RE: Opamp puzzle

#1 von Bernie , 17.06.2020 00:30

Liebe Elektroniker unter den Stummifans,

als Nichtelektroniker stehe ich vor einem Rätsel:

Ich habe eine einfache adjustable Dämmerungschaltung mit einem op-amp/comparator gebastelt, die auch gut funktioniert (praktisch für Häuschen die weit ab von Dekodern liegen und keine Steuerung benötigen). Wenn man +/- am op-amp Eingang vertauscht, dann wird aus der Dämmerungsschaltung eine die bei Licht angeht. So weit, so gut.

Dann hatte ich die offensichtlich nicht so brilliante Idee, dass man verschiedene opamps verwenden könnte, die die +/- input laut data sheet vertauscht belegt haben (siehe Abbildung). Ist nicht so. Dark circuit remains dark circuit, light circuit remains light circuit, egal welcher der beiden opamps im Sockelsteckt.

Wieso erzeugt +/- am selben opamp vertauschen (dark-activated wird light-activated) nicht dasselbe Ergebnis als einen opamp mit vertauschten +/- zu verwenden (light bleibt light, dark bleibt dark)?

Leider habe ich die PCBs versehentlich für den light circuit getraced, also die boards kann ich mir wohin schieben.

Besten Dank im voraus, BR

[attachment=0]light_circuit.pdf[/attachment]

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RE: Opamp puzzle

#2 von WolfiR , 17.06.2020 01:44

Hi Bernie,

da habe ich auch keine Erklaerung. Kann es vielleicht sein, dass bei einem Typ der Ausgang invertiert ist?

Gruss
Wolfgang


 
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RE: Opamp puzzle

#3 von volkerS , 17.06.2020 06:00

Hallo Bernie,
die beiden gezeigten ICs sind vollkommen unterscheidlich. LM311 ist ein Single-Komperator ähnlich dem LM393, allerdings eine Ausführung bei der sowohl Emitter und Kollektor herausgeführt sind, damit ist eine High- oder Low-Side Beschaltung realisierbar. Der LM358 ist ein Dual-Op-Amp, dessen PinOut bei allen mir bekannten Typen immer baugleich ist. Für den LM311 ist der Schaltplan unvollständig.
Dual-Op-Amps sind intern kompensiert, da es keine Anschlüsse gibt. Bei Single Op-Amps sind zwar die Pins der Eingänge gleich zu einem der Op-Amps in den Dual-Typen, aber Versorgungsspannung und Ausgang liegen auf anderen Pins und es sind Anschlüsse für eine exteren Kompensation vorhanden.
Sind Pin 2 und 3 im Layout falsch, dann könntest du am IC Pin 2 und 3 abwinkeln und diese Pins kürzen. In Pin 2 und 3 einer 8-polige IC-Fassung mit gedrehten Kontakten kurze Drahtstücke stecken. IC in die Fassung stecken und die Drahtstücke über Kreuz mit den beiden IC-Pins verlöten. Dann hast du einen IC bei dem die Eingänge die andere Anordnung haben und deine zweite Schaltungsversion ist realisiert.
Volker


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RE: Opamp puzzle

#4 von Weichenputzer ( gelöscht ) , 17.06.2020 09:56

Kleiner Tipp noch:

https://stummiforum.de/viewtopic.php?t=30285

Viele Grüße, Markus


Weichenputzer

RE: Opamp puzzle

#5 von Martin Lutz , 17.06.2020 09:59

Zitat

Liebe Elektroniker unter den Stummifans,

als Nichtelektroniker stehe ich vor einem Rätsel:

Ich habe eine einfache adjustable Dämmerungschaltung mit einem op-amp/comparator gebastelt, die auch gut funktioniert (praktisch für Häuschen die weit ab von Dekodern liegen und keine Steuerung benötigen). Wenn man +/- am op-amp Eingang vertauscht, dann wird aus der Dämmerungsschaltung eine die bei Licht angeht. So weit, so gut.

