als klassischer Kollektorfolger mit typischen 0.6/7 V spannungsabfall.

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Zitat :

Ne, Ube muss abgezogen werden.

Vollkommen richtig, Maschensatz lässt grüßen

Mit der umgebauten Sicherung wird es schon deutlich besser, da du so den niedrigen Ausgangswiderstand der Schaltung nicht künstlich vergrößerst.



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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

Zitat : I-need hat am 17 Nov 2022 14:03 geschrieben :

... Die andere 5.6 V Z-diode ist in der Tat ein crowbar ...

Das ist keine Crowbar, sondern eine Zenerbarriere, wie man sie im Exschutz einsetzt.

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

Zitat :

Wo genau das PSRR nun verheerend wirkt, kann ich nicht ganz genau sagen.

Nochmal: Es ist nicht die PSRR, sondern die CMRR!

Die Schaltung reagiert empfindlich auf Änderungen der Gleichtakt-Eingangsspannung.
Dadurch ändert sich der Strom durch R163, und das schlägt anteilig auf den Kollektorstrom von U123 durch.
Die positive Versorgung wirst du ziemlich ungestraft verändern können, solange die Spannung zwischen Minus und den Eingängen konstant bleibt.

Zitat :

Wo genau das PSRR nun verheerend wirkt, kann ich nicht ganz genau sagen. Wahrscheinlich bereits beim Spannungsteiler und sehr wahrscheinlich auch beim Dreieckgenerator.

Dann solltest du uns die gesamte Schaltung zeigen und nicht nur diesen Differenzverstärker, der keiner ist.


P.S.:

Zitat :

Im prinzip ist es ja gerade diese Grundschaltung, die ich nachgebaut habe. LINK

Aber nicht genau und deshalb auch nicht richtig.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 17 Nov 2022 22:15 ]

@mlf_by:

Zitat :

Es ist immer ein Warnzeichen wenn die Z-Dioden-Spg. nicht zur Ausgangsspg. passt (5,6V-Z <> 5,0V Uaus).

Was passt denn da nicht?

Natürlich liegt die Ausgangsgangsspannung des Emitterfolgers um eine U_BE unter der Basisspannung.

Dass die Schaltung sehr rudimentär ist, und einigen unnützen Krempel enthält, stört mich nicht. Scheint ja gut genug zu funktionieren.

Überhaupt weiss ich nicht, weshalb jetzt plötzlich das Netzteil diskutiert wird.

Zitat :

Nochmal: Es ist nicht die PSRR, sondern die CMRR!

Okay.

Zitat :

Dann solltest du uns die gesamte Schaltung zeigen und nicht nur diesen Differenzverstärker, der keiner ist.

Mach ich. Aber bitte seid nicht allzu hart mit mir. Dieser Teil habe ich vor 5 Jahren entworfen...

Das ist nun wirklich die ganze Schaltung, ABER der Teil mit der Lichtmessung muss nicht weiter diskutiert werden, denn in der Nacht steigt der LDR Widerstand so hoch, dass die Spannung weit über einen Sinnvolen bereich steigt. Deswegen kann man mit R160 den minimalen Helligkeitswert setzten. Diode U122 sperrt also, wenn die Spannung am LDR zu hoch steigt.
Eigentlich war ich auf diese Schaltung sehr stolz als ich sie entwickelt habe und der Laboraufbau auf dem Steckbrett litt auch nicht unter dem genannten Problem.

Zitat :

Die Schaltung reagiert empfindlich auf Änderungen der Gleichtakt-Eingangsspannung.

Ja ich verstehe! Und sehe auch, wie eine Konstantsstromsenke dies beheben könnte.

Zitat :

Aber nicht genau und deshalb auch nicht richtig.

Sprichst du von R2? Falls ja verstehe, ich nicht, was daran nun so schlecht sein soll, denn über R437 verliere ich ja kaum Spannung, sollte also den Querstrom kaum verändern?



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Zitat :

Sprichst du von R2?

Der R2 misst Mist wenn er die Leiterbahn zwischen R437 und dem Kollektor von U5 kontaktiert; salopp ausgedrückt (+ hfe ...). Der R2 muss links vom R437 an die "15VDCripp" hin.

Bei der U12 das gleiche, die sollte wenn dann U5 und Rc (aka R437) überspannen.

Zitat :

Die andere 5.6 V Z-diode ist in der Tat ein crowbar

Eine Brechstange / Crowbar macht eigtl. nur dann Sinn wenn bei Überspannung sicher und vor allem unverzüglichst die Sicherung gekillt wird.
Passiert hier aber nicht; wahrscheinlicher erscheint mir daß hier im ersten Moment "nur" D5 und U5 draufgehen, während R437 und die Sicherung sich weiterhin bester Gesundheit erfreuen.

Der BC547 dürfte im normalen Betrieb schon 100-150mA wegstecken können, in nur kurzzeitigem Überlastbetrieb entsprechend ggf. auch satte 300+x mA, und im durchlegierten Zustand macht der sowieso mehrere Ampere bei dann "beinahe" vollen 15V.
Bis die Sicherung dann endlich viele viele viele Sekundenbruchteile später (Sicherungskennlinie?) doch noch auslöst, ist schon längst alles vorbei.

Das die U_B kurzschließende Bauteil sollte ergo erst deutlichst nach der Sicherung und der Netzteilschaltung kaputt gehen, am besten sogar überhaupt nie.
... Thyristoren gab es auch schon in den '70gern, die Triacs sind erst später rausgekommen.
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/crowbar.htm

Obiges ist dagegen (lediglich) eine Art (recht langsamer) Transientenschutz; der Begriff 'Zenerbarriere' war mir bislang auch noch nicht bekannt.

So, kleines Update. Die Sicherung habe ich temporär überbrückt. Viel zur Verbesserung hat dies jedoch nicht hinzugetragen. Die Geschichte mit dem Widerstand bei der Spannungsstabilisierung: Der habe ich sogar schon richtig eingelötet. Offenbar das Schema aber nicht korrekt nachgeführt.

Fazit: Das Problem muss jetzt bei dem Differenzverstärker gelöst werden.
Diesbezüglich habe ich mal schnell im Simulator etwas ausprobiert, allerdings etwas bedenkliche Resultate erhalten.

Den Emitterwiderstand durch eine CC zu ersetzten hilft zwar die CMRR sehr stark zu senken (ca Faktor 1000).

Allerdings regiert das ganze viel zu stark auf Versorgungsspannungsänderungen (PSR). Eigentlich sollte dies ja nicht sein, so wie perl gesagt hat. Auch habe ich dies so gelesen.

Vielleicht simuliere ich die Situation ja falsch...?


Beim ersteren Messe ich ein ripple auf Uout von ca 4uVpp, also perfekt.
Aber beim zweiten Messe ich gleich wider 10mVpp.


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