Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Referenzschaltung


von Raimund K. (klapfe)


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Hallo,

kann mir jemand einen kurzen Überblick über folgende Schaltung geben, 
blick irgendwie überhaupt nicht durch.
Sollte eigentlich eine Bandgap-Reference sein.


Danke und noch einen schönen Abend

von Raimund K. (klapfe)


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Hallo,

sorry hab den Stromspiegel auf der rechten Seite falsch gezeichnet, hier 
noch einmal neu

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Raimund Klapfenberger schrieb:
> blick irgendwie überhaupt nicht durch.

Ich auch nicht.

Bist du sicher, dass die Schaltung jetzt stimmt? Woher stammt sie? Wo
kann die Referenzspannung abgegriffen werden? Dort, wo Vref steht?

von Raimund K. (klapfe)


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Hallo,

ja die Spannung sollte bei Vref abgegriffen werden.
Die Schaltung wurde vom Layout über ein Programm gezeichnet.

von MaWin (Gast)


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von Achim M. (minifloat)


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TL431 gibts in kleinen Gehäusen. Wenn du einstellbar >=2,5V 
suchst...günstig sind die Dinger auch...
mfg mf

von Raimund K. (klapfe)


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Ich brauch ja nicht das Bauteil, ich möchte den Schaltplan verstehen

von Harald W. (wilhelms)


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Raimund Klapfenberger schrieb:
> Ich brauch ja nicht das Bauteil, ich möchte den Schaltplan verstehen

...aber hoffentlich nicht nachbauen. Solche Schaltungen funktionieren
nur innerhalb eines ICs.
Gruss
Harald

von Raimund K. (klapfe)


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Der Schaltplan ist ja auch aus einem IC per Layoutverifikation 
extrahiert. Deshalb versteh ich ihn ja auch nicht

von Raimund K. (klapfe)


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Hier das direkte Layout, falls hilfreich

von uii (Gast)


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Die Application notes erzaehlen ueblicherweise auch die Story, wie und 
weshalb es so funktioniert wie es funktioniert und implementiert ist.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Raimund Klapfenberger schrieb:
> Hier das direkte Layout, falls hilfreich

Ich kann damit leider nicht viel anfangen, da ich mit IC-Layouts nicht
auskenne.

Ich habe deine Schaltung in neu.jpg mal simuliert (hoffentlich habe ich
beim Abzeichnen keinen Fehler eingebaut). Wenn man die Versorgungspan-
nung von 4V bis 6V variiert, läuft die Ausgangsspannung Vref von 1,0V
bis 1,6V, was viel zu viel ist. Wenn die Schaltung nicht einmal in der
Simulation funktioniert, ist es erst recht schwierig, sie zu verstehen.

So ist mir auch völlig unklar, welche Funktion Q14 hat. Er belastet
durch seinen Basisstrom etwas die Spannung an R7 und lässt durch seinen
Kollektorstrom den Gesamtstromverbrauch der Schaltung etwas steigen, das
ist aber auch schon alles.

Gibt es denn keine Funktionsbeschreibung vom Entwickler dieser Schal-
tung? Oder ist das ein fremdes IC, das ihr reverse-engineeren wollt?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Mist, ich habe in der Simulation das GND-Symbol vergessen (wieso kommt
da keine Fehlermeldung?). Jetzt sieht es aber noch schlechter aus.

von Peter (Gast)


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>Der Schaltplan ist ja auch aus einem IC per Layoutverifikation
>extrahiert

Und aus dem Layout kannst Du die Widerstandswerte ablesen? Das musst Du 
mir mal erklären wie das geht..?

von Raimund R. (corvuscorax)


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Yalu X. schrieb:
> Mist, ich habe in der Simulation das GND-Symbol vergessen (wieso kommt
> da keine Fehlermeldung?). Jetzt sieht es aber noch schlechter aus.

Hallo Yalu,

was passiert, wenn Du nun in die [+]-Leitung von V1 einen Widerstand 
einbaust und dann die Spannung am Kollektor von Q14 visualisierst?!

Irgendwie kommt mir diese (Innen-)Schaltung von einem Shunt-Regler 
bekannt vor (habe zwar schon bei mir nach den üblichen Verdächtigen 
gesucht aber bislang ohne Erfolg). Ggf. noch jeweils einen Widerstand 
vom oberen Rail nach VREF und von VREF zum unteren Rail (GND) von z.B. 
10k oder auch weniger einbauen. Möglicherweise ist dann aber auch R6 mit 
20k viiiiiiel zu groß, um einen merklichen Strom zu 'shunten'.
Die Parallelschaltung von Q2...Q6 könnte der Rauschminderung dienen (um 
den Faktor Sqrt(n), was hier also Sqrt(5) wäre. In dB wären das dann ca. 
-7dB).

von Raimund R. (corvuscorax)


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Hier mal, als Beispiel, der Auszug der "equivalent schematic" für den 
TL431 von TI.
Gewisse Ähnlichkeiten sind zwar vorhanden aber mehr auch nicht.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Raimund Rabe schrieb:
> was passiert, wenn Du nun in die [+]-Leitung von V1 einen Widerstand
> einbaust und dann die Spannung am Kollektor von Q14 visualisierst?!

Da ich keine Idee habe, wie groß dieser Widerstand sein sollte (d.h. bei
welchem Strom die Schaltung optimal arbeitet), habe ich stattdessen V1
durch eine Stromquelle ersetzt. Handelt es sich bei der Schaltung
tatsächlich um einen Shunt-Regler, müsste der Spannungsabfall V(out)
über einen gewissen Strombereich annähernd konstant sein.

Tatsächlich verläuft die Kurve im Bereich von 0,1mA bis 0,3mA flacher
als davor und dahinter. Trotzdem ist die Spannungskonstanz noch zu
schlecht, um das Ganze als Spannungsreferenz durchgehen zu lassen.

Für den Fall, dass sonst noch jemand an der Schaltung herumbasteln
möchte, habe ich die LTspice-Datei angehängt.

> Die Parallelschaltung von Q2...Q6 könnte der Rauschminderung dienen
> (um den Faktor Sqrt(n), was hier also Sqrt(5) wäre.

Nein, die Parallelschaltung von Q2 bis Q6 simuliert einen Einzeltransis-
tor mit der fünffachen Größe von Q7. Das Prinzip der Bandgap-Referenz
beruht ja darauf, dass zwei unterschiedlich große Transistoren mit dem
gleichen Kollektorstrom betrieben werden. Durch die unterschiedliche
Größe entsteht in beiden eine um den Größenfaktor unterschiedliche
Stromdichte, so dass die Differenz der beiden Ube positiv und konstant
ist.

von Raimund K. (klapfe)


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Hallo,

@ Peter die Widerstandswerte stimmen nicht, das ist meine Annahme aus 
dem Layout.
Außerdem kann das ganze im diskreten nicht ganz so funktionieren, wenn 
man nicht die richtigen Pararmeter hat, das ist mir schon bewusst, 
weshalb ich ja nach der Funktion gefragt habe, nicht unbedingt den 
direkten Spannungswert.
Die Schaltung habe ich schon selbst mit PSpice simuliert und das selbe 
rausbekommen wie Yalu X.

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