HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Moderator: Tim Sasdrich

HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon Mr_Funkyman » 19.10.2012, 12:46

Guten Tag miteinander.

Ich beschäftige mich derzeit mit einem kleinen Projekt namens HF-Sniffer. Damit möchte ich gerne feststellen ob im Raum hochfrequente Strahlung vorhanden ist.
Vorerst soll einmal nur, sobald zum Beispiel ein Handy in der Nähe sendet, eine LED leuchten. Die Projektidee stammt aus der Berufs-Schule wie auch der Schaltungsplan.
Ich könnte nun die Schaltung einfach aufbauen und schauen ob es geht, allerdings habe ich damit bereits Schlechte Erfahrungen gemacht, wenn man etwas baut das man nicht richtig begriffen hat. Daher würde ich gerne die eine oder andere Frage stellen.

Zu erwähnen wäre noch: Ich bin kein Elektroniker sondern Automatiker, beziehungsweise bitte Klartext und wenig Fachwörter gebrauchen. Ich kenne die Grundlagen & Funktion aller auf dem Plan vorhandenen Bauteile, Die Fragen beziehen sich vor allem auf das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten.

Der Schaltplan:

Bild

http://www.bilder-hochladen.net/files/8 ... b-jpg.html

Was die Schaltung machen sollte…
Sie sollte Hochfrequenten Strahlungen, die die Antenne einfängt mittels der Diode D3 in ein nur noch positives Spannungssignal wandeln. Dieses Signal, das noch sehr schwach ist, wird nun verstärkt mit IC1A und danach ein weiteres Mal mit IC1B verstärkt. An die Verstärkte Spannung wird nun eine spezielle Diode mit geringer Diffusionsspannung angeschlossen und dadurch zum Leuchten gebracht.

Fragen:

1.
Meine Hauptfrage gilt den beiden Operationsverstärkern. Anfangs dachte ich der IC1A ist ein nicht invertierender OP mit der Verstärkung von 1001 (V = 1+R5/R9) doch was macht dieser Wiederstand R4 mit 100K vor dem Minus-Eingang des OP wie Gross ist den nun noch die Verstärkung? Welcher Effekt resultiert daraus?
2.
Im Zusammenhang mit IC1B sehe ich, dass man mit dem verstellbaren Wiederstand wahrscheinlich die Verstärkung beeinflussen kann. Wie man bei IC1B die Verstärkung berechnet dahinter bin ich leider noch nicht gekommen?
3.
Ich frage mich wofür C2 und R3 gut sind? Genau das gleiche mit C4 und R8. Als erstes dachte ich das könnte ein Frequenzfillter alias Hoch oder Tiefpass sein. Dafür sind sie aber falsch angeordnet was ist wohl deren zweck?

über einige hilfreiche Tipps die mich auf den richtigen Weg bringen würde ich mich freuen.
Freundliche Grüsse funkyman
Mr_Funkyman
 

Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon topas » 19.10.2012, 14:29

zu 1) richtig erkannt. Der Widerstand R4 beeinflusst die Verstärkung nicht oder nur sehr unwesentlich. Er ist entbehrlich. Möglicherweise dient er der Symmetrierung des Eingangsdifferenzverstärkers, dessen anderer Eingang ja auch mit 100K (R3) abgeschlossen ist.
zu 2) das ist ein Komparator. sobald die Spannung am nicht-inv. Eingang grösser als die (einstellbare Spannung) am invertierenden Eingang wird, schaltet der Ausgang auf Plus und die LED ein.
zu 3)die Widerstands - Kondensatorkombinationen glätten die entstehende Gleichspannung. Die erste reagiert auch noch auf sehr schnelle Änderungen, die 2. macht die Anzeige ruhiger, sonst sieht man es schlecht.
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon alterhase » 19.10.2012, 14:54

Zu 1
Dieser Widerstand sorgt dafür, dass beide Eingangspins den annähernd gleichen Widerstand gegen GND sehen. Dadurch wirkt sich der sogenante Input bias current -das ist ein Strom, der an den Eingangspins fließt- klickmich auf beide Eingänge gleich aus. Der OP-Amp Ausgang driftet dadurch nicht in der Gegend herum.
Diese Maßnahme zeigt, dass der Entwickler der Schaltung sich etwas gedacht hat und lässt hoffen, dass auch der Rest der Schaltung sauber durchentwickelt ist. :D

