ungelöst Schmitt-Trigger und LDR

[sey]

Hallo zusammen,
in der mitgeschickten Schaltung habe ich einen LDR mit einem Schmitt-Trigger kombiniert.
Die Helligkeitsabhängigkeit des LDR versuche ich über eine .step-Anweisung zu simulieren. Der Schmitt-Trigger sollte eigentlich zwei Schaltzustände haben. Bei der Simulation über .op erhalte ich ein Verhalten, für das ich keine richtige Erklärung habe. Vielleicht kann mir jemand Hinweise geben.
Ich habe das Problem schon in einem anderen Forum vorgestellt und habe auch viele brauchbaren Hinweise und gute Lösungsvorschläge erhalten, die aber alle in Richtung .tran und weg von .step gingen. Ich stelle euch das Problem hier noch mal vor, weil es ein spezifisches LTspice-Forum ist. Ich will die .step-Lösung noch nicht aufgeben.

VG sey

 

[spicer]

Hmm, ich begreiffe zwar nur die Transientenanalyse richtig, aber ich habe mal mit Deinem Schaltplan rum probiert.
Ich verstehe die Ua Kurve auch nicht.
Jetzt müssen wir auf die Anderen hoffen

PS:
Ich habe R2 auf 500k gesetzt, damit die Schaltschwelle bei +/- 3V liegt.

 

[Udo]

Die .op Funktion gestattet die Ermittlung von DC-Werten für einzelne Arbeitspunkteinstellungen. Der Ansatz, einzelne Werte mit einer .step-Funktion zu versehen, gibt meiner Meinung nach keine überschaubaren Ergebnisse.
Grund: Die step-Funktion enthält Inkremente, sodass zwischen diesen Werten eine plot-Darstellung keine Aussagekraft hat. Beispiel: LDR=5K , Increment=1K. Was soll der Plot beim Übergang von 5k nach 6K (z.B. 5,5k) darstellen? Die Plot-Funktion geht von stetig sich veränderlichen Werten aus, so wie das bei der Transientensimulation möglich ist. Dort können Incremente sehr klein (infinitesimal) werden. Deshalb gibt die Transientensimulation mit integrierter Step-Funktion mehr her. Die .op Anweisung für gezielte LDR-Vorgaben (z.B. 1k, 5k ,120k getrennt) ergibt natürlich in der ausgegeben Tabelle die richtigen Werte an, aber nicht als Plot.

Die Ergebnisse meiner Transientensimulation hänge ich mal an. Abwarten, bis die 116 Schritte durchgelaufen sind. In einem weiteren Schritt könnte man noch ein ACsweep überlegen. Ob die Schaltungsdimensionierung zu den gewünschten Ergebnissen (nicht definiert) führt, ist eine andere Frage.
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Udo

 

[sey]

Die Ergebnisse meiner Transientensimulation hänge ich mal an. Abwarten, bis die 116 Schritte durchgelaufen sind. In einem weiteren Schritt könnte man noch ein ACsweep überlegen. Ob die Schaltungsdimensionierung zu den gewünschten Ergebnissen (nicht definiert) führt, ist eine andere Frage.

Hallo Udo,
vielen Dank für deinen interessanten Ansatz. Ich liefere die dazugehörenden Diagramme mal mit. Leider habe ich Probleme, sie zu interpretieren. Meine Überlegung war, dass der Schmitt-Trigger bei einem bestimmten Widerstandswert des LDR (entspricht einer bestimmten Lichtstärke) von einem stabilen Zustand in den anderen stabilen Zustand umschaltet. Der in meiner Darstellung in einem bestimmten Bereich auftretende lineare Verlauf der Ausgangsspannung ergibt sich möglicherweise wegen Arbeitspunkten, die sich aus der DC-Analyse ergeben, die aber instabil sind. Die tauchen in der tran-Analyse wegen ihrer Instabilität nicht auf. So wenigstens habe ich die eine Erklärung eines users in einem anderen Forum hoffentlich richtig verstanden. Jedenfalls würde mir das in etwa einleuchten. Somit hast du recht, dass die .op-Funktion in Verbindung mit einer step-Anweisung nicht sonderlich geeignet ist.
VG sey

 

[Udo]

Hallo sey,
zur Ergänzung meines Simulationsfiles habe ich noch ein weiteres File angehängt, bei dem die Umschaltpunkte (Hysterese) berechnet werden. Dazu habe ich noch angegeben, mit welchen LDR-Werten die beiden Umschaltpunkte +/-1,4V, bezogen auf GND, erreicht werden. Die Simulation stimmt ziemlich genau mit der Berechnung überein. Die Berechnung der LDR-Werte, um diese Spannungen zu erreichen, kannst Du sicher selbst nachvollziehen (ist einfach).
VG Udo

 

[Udo]

Hallo sey,
hast Du bemerkt, dass zwischen den Schaltschwellen +1,4V und -1,4V kein Schaltvorgang stattfindet ? Wenn Du die Dreieckspannung mit +/-2V mal stufenweise unter 1,4V legst, z.B. 1,39....abwärts, wirst Du bemerken, daß der OPAMP sich bisweilen quält, zu schalten. Schafft er aber nicht. Nun gut, der OPA 741 ist eben schon ein "OPA".
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Udo