Dann hatte ich die offensichtlich nicht so brilliante Idee, dass man verschiedene opamps verwenden könnte, die die +/- input laut data sheet vertauscht belegt haben (siehe Abbildung). Ist nicht so. Dark circuit remains dark circuit, light circuit remains light circuit, egal welcher der beiden opamps im Sockelsteckt.

Wieso erzeugt +/- am selben opamp vertauschen (dark-activated wird light-activated) nicht dasselbe Ergebnis als einen opamp mit vertauschten +/- zu verwenden (light bleibt light, dark bleibt dark)?

Leider habe ich die PCBs versehentlich für den light circuit getraced, also die boards kann ich mir wohin schieben.

Besten Dank im voraus, BR

light_circuit.pdf

Du darfst natürlich nicht einen single OP gegen einen Dual-OP 1:1 vertauschen. Auf dem Schaltplan LM3xx hinschreiben ist höchst gefährlich. Auch die Pinbelegung von OP mit gleicher Bauform können voneinander abweichen. Es gibt dermassen viele Typen auf dem Markt. Für deine Anwendung ist sicher ein als Komperator spezifizierter Typ das Richtige. Aber auch hier gibt es sehr viele Unterschiede.

Ein Tip am Rande: Bau dir noch ein hochohmiger Rückkopplungswiderstand zwischen OP-Ausgang und dem Nicht Inventierenden Eingang. So wier hier: https://www.mikrocontroller.net/wikifile...generic_inv.png . Das ergibt eine Hysterese. Das heisst, die Einschaltschwelle ist nicht genau gleich hoch wie die Ausschaltschwelle. Wenn du das nicht machst, wird bei der Schaltschwelle der Ausgang flattern (undefiniert ein- und ausschalten) Die Stärke der Hysterese ist von den Widerständen R3, R4 und dem Rückkoppelwiderstand abhängig.


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RE: Opamp puzzle

#6 von Martin Lutz , 17.06.2020 10:04

Zitat

Hi Bernie,

da habe ich auch keine Erklaerung. Kann es vielleicht sein, dass bei einem Typ der Ausgang invertiert ist?

Gruss
Wolfgang



Nein, OP-Ausgänge alleine sind nie invertiert. Er verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen. Aber es gibt viiiiieeeeele verschiedene Pinbelegungen. Die hier verwendete Schaltung vergleicht die beiden Spannungsteilerspannungen.


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RE: Opamp puzzle

#7 von Martin Lutz , 17.06.2020 10:12

Zitat

Liebe Elektroniker unter den Stummifans,

light_circuit.pdf

So, wie das Schema gezeichnet hast, darfst du den LM311 sowieso nicht verwenden. Beachte, dass er einen für OP untypisch geschalteter Ausgang hat. Der Ausgangstransistor hat einen offenen Kollektor und einen offenen Emitter. Dein Transistor Q1 ist bereits im Gehäuse des OP LM311.https://cdn-reichelt.de/documents/datenb...LM311%23TEX.pdf


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RE: Opamp puzzle

#8 von Bernie , 17.06.2020 19:29

Herzlichen Dank @Alle für die prompten und hilfreichen Antworten!

@Martin: Den LM311 habe ich ohne Nachzudenken gegriffen da ich gerade welche hatte, und dachte die Endstufe schadet nicht. Die Schaltung funktioniert auch mit dem LM311, allerdings wie bemerkt nicht ganz richtig: es bleibt immer ein minimaler Strom über Q1 und die LED geht nicht 100% aus.

Ebenfalls stimmt, dass ohne feedback resistor im Grenzbereich V- = V+ die Schaltung schwingt. Zwar nicht dramatisch in dieser Anwendung, aber kann mit 1MOhm o.ä. verhindert werden.

@volkerS: Danke für die Idee mit der 2. Fassung!

@Alle: Gibt es wirklich keinen opamp mit umgekehrter pin Belegung?