Die anderen Punkte hat Topas -denk ich- schon zu 100% erklärt. :wink:
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon Mr_Funkyman » 19.10.2012, 20:39

Vielen dank für eure Antworten.
Ich bin schon einiges weiter gekommen mit dem Verständnis der Schaltung.
Langsam aber sicher lichtet sich das ganze.

Gerne möchte ich noch ein wenig fragen.

4. (an die Schaltung wird eine 9V Batterie angehängt)

Bitte korrigieren wenn ich falsch liege...
R1 zusammen mit R7 ist ein verstellbarer Spannungsteiler 680+220=900 "welch Zufall das ich eine 9 V Batteri anhänge..." Maximalwert am Invertierten Eingang wären dann 2,2V
R2 ist ein Spannungsbegrenzer für den + Eingang des OP?
Der OP wird als Komperator mit einer Verstärkung von eins betrieben.

5.

Wozu wird C3 verwendet wiedereinmal glätten? leuchtet mir an dieser stelle allerdings nicht wirklich ein...
Grund; es ist ja bereits C1 vorhanden und das ganze ist an einer Batteri angeschlossen = Gleichstrom.

6.

Weswegen wird nach dem ersten Verstärker IC1A noch eine Diode D2 eingebaut? Besteht ein Gefahr das IC1A bei Spannung auf den Ausgang beschädigt werden könnte?

7.

Projekterweiterung:
Wäre es möglich mit einem LM3914 die Signalstärke des Empfängers durch LEDs anzuzeigen? ich müsste doch einfach vor dem Komperator das Signal abnehmen und auf den entsprechenden Eingang des LM3914 führen.

Für nützlich Ergänzungen danke ich bereits schon jetz.
Grüsse funkyman
Mr_Funkyman
 

Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon topas » 19.10.2012, 20:46

Ich hab deinen Fragenkatalog nur überflogen:
Um welchen Operationsverstärker handelt es sich? Die Schaltung benötigt eigentlich symmetrische Versorgung. Ist die Schaltung komplett dargestellt?
Die Diode sorgt dafür, dass der Kondensator über den OP-Amp nur aufgeladen, aber nicht entladen wird. Entladen wird durch den zum Kondensator parallel geschalteten Widerstand. Dadurch wird sehr schnell aufgeladen - aber nur langsam entladen.
C3 schliesst schnelle Änderungen am Eingang kurz (Störspitzen) - wenn Du willst auch eine Art der Glättung.
Der Sinn von R2 erschliesst sich mir nicht direkt . Ohne die OpAmps zu kennen, schwer zu sagen. Sollte der OpAmp eine Eingangsschutzbeschaltung haben, könnte er eine Art Strombegrenzung darstellen - eine kritische Situation kann ich aber nicht sehen. Bei OpAmps mit sehr hoher Bandbreite könnte er auch eine Art HF-Drossel sein. Ist wohl eher überflüssig.
Die Sache mit dem LM3914 klappt bestimmt. Mit einer 9V-Batterie macht es aber nicht lange Spass.
Der Komparator hat Leerlaufverstärkung von ungefähr 100000 - nicht 1.
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon alterhase » 20.10.2012, 12:02

... Mit einer 9V-Batterie macht es aber nicht lange Spass.
Bei sowas würde ich ein analog Messwerk bevorzugen :wink:
Den Dipol als Yagi ausbilden und somit ein Handy Ortungsgerät haben.

