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Oszillator mit LM358

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Mit einem Operationsverstärker lassen sich, je nach externer Verdrahtung, unterschiedliche Schaltungen, die verschiedenen Zwecken dienen können, aufbauen. So kann ein Operationsverstärker als Verstärker, Impedanzwandler, Komparator, Addierer etc. fungieren. In diesem Beispiel tritt ein Operationsverstärker (hier LM358) als Oszillator auf. Seine Aufgabe besteht darin, eine Gleichspannung in ein periodisches Wechselspannungssignal, in diesem Fall ein Rechtecksignal, umzuwandeln. Eine entsprechende Schaltung wird mit einem Kondensator und einigen Widerständen realisiert. Dabei wird die Komparator-Eigenschaft des OPV genutzt. Ein Komparator wertet die Spannungsunterschiede an seinen Eingängen aus und schaltet entsprechend um.
An den nicht invertierenden Eingang des OPVs wird eine Spannung, die mit den Widerständen R1 und R2 gebildet wird, geführt. Über den Widerstand R3 ist der Eingang zusätzlich mit dem Ausgang des OPVs verbunden. An den invertierenden Eingang des OPVs wird ein Kondensator angeschlossen. Je nachdem, welches Potenzial am Ausgang des OPVs herrscht, wird der Kondensator über den Potentiometer P1 geladen oder entladen. Mit dem Potentiometer P1 kann die Taktfrequenz des Systems passend eingestellt werden.

Oszillator mit LM358: Schema


Im Einschaltmoment ist der Kondensator C1 entladen. Über den Potentiometer P1 beginnt die Phase des Aufladens. Sobald die Spannung am Kondensator und damit an dem invertierten Eingang größer ist als am nicht invertierten Eingang, schaltet der OPV um und an seinem Ausgang herrscht jetzt das negative Spannungspotential. Damit beginnt automatisch über den Potentiometer P1 der Entladevorgang des Kondensators.
Bei bestimmtem Spannungsniveau an dem Kondensator schaltet der OPV erneut um und an seinem Ausgang herrscht jetzt das positive Spannungspotential. Der Kondensator wird jetzt wieder geladen. Auf diese Weise wiederholt sich der Kreislauf.

LM358

Schaltplan

Schaltplan

Um die Schaltvorgänge des Oszillators zu beobachten, sind an dem Ausgang des Operationsverstärkers (Pin 1) zwei Leuchtdioden angeschlossen: LED1 und LED2. Während die LED1 dann aufleuchtet, wenn der Ausgang LOW-Potenzial aufweist, leuchtet die LED2 dann auf, wenn der Ausgang auf HIGH steht.

Spannungsverlauf am Kondensator

Spannungsverlauf am Kondensator

Spannungsverlauf am Ausgang

Spannungsverlauf am Ausgang

Spannungsverlauf am Kondensator und Ausgang

Spannungsverlauf am Kondensator und Ausgang

Testschaltung

Testschaltung

Die Testschaltung enthält neben den zwei Beobachtungs-Leuchtdioden LED1 und LED2 vier Anschluss-Pins, an die ein Oszilloskop angeschlossen werden kann. Sie erlauben die Beobachtung der Spannungsverläufe am Kondensator und am Ausgang des Oszillators.

Kurzvideo

Kurzvideo


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