@future: Images werde ich über dropbox linken.

Besten Dank, BR


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RE: Opamp puzzle

#9 von Martin Lutz , 18.06.2020 00:05

Zitat

Herzlichen Dank @Alle für die prompten und hilfreichen Antworten!

@Martin: Den LM311 habe ich ohne Nachzudenken gegriffen da ich gerade welche hatte, und dachte die Endstufe schadet nicht. Die Schaltung funktioniert auch mit dem LM311, allerdings wie bemerkt nicht ganz richtig: es bleibt immer ein minimaler Strom über Q1 und die LED geht nicht 100% aus.


Dann frage ich mich, wie hast du Pin 1 (Emitter des internen Ausgangstransistors) und Pin 7 (Kollektor des internen Transistors) des LM311 angeschlossen?? Oder anders gefragt, an welchen Pin hast du R6 angeschlossen?

Aufs Datenblatt schauen sollte man schon bevor man für einen Baustein den Schaltplan entwirft.


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RE: Opamp puzzle

#10 von tibaum , 18.06.2020 01:52

Hallo Bernie,
nimm doch einfach den DoppelOpAmp und schließe die Eingänge von beiden Op's an die Schaltung an, nur den einen Op mit vertauschten Eingängen gegenüber dem Anderen,also Pin 3 und 6 zusammen und 2 und 5 zusammen. Die beiden Ausgänge dann über einen Jumper wahlweise an den Ausgangstransistor. Dann noch einen Widerstand für die Hysterese vom an einem Op.
Gruß
Timo


 
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RE: Opamp puzzle

#11 von volkerS , 18.06.2020 09:37

Hallo Bernie,
alle Dual-Op-Amps im 8-poligen Dil-Gehäuse bzw. SMD-Package haben, wenn die Spannungsversorgung auf den Pins 8 (+Ub) und 4 (-Ub / Gnd) liegt die gleiche Belegung der restlichen Pins (Quasi-Industriestandart, Kompatibilität der Anschlüsse). So kann man einen besseren IC, ggfs. durch Ändern von einigen Bauteilwerten in der Beschaltung, ohne neues Layout der Leiterplatte nutzen. In der Industrie wichtig da es immer wieder zu Abkündigung von Bauteilen kommt. Es gibt zwar auch Dual-Op-Amps mit anderer Beschaltung, da liegt dann aber auch Versorgungsspannung auf andere Anschlüssen.
Volker


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RE: Opamp puzzle

#12 von Martin Lutz , 18.06.2020 17:29

Zitat

Hallo Bernie,
alle Dual-Op-Amps im 8-poligen Dil-Gehäuse bzw. SMD-Package haben, wenn die Spannungsversorgung auf den Pins 8 (+Ub) und 4 (-Ub / Gnd) liegt die gleiche Belegung der restlichen Pins (Quasi-Industriestandart, Kompatibilität der Anschlüsse).

Mutige Aussage! Ich meine, auch schon andere Belegung gesehen zu habben. Es gibt einfach zu viele Typen und Hersteller. Zu sagen, dass die Kompatibilität nur wegen der 2nd Source Sicherheit ist, stimmt sowieso nicht.Kein einziger Hersteller interessiert es, dass ein anderer einen kompatiblen baut. Klar gibt es viele vergleichbare Typen. Aber ich kenne andere Elektronikbauteile bei denen man keinen 2nd Source findet.

Klar, die meisten OPs haben diese Belegung. Aber keine Regel ohne Ausnahmen. Ein Blick auf Datenblätter bewahren vor leuchtenden und rauchenden IC's.


