Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verstehe folgende Komparatorschaltung nicht


von Matthias (matthiasm)


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Guten Abend,

ich brauch eure Hilfe. Es geht um die Schaltung im Anhang. Diese soll 
den Feedback eines PWM Verstärkers verdeutlichen.

Leider komme ich auf keinen grünen Zwei und habe auch schon versucht sie 
zu simulieren. Leider ohne Erfolg.

Ich habe zwei PWM Signale, ein positives und ein negatives. Diese werden 
durch einen Schmitt Trigger geschickt.

Wenn ich das simuliere dann ist mein Ausgang immer 0. Klar, weil 
entweder ist der + oder der - Eingang auf high. Der Ausgang kann dann ja 
nie auf high gehen. Meine Vermutung war dann dass der Feedbackpfad das 
ganze zum laufen bringt, aber wenn der Ausgang des Komparators nie 
schaltet kann auch die Schaltung nicht "anschwingen" ... ich bin 
verwirrt :(

Was mache ich falsch? Ich verstehe es nicht... und wahrscheinlich ist es 
total simple.

von Alag (Gast)


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> Ich habe zwei PWM Signale, ein positives und ein negatives.

Was ist, wenn du ein PWM-Signal anlegst (Signal an + mit GND an -)?

von Matthias (matthiasm)


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Alag schrieb:
> Was ist, wenn du ein PWM-Signal anlegst (Signal an + mit GND an -)?

Schon versucht, das ändert aber nichts.

von Alag (Gast)


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Poste bitte deine Simulation (ASC-File).

von Matthias (matthiasm)


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> Poste bitte deine Simulation (ASC-File).

Siehe Anhang!

ich hatte noch einen Denkfehler in meinem PWM Signal. Dieses besteht bei 
Audio anders als ich im ersten Post geschrieben hatte.

In der Simulation hab ich es nun geändert, Audio PWM mit 50% Duty Cycle. 
Leider auch hier am Ausgang nur ein Low :(

von Heinz (Gast)


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Haeng mal eine Last z.B. 100K an den Ausgang.

von Matthias (matthiasm)


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> Haeng mal eine Last z.B. 100K an den Ausgang.

Geht ned, auch mit nochmals geändertem PWM Signal kommt kein Mucks aus 
dem Ausgang.

von e_stromer (Gast)


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Die Spannung am nicht invertierenden Eingang kann bei deiner Einstellung 
nicht größer als 2,5V und die Spannung am invertierenden Eingang nicht 
kleiner als 2,5V werden, somit kann der Komparator nicht umschalten.

von foo (Gast)


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Matthias Machmal schrieb:
> Wenn ich das simuliere dann ist mein Ausgang immer 0.

Warum sollte das anders sein?
Ab Komparator Ausgang sind beide Kanäle identisch und deshalb wirst du 
an den Lautsprecherklemmen nie eine Differenzspannung zu Gesicht 
bekommen.

von Matthias (matthiasm)


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Hmm... wie funktioniert dann die Schaltung aus dem Anhang meines ersten 
Posts?

Darum geht es mir ja hauptsächlich, zu verstehen wie die Schaltung 
funktioniert. Die Simulationen waren ja nur ein Versuch zu verstehen...

von Paul Baumann (Gast)


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Der Widerstand R2 aus dem Original fehlt.

MfG Paul

von e_stromer (Gast)


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Sieht für für mich wie ein astabiler Multivibrator aus. 
frequenzbestimmende Bauteile dürften L1,CF1,L2 und CF2 sein.

von Paul Baumann (Gast)


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e_stromer schrieb:
> Sieht für für mich wie ein astabiler Multivibrator aus.
> frequenzbestimmende Bauteile dürften L1,CF1,L2 und CF2 sein.

Das ist nicht richtig.
Das ist eine H-Brücke als digitaler NF-Verstärker. Die Spulen und die
Kondensatoren (CF) stellen Filter dar, damit man wieder ein 
"anständiges"
NF-Signal erhält. Sonst würden die Signale klingen, wie jemand, der mit
Reißzwecken gegurgelt hat.
;-)

MfG Paul

von e_stromer (Gast)


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Wenn der Ausgang des komparators auf 0 ist  sind die Ausgänge DR1 und 
DR4 auf 0, sowie die Ausgänge von DR2 und DR3 auf 1. Dadurch sind die 
Transistoren M1 und M4 gesperrt, die Transistoren M2 und M3 leitend. 
Über R2 liegt dann ein 0-Signal am invertierenden Eingang und über R2' 
ei 1-Signal am nicht invertierenden Eingang des Komparators worauf 
dessen Ausgang von 0 auf 1 wechselt. Jetzt sind die Ausgänge von DR1 und 
DR4 auf 1 sowie die Ausgänge DR2 und DR3 auf auf 0, was zur Folge hat 
das die Transitoren M1 und M4 leiten und die Transistoren M2 und M3 
gesperrt sind. Am invertierenden Eingang liegt jetzt ein 1-Signal und am 
nicht invertierenden Eingang ein 0-Signal, der Ausgang des Komparators 
geht auf 0 und das Spiel beginnt von vorne.

von Matthias (matthiasm)


