loopfilter voor PLL

Een vraagje over een loop-filter. Men zegt dat dit een actieve filter. Dit heb ik nog niet gezien in mijn leerplan, maar heb het wel nodig in mijn eindwerk. Ik gebruik deze filter als deel van een PLL. Mijn vraag is als ik een positieve puls op de inverterende ingang aansluit dan zie ik dat de uitgangsspanning bij de negatieve flank stijgt zoals een spanning over een condensator stijgt. Dit komt mischien door de terugkoppeling. Maar hoe zit dat in elkaar dat bij de eerste negatieve flank aan de ingang van de OPAMP, dat de uitgangsspanning anders stijgt dan al de volgende. En voor het filteren van hoge frequenties met de OPAMP met welke formule kan ik de kantelfrequentie berekenen. En wat heeft die laagdoorlaatfilter na de OPAMP nog als nut, als men voor deze filter al een filter heeft die hoge frequenties tegenhoud.


(blauw = ingangsspanning) (rood = uitgangsspanning)

Oei, daar staat je nog wat te doen. Je moet nu bijlezen over:

• Het gedrag van condensatoren bij lage en bij hoge frequenties
  
• Opamps algemeen
  
• Opamps filters (actieve filters)
  
• Fazelus schakelingen, waarin ook Lusfilters
  

Het voorgestelde schema is niet praktisch.
Wat voor instelling (rustspanning) hebben de ingangen? Wat zal de uitgang dus doen?
Wat is de terugkoppeling bij hoge, bij lage frequenties? Bij gelijkspanning?

Ter overdenking:
Voor wat voor soort filtering zorgt de terugkoppeling?
Wat voor soort filtering zit aan de uitgang van de opamp?

Hoe komt het dat de uitgangsspanning, die je op C20 meet, zo'n scherpe flank kan hebben in het plaatje (van hoog naar laag)?
Kan dat in het echt ook, dat de spanning op een condensator in een tijd nul verandert? Verklaar het verschil.

Verplicht leesvoer: http://www.circuitsonline.net/download/view/82

Ok ik heb het kunnen oplossen

Daar zijn we dan ook wel benieuwd naar! Vertel eens?

Het spanningsverloop was niet hellemaal correct maar hier is volgens mij de oplossing.

Als het stijgende puls boven de +6V aan de inverterende ingang gaat zal de OPAMP TL072 het uitgangsignaal toen de condensator verzadigd was dalen, eerst recht naar beneden door de weerstandverhouding R1 op R2 maal de spanningstijging aan de ingang van +6V tot het maximale waarde van de puls aan de inverterende ingang. We spreken van het proportioneel deel (P-deel). De tweede daling gebeurt lineair door de weerstand R1 en C17, namelijk door 1/(R1*C7). R1*C7 is bij mijn schakeling groot en dus is het lineair dalend deel namelijk klein zijn ten opzichte van de weerstandverhouding R1 op R2 die relatief groot is. Dus het rechtdalend deel is groot en het lineair dalend deel is klein. Het lineaire gedeelte noemen we integrerend deel (I-deel).



Vanaf dat de puls aan de ingang van de OPAMP begint te dalen en zich nog boven de +6V bevindt dan zal de OPAMP een uitgangsspanning geven die recht naar boven stijgt vanaf de rond 0V aan de uitgang. Dit komt omdat het tijdsinterval over de rechte daling tot +6V zo goed als 0s is. Vanaf dat we onder de +6V gaan wil de OPAMP een uitgangsspanning geven naar de verzadigingstoestand +12V. Dit gebeurt niet direct door de terugkoppeling waar door we zien dat er een stijging is eerst recht naar boven door de weerstandverhouding R21 op R22 maal de spanningdaling aan de ingang van de +6V tot de minimum waarde rond de 0V. Ten tweede zal de uitgangsspanning lineaire stijgen door de weerstand R1 en C17, namelijk door 1/(R1*C17). R1*C17 is bij mijn schakeling groot en dus is het lineair stijgend deel namelijk klein ten opzichte van de weerstandverhouding R1 op R2 die relatief groot is. Dus het rechtstijgend deel is groot en het lineair stijgend deel is klein. Het lineaire gedeelte noemen we integrerend deel (I-deel).



We zien dat de positieve puls zo goed als niet veranderd van vorm maar wel geïnverteerd wordt.

