LM324 als Spannungsvergleicher

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Autor
LM324 als Spannungsvergleicher

    







BID = 577153

Snoooop

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: Singen
 

  


Hallo zusammen,

so also ich sitze schon längere Zeit an dem Thema

Operationsverstärker als Spannungsvergleicher (Komparator) mit LM324

hab mich schon über den LM324 informiert nur noch nicht viel auf deutsch gefunden.
Datenblätter sind ja immer in sehr technischem Englisch verfasst und somit versteh ich nicht alles.

Kann mir jemand den Zusammenhang vom LM324 als Spannungsvergleicher erklären?
Muss man den LM324 dafür umbauen?
Wie reagiert er auf unterschiedliche Spannungen?

würde mich über jede Hilfe freuen!

MfG
Snoooop


BID = 577156

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 13356
Wohnort: Tal der Ahnungslosen

 

  

Vielleicht hilft das weiter.
http://www.mikrocontroller.net/arti.....ungen
Und wenn man in einer Schaltung einen Komparator braucht,nimmt man besser auch gleich einen (LM 311 z.B.)

_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)

BID = 577165

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien


Zitat :
Snoooop hat am  4 Jan 2009 12:01 geschrieben :


Muss man den LM324 dafür umbauen?



Man kann OPV als Komparatoren missbrauchen, aber es gibt für diesen Einsatz optimierte Bauteile z.B. LM339 Vergleiche mal die Innenschaltungen in den Datenblättern.

Von der Schaltung her sind beide Differenzverstärker, die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen wird hoch verstärkt und steht dann am Ausgang zur Verfügung.

OPV als Komparator

mfg lötfix

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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung. Rechtsansprüche dürfen daraus nicht abgeleitet werden. Sicherheitsvorschriften beachten!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am  4 Jan 2009 12:38 ]

BID = 577175

bastler16

Schreibmaschine

Beiträge: 2140
Wohnort: Frankreich


Zitat :
Wie reagiert er auf unterschiedliche Spannungen?

Wo werden diese Spannungen angelegt?


Zitat :
die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen wird hoch verstärkt und steht dann am Ausgang zur Verfügung.

Genau. Ein OPV hat zwei Eingänge, e+ und e-. Die Differenz e+-e- wird verstärkt und das sehr stark. Die Ausgangsspannung ist allerdings durch die Versorgung begrenzt, also kann sie nicht unendlich steigen.
Wenn also e+ größer als e- ist hat die Ausgangsspannung annährend den Wert +VCC, im ungekehrten Falle annährend -VCC/GND.

Annährend, weil der LM324 kein "Rail to Rail" OPV ist.


Offtopic :

Zitat :
Komperator
Komparator

BID = 577332

faustian.spirit

Schreibmaschine



Beiträge: 1388
Wohnort: Dortmund

Vom LM311 würde ich einem Anfänger abraten, ausser die Lektion heisst "Masseführung und Abblockkondensatoren und was das alles soll"

BID = 577478

Snoooop

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: Singen

Hallo

Also erst mal vielen dank für eure schnellen Antworten. hat mich sehr gefreut!


Zitat :
Man kann OPV als Komparatoren missbrauchen, aber es gibt für diesen Einsatz optimierte Bauteile z.B. LM339 Vergleiche mal die Innenschaltungen in den Datenblättern.

Aber wie missbraucht man einen OP zum Komparator? Oder Vergleicht er die beiden Spannungen von selbst?


Zitat :
Ein OPV hat zwei Eingänge, e+ und e-. Die Differenz e+-e- wird verstärkt und das sehr stark. Die Ausgangsspannung ist allerdings durch die Versorgung begrenzt, also kann sie nicht unendlich steigen.
Wenn also e+ größer als e- ist hat die Ausgangsspannung annährend den Wert +VCC, im ungekehrten Falle annährend -VCC/GND.

Also kann die Ausgangsspannung nicht größer sein als die Versorgungsspannung, stimmt das oder irre ich mich?
Macht es einen Unterschied, wo man die Referenzspannung oder die Unbekannte Spannung anlegt?(N-Eingang oder P-Eingang)

Und was bedeutet das Wort annähernd in dem Fall? Das es z.B. die Betriebsspannung fast erreicht?

Dann hab ich gerade noch eine Frage:
Was ist der Unterschied zwischen 32V (eine Versorgung) und ±16V (geteilte Versorgung)?


Wünsche euch allen noch einen schönen Abend

BID = 577485

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 13356
Wohnort: Tal der Ahnungslosen


Zitat :
Snoooop hat am  4 Jan 2009 22:25 geschrieben :

Also kann die Ausgangsspannung nicht größer sein als die Versorgungsspannung,

Richtig.

Zitat :

Und was bedeutet das Wort annähernd in dem Fall? Das es z.B. die Betriebsspannung fast erreicht?

Wieder richtig.Wie weit genau ist von Typ zu Typ unterschiedlich.
Rail to rail Typen schaffens meines Wissens bis auf ein paar mV.

Zitat :

Was ist der Unterschied zwischen 32V (eine Versorgung) und ±16V (geteilte Versorgung)?

Na ob du ihn symetrisch oder unsymetrisch versorgst.
Also 0V und 32V oder -16> Gnd> +16 .

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(Albert Einstein)

BID = 577492

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien


Zitat :
Snoooop hat am  4 Jan 2009 22:25 geschrieben :


Macht es einen Unterschied, wo man die Referenzspannung oder die Unbekannte Spannung anlegt?(N-Eingang oder P-Eingang)

Und was bedeutet das Wort annähernd in dem Fall? Das es z.B. die Betriebsspannung fast erreicht?