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RE: Opamp puzzle

#13 von volkerS , 18.06.2020 18:22

Hallo Martin,
es gibt durchaus Dual-Op-Amps mit anderem Pinout, dies habe ich nie bestritten, aber mir ist kein einziger Dual-Opamp bekannt bei dem die Beschaltung der Anschlüsse anders ist, wenn an Pin 8 und 4 die Versorgungsspannung angeschlossen wird. Kannst du den Gegenbeweis antreten? Selbst der diskrete Dual-Opamp Sx35B oder SA200 hat gleiches Pinout. Wenn ein Hersteller einen besseren IC auf den Markt bringt der einen guten verdrängen kann wäre er doch schlecht beraten das Pinout zu ändern und so einer weiten Verbreitung im Weg zu stehen.
Volker


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RE: Opamp puzzle

#14 von Bernie , 18.06.2020 18:58

[quote="Martin Lutz" post_id=2131026 time=1592431511 user_id=124]
Dann frage ich mich, wie hast du Pin 1 (Emitter des internen Ausgangstransistors) und Pin 7 (Kollektor des internen Transistors) des LM311 angeschlossen?? Oder anders gefragt, an welchen Pin hast du R6 angeschlossen?

Aufs Datenblatt schauen sollte man schon bevor man für einen Baustein den Schaltplan entwirft.
[/quote]

COLL an VCC+ und EMIT an R6 laut Datenblatt

Jedenfalls mit den 'normalen' opamps such as LM393 LM358 etc klappts. Noch keinen mit vertauschten Eingängen gefunden.

Best, BR


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RE: Opamp puzzle

#15 von Bernie , 18.06.2020 19:04

Zitat

nimm doch einfach den DoppelOpAmp und schließe die Eingänge von beiden Op's an die Schaltung an, nur den einen Op mit vertauschten Eingängen gegenüber dem Anderen,also Pin 3 und 6 zusammen und 2 und 5 zusammen. Die beiden Ausgänge dann über einen Jumper wahlweise an den Ausgangstransistor. Dann noch einen Widerstand für die Hysterese vom an einem Op.



Gute idee, und habe ich auch schon skizziert - aber wo genau geht dann der feedback resistor hin? Brauch ich dann 2 ? Siehe
https://www.dropbox.com/s/9ngh5ab0harbj4...p_dual.png?dl=0

LGBR


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RE: Opamp puzzle

#16 von Martin Lutz , 19.06.2020 07:25

Zitat

Hallo Martin,
es gibt durchaus Dual-Op-Amps mit anderem Pinout, dies habe ich nie bestritten, aber mir ist kein einziger Dual-Opamp bekannt bei dem die Beschaltung der Anschlüsse anders ist, wenn an Pin 8 und 4 die Versorgungsspannung angeschlossen wird. Kannst du den Gegenbeweis antreten?

Angesichts der riesigen Angebotsmenge wäre das ein riesen Aufwand. Ich weiss es nicht und will mir diesen Aufwand nicht antun, nur um das zu beweisen. Meine Aussage beruht auf einer algemeinen Erfahrung als Layouter (29 Jahre) und habe schon 1000nde Bauteile in die Layoutbibliothek eingeführt. Diese Erfahrung erlaubt es nicht zu behaupten (ohne es wirklich beweisen zu können!) die Pinbelegung wäre bei ALLEN (!) Dual OP (Im 8pol Gehäuse) die gleiche. Selbst bei digitalen Gatter (74er TTL Bausteine) ist es wirklich so, dass die Speisungspin nicht immer in der berühmten Diagonalen angeordnet sind.

Es ist leider so!


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RE: Opamp puzzle

#17 von h_guenther , 19.06.2020 10:51

Ich will auch mal "meinen Senf" dazu abgeben

Immer das Datenblatt des tatsächlichen Herstellers zu Rate ziehen
und nicht nur im Internet nach der Bezeichnung suchen.

Kleine zusätzliche Markierungen / Zahlen / Buchstaben
findet man oft schon bei den Datenblättern eines Herstellers
und haben andere Anschlußbelegungen zur Folge, obwohl vom gleichen Hersteller.