Eerlijk gezegd: ik snap er geen bal van. Ik struikel al over de eerste zin.

Als het stijgende puls boven de +6V aan de inverterende ingang gaat zal de OPAMP TL072 het uitgangsignaal toen de condensator verzadigd was dalen, [...]

Alles wat ik kan zeggen is dat je schema in het echt nooit kan werken.
Als de ingangsspanning gemiddeld ook maar een fractie boven de 6V is, zal de uitgang van de opamp genadeloos vastlopen aan de nulkant.
Is de ingang ook maar iets lager dan 6V, dan blijft de uitgang meteen steken aan de 12V kant van zijn uitstuurruimte.

En ik vind nog steeds dat de spanning op C20 niet in een tijd nul zo'n stap kan maken.

Vraagjes:
Welke simulator of berekening heb je gebruikt om deze plaatjes te maken?
Welke spanningen, precies (max en min) had je ingangsspanning? Die van het grafiekje kunnen nooit; zie boven.
Welke periodetijd (aan èn uit) of frequentie had je ingangsspanning?
Wat zijn de maximum- en minimumspanning aan de uitgang (in de simulatie, dan wel in je grafiek)?

simulatie is multisim 10

max ingangsspanning is boven de 6V.

minimum spanning ongeveer 0V

frequentie was 10Hz

maximum uitgangspanning rond de 11V

minimum uitgangspanning rond de 1,5V

Het is zo dat de ingangspanning boven de 6V komt dat de opamp een uitgangsspanning geeft naar die 1,5V toe gaat.

Vanaf onder de ingangspanning onder de 6V komt te staan. Zal aan de niet-inverterende ingang de spanning groter zijn dan aan de inverterende ingang en dus de uitgangsspanning naar 11V toe gaan.

Dit is uitgetest met multisim 10

Ja; daarom kan dit ook niet werken in het echt. En die gekke stap op C20 kan helemaal niet.

"Boven de 6" en "rond de 11" zijn niet helemaal wat ik bedoelde met "precies", maar laat verder maar zitten. Laat de frequentie verder ook maar zitten.

Nu zijn er verder twee mogelijkheden:

1. Je bouwt dit eens in het echt, en dan zie je vanzelf dat het niet werkt;
   
2. Je bouwt dit nooit, en dan maakt het niet uit wat je denkt.
   

We zijn er mee bezig. En je bedoelt dat dit niet kan omdat hij kan vastlopen de OPAMP of zo.

Eerste opmerking: wat klopt er wel?
C18
Tweede opmerking: wat klopt er (o.a.) niet (helemaal)?
C17

Lees F.E.T. zijn eerste post nog eens.

De condensator C18 is alleen nodig om spanningspieken bij het aanzetten van de voeding aftevlakken.

Wat er de eerste keer niet klopt was dat ik een spanning gebruikt had van minimum 6V tot 8V. zie eerste grafiek.

Dan krijg ik spanningsdaling aan de ingang een spanningstijging aan de uitgang in de vorm van de grafiek door de terugkoppeling.

Fout.

Wat is volgens u fout

Niet negatief bedoeld of zo maar je aanpak klopt niet, je reageert maar gedeeltelijk op opmerkingen en je probleem is (veel) te lastig.

C18 is een zogenaamde ontkoppelcondensator. Is tijdens gebruik nodig.

Wat is een condensator?
En wat is het gedrag van een condensator in een schakeling?
Idem opamp en filters.

Een groot gedeelte van alles wat je gepost hebt is fout.

ik weet dat het probleem lastig is

een condensator zijn twee platen (geleidend) met daartussen een deïlekticum (niet geleidend). Als men nu een gelijkspanningsbron aansluit op de condensator zullen elektronnen die vertrekken van de negatieve klem van de bron aangetrokken worden door de positieve gaten van positieve klem van de bron. Bij een condensator kunnen deze elkaar nooit bereiken wegens het deïlektricum. We krijgen aan de ene plaat heel veel negatieve ektronen en de andere plaat veel positieve gaten. Normaal onderweg zouden deze gaten opgevuld worden door de elektronen, maar in dit geval kan dit niet wegens het deïlektricum. Over de condensator krijg je dus een stijgend kracht (spanning) van de elektronen die naar de gaten willen maar niet kunnen. Tot de condensator verzadigd is. De kracht (spanning) is nu maximum en stabiel. Dit wil zeggen dat er geen elektronen en geen gaten bij op de platen komt. Men heeft een plaat met te veel elektronen negatieve plaat en een plaat met te veel gaten, te weinig elektronen positieve plaat. Als men nu de bron weg haalt en over de condensator een draad steekt kunnen de elektronen de gaten terug opvullen en zal de kracht tussen de platen (spanning) verminderen tot de twee platen neutraal zijn geworden met evenveel positieve gaten als negatieve elektronen.