Was ist der Unterschied zwischen 32V (eine Versorgung) und ±16V


Man Spricht beim OPV auch vom nichtinvertierenden Eingang (+) und vom invertierenden Eingang (-)
Die Differenzspannung hat dann andere Polarität -> unterschiedliche Polarität der Ausgansspannung.

Die Versorgung hat dann Auswirkungen auf die nötige Beschaltung und die möglichen Eingangsspannungen.
Beispiel invertierender Verstärker (Verstärkung 10 durch Beschaltung angenommen)

Mit symmetrischer ±16V Versorgung: Der +Eingang wird auf GND gelegt.
Eingangsspannungen von -1,5V..+1,5V -> Ausgangsspannungen +15V..-15V

Mit einfacher Versorgung +32V ist das so nicht möglich, was aber geht ist folgende Beschaltung:
Der +Eingang wird über einen Spannungsteiler auf halbe Betriebsspannung gelegt (+16V). Um auch die maximalmöglichen Spannungen am Ausgang zu erhalten (+31V..+1V) sind wieder die -1,5V..+1,5V mit einem Offset von 16V nötig -> Eingansspannung von +14,5V..+17,5V ergibt dann +31V..+1V am Ausgang.

Bei der Nichtinvertierenden Verstärkerschaltung ist einfache Versorgung kein Problem wenn:
nur positive Eingansspannungen auftreten
und weil nichtinvertierend somit nur positive Ausgangsspannungen vorkommen.

mfg lötfix


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am  4 Jan 2009 23:05 ]

BID = 577575

Snoooop

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: Singen

Guten Morgen,

Danke für eure Antworten. Sie kamen sehr schnell und Präzise.

Was mir noch nicht so ganz klar ist, wie man denn aus dem LM324 einen Komparator macht? Weil in seiner normalen Funktion gibt er doch die Differenz der Eingangsspannungen am Ausgang verstärkt aus!

Vielleicht weiß gerade noch zufällig jemand was seine häufigsten Anwendungsgebiete sind.

MfG
Snoooop

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Snoooop am  5 Jan 2009 11:30 ]

BID = 577609

Lötfix

Schreibmaschine



Beiträge: 2328
Wohnort: Wien

Unbeschaltet hat so ein OPV meist eine Verstärkung über Vo>10000.
Als Verstärker wird er mit festgelegter Verstärkung durch Rückkopplung auf den invertierenden Eingang betrieben, siehe Spannungsfolger mit Verstärkung V=1, Nichtinvertierende Schaltung mit V>1 und invertierende Schaltung 0<V<Vo.
Als reiner Vergleicher wird der Komparator ohne Rückkopplung betrieben.
Für Hysterese wird eine Rückkopplung auf den nichtinvertierenden Eingang verwendet. Siehe dazu:

OPV Komparator Schmitt Trigger
elektronik-kompendium OPV
Wikipedia Komparator
Wikipedia Schmitt-Trigger

mfg lötfix

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Lötfix am  5 Jan 2009 14:47 ]

BID = 577652

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
wie man denn aus dem LM324 einen Komparator macht?
Einfach indem du ihn als solchen benutzt.
Wenn du dir die Innenschaltungen des 324 und des 339 anschaust, wirst du Ähnlichkeiten, besonders bei den Eingangsstufen, entdecken.
Es gibt aber auch erhebliche Unterschiede:
Der 324 hat eine Gegentaktausgangsstufe, kann also sowohl Ausgangsstrom liefern, wie auch als Stromsenke arbeiten.
Beim Komparator 339 ist davon nur der untere npn-Transistor mit offenem Kollektor übriggeblieben.
Er kann also nur als Stromsenke arbeiten. Wenn du eine Ausganggspannung brauchst, musst du noch einen Widerstand nach Plus hinzufügen.
Auf diese Weise kann man die Ausgänge mehrerer Komparatoren einfach parallelschalten und erhält so eine logische Verknüpfung, das so genannte "Wired OR".

Desweiteren ist der 324 absichtlich langsam gemacht worden, damit im Linearbetrieb keinen Schwingungen auftreten. Deshalb "schleicht" seine Ausgangsspannung mit wenigen Volt pro Mikrosekunde.
Beim Komparator 339 hingegen spielt der Linearbetrieb keine Rolle und deshalb hat man ihn in Richtung Schaltgeschwindigkeit optimiert.


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Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

BID = 577832

faustian.spirit

Schreibmaschine



Beiträge: 1388
Wohnort: Dortmund

Ja, aber bei einigen dieser schnelleren Komparatoren passieren lustige Dinge wenn man damit Gleichspannungen vergleicht die sich zu nahe kommen... Bei dem LM324 müsste ich allenfalls damit rechnen dass ich dann Rauschen verstärke, aber nicht dass er aufschwingt. Und den Ausgang zB eines LM311 muss man eben wie einen Digitalausgang behandeln - mit so 330 Ohm nach VCC kann ich mir sowohl die Masse verseuchen als auch nahe hochohmige Verstärkerstufen ganz ordentlich mit den Oberwellen "bestrahlen", da musste ich schon mit Abschirmungen arbeiten...

BID = 577950

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Hier ist sehr gut beschrieben, was man mit einem OP so alles machen kann, und wie das funktioniert:
http://www.juergen-horn.de/erinacom......html


Gruß, Bartho

BID = 580377

Snoooop

Gerade angekommen


Beiträge: 4
Wohnort: Singen

Guten Abend zusammen,

noch mals vielen Dank für eure schnelle Hilfe.
Hat mir sehr geholfen!!!

mfg
Snoooop



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