Wie Integrator 2ter Ordnung berechnen?

[Matthias (matthiasm)]

Moin, moin,

wie berechne ich einen Integrator 2ter Ordnung wie er im Anhang zu sehen 
ist?

Sprich, welche Werte für C1 und C2 und welchen OP Amp?

Ich möchte ein Signal im Audiobereich (20Hz-20kHz) zu einem Rechteck mit 
ca. 500kHz integrieren.

Aufgebaut funktioniert das auch (mit entsprechender Rückkopplung, ist 
aber hier unwichtig). Nur möchte ich wissen wie ich die Kondensatoren 
und vorallem den OP berechne...

[mahwe (Gast)]

Leih dir in der bibo titze schenk aus

[Amateur (Gast)]

>Ich möchte ein Signal im Audiobereich (20Hz-20kHz) zu einem Rechteck mit
>ca. 500kHz integrieren.

Hä?

[Matthias (matthiasm)]

Amateur schrieb:
>>Ich möchte ein Signal im Audiobereich (20Hz-20kHz) zu einem Rechteck mit
>>ca. 500kHz integrieren.
>
> Hä?

Es geht eigentlich um diese Schaltung:
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.irf.com%2Ftechnical-info%2Frefdesigns%2Firaudamp1.pdf&ei=o_c9VcCXDMGa7gah1oHwCg&usg=AFQjCNGrNw8MR0DsclxKyo8eCVSrKPuquQ

(siehe auch Anhang).

Dort wird über einen solchen Integrator 2ter Ordnung das Audiosignal in 
ein Rechteck mit ca. 500kHz integriert.

Mich würde halt interessieren warum IRS dort einen LT1220 und 2x 1nF 
verwendet und was die Kriterien für die Wahl des OP Amps sind?

[KrixliBuxli (Gast)]

>> Ich möchte ein Signal im Audiobereich (20Hz-20kHz) zu einem Rechteck mit
ca. 500kHz integrieren.

?????????????
Kannitverstahn, watt du wolle...

[Pandur S. (jetztnicht)]

Watt wolle --> Watt (Leistung) wollen

Vergiss das Projekt, da fehlt viel zu viel. Schade fuer die Zeit.

[Matthias (matthiasm)]

Jetzt Nicht schrieb:
> Watt wolle --> Watt (Leistung) wollen
>
> Vergiss das Projekt, da fehlt viel zu viel. Schade fuer die Zeit.

Es läuft doch schon :)

Also die Schaltung von IRF hab ich aufgebaut und sie läuft.
Mich interessiert halt wie ich den Integrator berechne und dimensionier. 
Vor allem warum IRF dort einen LT1220 verwendet...

Warum ist das schade um die Zeit?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Also, der Integrator muss hinreichend schnell sein. Ein I-Regler 
versucht den Fehler zu Null zu machen.

Da kann man sich nun zu Tode simulieren, oder einfach einbauen. Die 
Rueckkoppelstufe gehoert dann auch noch zur Simulation.

[Matthias (matthiasm)]

Jetzt Nicht schrieb:
> Ein I-Regler
> versucht den Fehler zu Null zu machen.

Kannst du mir das genauer erläutern?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Für die Schaltung in deinem Eröffnungsbeitrag kannst du die
Ausgangsspannung in Abhängingkeit vom Eingangsstrom mit den
Kirchhoffschen Regeln und der allgemeinen Formel für die
Strom-Spannungs-Abhängigkeit im Kondensator berechnen.

Um die Oszillationsfrequenz zu berechnen, musst du die gesamte, durch R1
gegengekoppelte Schleife berücksichtigen:

- die Verstärkung durch Q1 (Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung,
  Verstärkungsfaktor etwa -0,68)

- die Totzeiten von U2, U4 und U6

- die Schaltzeiten der Mosfets Q5 und Q6

- das Tiefpassfilter aus R3 und C1

- den Widerstand R1, der den Eingangsstrom des Integrierers bestimmt

Für eine gute Näherung kannst du wahrscheinlich erst einmal die
Totzeiten und C1 außer Acht lassen, was die Berechnung vereinfacht.

Hast du erst einmal die Oszillationsfrequenz im Abhängigkeit von R23,
C17 und C18 allgemein berechnet, kannst du die Gleichung umdrehen und
aus einer vorgegebenen Frequenz passende Werte für die passiven Bauteile
des Integrierers bestimmen.

Der steilste Anstieg der Ausgangsspannung des Integrierers, der immer
kurz vor dem Umschalten der Mosfet-Stufe stattfindet, legt die minimale
Slew-Rate des Opamp fest.

Das Ausgangssignal des Opamps ist in grober Näherung ein Sinus mit der
Oszillationsfrequenz. Welche Bandbreite der Opamp dafür mindestens haben
muss, darüber müsste man noch etwas nachdenken. Sie wird aber wohl in
der Größenordnung der Oszillationsfrequenz liegen.

[Helmut S. (helmuts)]

Hallo,

Ich habe dir mal ein Simulationsmodell für LTspice gemacht. Damit kannst 
du ganz schnell verschiedene Dinge ausprobieren.

Die Datei pwm_amp.asc in ein Verzeichnis C:\Test kopieren und dann mit 
LTspice öffnen.

Gruß
Helmut

[Bert S. (kautschuck)]

Ich habe mal die Transresistance berechnet:

$$\frac{V_{out}}{I_{in}} = -\frac{(1+s(C_1+C_2) R)}{s^2 C_2 C_1 R}$$

Dann kannst du den Integrator entsprechend deinem Regler anpassen.

Gruss Bert