Een OPAMP is een elektronisch component die voor verscheidende analoge bewerkingen kan dienen. De terugkoppeling wordt gebruikt omdat de OPAMP een bijna oneidig grote oplusversterking heeft en bij de minste spannings aanleg naar verzadiging gaat met de terugkoppeling wordt dit effect afgeremd.

Een filter wordt gebruik om hoge of lage frequenties doortelaten of uit een bepaalde band.

ok.

Is het begrip impedantie bekend?

http://nl.wikipedia.org/wiki/Impedantie


Wat zorgt voor de terugkoppeling in je schema?
Wat doet die terugkoppeling bij verschillende frequenties?

Over de condensator krijg je dus een stijgend kracht (spanning) van de elektronen die naar de gaten willen maar niet kunnen. Tot de condensator verzadigd is. De kracht (spanning) is nu maximum en stabiel.

Mijn hemel, op dit niveau kun je toch niet over een lusfilter gaan praten?
Zelfs als het zou kloppen wat er staat (wat het niet doet) zou je nog twee à drie orden van begrip van de faselusschakeling af staan.

Wat mij betreft kun je best opamps leren voordat je transistors snapt, maar niet voordat je de losse onderdelen en elektriciteit snapt.
En een PLL staat weer een flink eind boven de opamp, en zeker als je het over lusfilters wilt hebben. Niet, omdat dat op zich moeilijk zou zijn - maar dat wòrdt het wel als je niet eerst de onderliggende stof beheerst.

Ik weet niet wie zijn schuld dit is, maar zo gaat dit niet werken.

Ik weet wat transistoren en OPAMP's zijn, maar hij vroeg me wat een condensator was, een filter en een OPAMP. Dus ik gaf een antwoordt.

NPN transistoren zullen bij een voldoende basisstroom in geleiding treden basis spanning positief collector positieve spanning emittor negatieve spanning of ground. PNP transistoren zullen bij een voldoende negatieve spanning aan de basis beginnen te geleiden collector negatieve spanning of ground emittor positieve spanning.
Of moet ik het met PNP- en NPN- structuren uitleggen soms.

Maar inderdaad over lusfilters weet ik niks. De kennis van een OPAMP gaat bij mij tot PI-versterkers

IK weet wat impedantie Z is van de condensator. De totale weerstandswaarde eigenlijk van de condensator op wisselstroom. De gelijkstroomweerstand van de condensator + de capacitantie van de condensator



en ik weet dat de condensator C18 tijdens heel het gebruik nodig is, dat was een fout van mij.
Maar dat weet ik allemaal zeg me liever hoe een lusfilter werkt

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 16 april 2010 19:48:42 (26%)]

Een lusfilter wordt in de fazelus gebruikt om de spanningsgestuurde (of, soms, stroomgestuurde) oscillator een geschikt stuursignaal aan te bieden, ontdaan van alle hogere frequenties die in de fazedetector zijn ontstaan.

Het fazegedrag, of - anders gezegd - het spronggedrag van het lusfilter is belangrijk omdat dat de stabiliteit van de lus voor een groot deel beïnvloedt.

---

Jouw schakeling is geen lusfilter. Eigenlijk is het gewoon niets. Het is een schakeling waarvan de uitgang onmiddelijk naar één van de voedingsspanningen loopt, en daar dan blijft vastzitten.

Als je wilt kun je eens de frequentie/fazekarakteristiek van de schakeling berekenen. Je zult dan een ongerijmdheid tegenkomen.

Op 13 april 2010 15:11:06 schreef 047bvg:
Ik weet wat transistoren en OPAMP's zijn, maar hij vroeg me wat een condensator was, een filter en een OPAMP. Dus ik gaf een antwoordt.

Nu in eigen woorden, het ziet er heel erg copy&paste uit.

En heb je nu alleen maar gesimuleerd?