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e_stromer schrieb:
> Wenn der Ausgang des komparators auf 0 ist  sind die Ausgänge DR1 und
> DR4 auf 0, sowie die Ausgänge von DR2 und DR3 auf 1. Dadurch sind die
> Transistoren M1 und M4 gesperrt, die Transistoren M2 und M3 leitend.
> Über R2 liegt dann ein 0-Signal am invertierenden Eingang und über R2'
> ei 1-Signal am nicht invertierenden Eingang des Komparators worauf
> dessen Ausgang von 0 auf 1 wechselt. Jetzt sind die Ausgänge von DR1 und
> DR4 auf 1 sowie die Ausgänge DR2 und DR3 auf auf 0, was zur Folge hat
> das die Transitoren M1 und M4 leiten und die Transistoren M2 und M3
> gesperrt sind. Am invertierenden Eingang liegt jetzt ein 1-Signal und am
> nicht invertierenden Eingang ein 0-Signal, der Ausgang des Komparators
> geht auf 0 und das Spiel beginnt von vorne.

Ui :) Der erste Schritt zum Verständnis :) Aber klar... sprich der 
Komparator kann ohne den Rest der Schaltung gar nicht funktionieren? Es 
handelt sich somit um eine Selbstschwingende Schaltung, korrekt?

von Class D (Gast)


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Man self-oscillating class-d.

von e_stromer (Gast)


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So ist es.

Erstelle mal eine komplette Simulation, und  dimesioniere R2 = R2'
sowie C2 so daß das ganze ohne Eingangssignal bei 100kHz schwingt.

von Max M. (jens2001)


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Die von dir verwendeten Eingangssignale sind doch völliger Quatsch.
Mach einen Eingang +1V/-1VRechteck und den zweiten gegenphasig -1V/+1V!

von Matthias (matthiasm)


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e_stromer schrieb:
> Erstelle mal eine komplette Simulation, und  dimesioniere R2 = R2'
> sowie C2 so daß das ganze ohne Eingangssignal bei 100kHz schwingt.

Hmm... ich habs zwar verstanden, krieg's aber nicht simuliert ;-)

Schaltung siehe Anhang.
Ich habe zwei Halbbrückentreiber genommen, einen Ausgangsfilter, einen 
Doppelschmitt-Trigger am Eingang und einen echten PWM/Dreiecksgenerator 
zur Erzeugung der PWM (sieht sogar richtig gut aus).

Leider bleiben beide Komparatorausgänge auf Null :(

Magst du mir ein wenig unter die Arme greifen? Bitte? :)

von Matthias (matthiasm)


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So!! Es wird langsam.

Ich Idiot hab die Pullups am Komparatorausgang vergessen!

Jetzt schwingt die Schaltung sogar! Sauber hin und her... hin.. und 
wieder her :) Aber leider wird das Eingangssignal ignoriert. Jemand 
einen Tipp?

von Gerd E. (robberknight)


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Der Feedback könnte zu stark sein, geh mal mit den Werten für R8 und R9 
hoch

von Matthias (matthiasm)


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Hmm also ich weiß ja nicht ob das so richtig ist aber kann es sein dass 
R1 und R1' zusammen mit C2 einen RC Filter bilden und das analoge 
Audiosignal am Komparator anliegt?

Das ist nämlich nun bei meiner Simulation der Fall. Der Komparator 
schaltet nun bei jeder Sinuswelle von High auf Low.

Das ist doch humbuk?! Ich muss doch das komplette PWM Signal schalten um 
am Ausgang meinen Lautsprecher zu erhalten.

von stinknormale H-Brücke (Gast)


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Die Gleichspannungsentkopplung am Eingang fehlt (C1). Der Komoarator ist 
als Schmitttrigger ausgeführt, weil die Flnaken durch R1 und C2 
vermatscht werden. Ein PWM mit guten Flanken kann ohne 
Schmittrigger-Komparator auf die Endstufe gehen.
Vom Eingang bis zur H-Brücke liegt überall das PWM Signal vor. Erst mit 
dem Ausgangsfilter wird das Audiosignal sichtbar.

Deine PWM Erzeugung um U1 sieht komisch aus. Dem Sinus fehlt der 
Gleichspannungsoffset. U1 sieht die negative Halbwelle nicht. Ohne 
selbst zu simulieren, geht das m. M. n. nicht.

von Matthias (matthiasm)


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Hmm.. ich kriegs nicht hin... :(

Ich hab jetzt die einfachere Schaltung mit nur einer Halbbrücke versucht 
zu simulieren. Sie schwingt auch nach einigen Millisekunden an aber was 
dann passiert ist alles andere als brauchbar :(

Ich würde das echt gern verstehen was da passiert.

stinknormale H-Brücke schrieb:
> Deine PWM Erzeugung um U1 sieht komisch aus. Dem Sinus fehlt der
> Gleichspannungsoffset.

Echt? Ich habe einen Offset von 2.5V und einen Sinus mit 1Vpp. Finde das 
eigentlich ok und die Abtastung mit dem Dreieck sieht eigentlich auch 
sehr sauber aus.

von Gisbert K. (e_stromer)


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Habe die Schaltung mal ein bisschen abgeändert. Problem ist die 
Reaktionszeit des LTC1440 mit 4-8 µs, deswegen habe ich auch die 
Frequenzen abgesenkt. Das Schaltungskonzept müsste auch wegen der 
Totzeit noch abgeändert werden.

von stinknormale H-Brücke (Gast)


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Liegt am Ausgang von U1 ein einwandfreies PWM Signal an?

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