Es kann also sein, daß selbst in einen einzelnen Datenblatt mehrere Varianten
als Zeichnung vorhanden sind. Da nutze ich dann immer meine Lesebrille
um Verwechslungen auszuschliessen

Und dann steht man manchmal trotzdem da und wundert sich
"was riecht hier so nach Ámpere"


mit freundlichem Gruß
Heinz Günther (Vorname Heinz, Nachname Günther)

geplante / im Bau befindliche Modulanlage H0 DCC
Thema Hamburger Hochbahn U-Bahn
BiDiB, RocRail


 
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RE: Opamp puzzle

#18 von Martin Lutz , 19.06.2020 13:32

Zitat

Ich will auch mal "meinen Senf" dazu abgeben

Immer das Datenblatt des tatsächlichen Herstellers zu Rate ziehen
und nicht nur im Internet nach der Bezeichnung suchen.




Ja, das Datenblatt ist die Bibel des Elektronikers!


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RE: Opamp puzzle

#19 von volkerS , 19.06.2020 14:10

Hallo Martin,
Äpfel mit Birnen zu vergleichen ist Unfug. Dass TTL-ICs sich an keine feste Regel bzgl. der Spannungsanschlüsse halten ist mir bekannt, beste Beispiele 74LS90 / LS93. Diese ICs haben aber auch kein 8-Pin Gehäuse und sind keine Dual-Opamps. Ganz übel sind ICs wie der 93LC46 im SOIC und der 93LC46X im rotated SOIC-Gehäuse. Gleiche Reihenfolge der Pins aber andere absolute Zuordnung.
Volker


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RE: Opamp puzzle

#20 von tibaum , 19.06.2020 14:33

Hallo Bernie,

Zitat

Gute idee, und habe ich auch schon skizziert - aber wo genau geht dann der feedback resistor hin? Brauch ich dann 2 ? Siehe
https://www.dropbox.com/s/9ngh5ab0harbj4...p_dual.png?dl=0
LGBR


Der Widerstand für die Hysterese gehört immer zwischen Ausgang und dem Nichtinvertierenden Eingang damit er eine Mitkopplung bewirkt. So wie Du den R7 angeschlossen hast kommt es zur Gegenkopplung und der Efffekt des Flatterns wird verstärkt.
Also am besten nur einen Widerstand und den zwischen Pin 7 und 5. Solange die Hysterese größer ist als die Offsetfehler der Eingänge schaltet der zweite Op sauber mit. Wenn Du dann noch die Positionen von Transistor und R5 tauschten würdest, also Emitter an -Vin, Widerstand an +Vn, verstärkt der Transistor noch das steilflankige Schalten.
Gruß
Timo


 
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RE: Opamp puzzle

#21 von Martin Lutz , 19.06.2020 18:07

Zitat

Ganz übel sind ICs wie der 93LC46 im SOIC und der 93LC46X im rotated SOIC-Gehäuse. Gleiche Reihenfolge der Pins aber andere absolute Zuordnung.
Volker

Ist ja lustig. Du gestehst bei bestimmten Bausteinen diese Unterschiede ein, meinst aber, das sei nur bei anderen Bausteinen der Fall. Woher nimmst du dir die Logik, dass es bei 8poligen Dual OP immer gleich sein soll aber bei andern dagegen nicht?

Und woher weisst du, dass es nicht bei OPs auch so sein kann, dass ein blosses X am Ende der Typenbezeichnung genau der Ausschlag gibt, dass die Pinbelegung (aus irgendenwelchen Gründen auch immer) eine andere ist??

Es gibt Gründe, wo ich als Layouter eine andere Pinbelegung bei diesen 8poligen (oder wieviel auch immer) Gehäuse eine absolut symetrische oder spiegelverkehrte) Belegung brauchen könnte. Zum Beispiel: Pin 1 und Pin8 die Versorgung. Pin 2 und Pin 7 die invertierenden Eingänge. Pin 3 und Pin 6, die nicht invertierenden Eingänge. Pin 4 und 5 die beiden Ausgänge. Ich möchte wetten, dass es sowas gibt!


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