... Fuchsjagt modern 8)

Möglicherweise ist der R2 von so einer Konstellation übrig geblieben. :wink: Sonst keine Ahnung, wozu der gut sein sollte.
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon FET16278 » 20.10.2012, 16:36

meiner meninung nach hat R2 schon sein berechtigung/zweck (für C4>V2+In) ,denn ...
sonst würde C4 genau so schnell austeilen wie er einsteckt.
und C4 ist wohl doch dazu da kleine energiemengen zu schlucken/speichern/zu halten (hinter der diode) die 'vom sensor' über V1 kommen ('glättungs'funktion), denn nur so spinnt V2/led nicht rum.

weil was ist denn wenn die zu messende strahlung in geringer form und abgehackt/unregelmäßig zu wenig, aber dennoch ausreichen für V1 (aber nicht "dauerhaft" für V2) liefert.
wenn dann das ganze teil mal eingestellt ist, kann es doch ohne R2 zu ungewolltest led-flimmern/flackern/spinnen kommen?

mit C4/R2 gibt V2 halt eine ausreichende zeit lang die Led frei und ohne C4/R2 kommt es bestimmt in einem für V2 grenzbreich (bestimmend durch'n level/dauer der zu messenden strahlung) zum flackern/ungewolltes wildes durchsteuern/sperren ;-)

oder schafft das die diode auch allein, durch ihren spannungsfall ? die D2 ist doch dazu da das R8 nicht auch als parallelwiderstand zu R5/6 wirkt, neben der entladerichtungsbergrenzung für C4.

jetzt sagen/denken wahrscheinlich einige = naja der op ist doch aber hochohmig und deshalb spielen die 10k doch da nicht wirklich ne rolle, aaaber bedenket das ein op auch nur nen mükkensch..ßbakterium an strom (kurz auch im allgemeinen:einen gringen unterschied zw seinen eingängen) braucht um zu regeln/aufzumachen/out zu erhöhen

ist meine annahme richtig oder liege ich falsch ?
im prinzip hilft R2 dem C4 dabei für V2 eine glättung/störungssiebung zu erreichen ?

also ich als V2 wäre nicht glücklich wenn mir zu oft gesagt wird, mach zu mach auf, obwohl mein user was anders will/erwartet :lol:

naja - ich kann auch total daneben liegen, denn meine winterbastelzeit ist nur langsam im kommen und komisch das man übern sommer elektronikabstinenz doch bisl. braucht um "wieder rein zu kommen" :shock: :lol: :mrgreen:
:D Ich bin lieber jeden Tag glücklich als im Recht :D
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon topas » 20.10.2012, 18:05

:roll: :roll:
Ein LM358 - der einzige OpAmp den ich kenne, der in der Schaltung ohne symmetrische Versorgung auskommen könnte - kann 32V an den Eingängen vertragen (16V über Versorgungsspannung). Daher mein Urteil: überflüssig. C3 ist übrigens viel kritischer. :)
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon FET16278 » 20.10.2012, 19:19

topas hat geschrieben:...


sorry topas, aber ich sehe da keinerlei op-bezeichung :shock:

und wenn ich schon mit fragezeichen schreiben, dann doch vernünftig/ausführlich antworten warum meine annahme falsch ist - bitte danke :wink:

is doch manchmal vollkommen egal was ein op an seine eingängen U-mäßig ab kann, denn siehe unten.

aber schau doch mal was passieren würde wenn R2 nicht da wäre = direkter weg von V1 zu V2in = die energie (spannungssteigerung>stromflußerhöhung) die von V1 kommt würde zu schnell in V2+in "verschwinden", denn der led isses doch egal ob der V2 nur soweit aufmacht das sie leuchten kann oder ebend halt mehr aufmacht, die kann doch gar nicht kaputt gehen bei dem LED-R und der Spannung. aber V2 macht ohne R2 zu schnell wieder dicht, so meine annahme !?!

wenn R2 raus dann C4 für mich sinnlos ?!?

übrigens bekommt man jeden op mit asymetrischer spannungsversorgung zum laufen, denn es ist dem op sowas von egal ob er mit +- oder +0 versorgt wird :lol:
denn eine mitte braucht er je nach beschaltung nur an seinen eingängen :wink:

hab mich schon bei d'einem vorherigen beitrag gewundert warum du mit der symetrische versorgung kommst :?:

C3 liegt parallel zum einstellpoti des invertierten eingangs (wo dem op die mitte gegeben wird, bzw. man V2 einstellt/ab wann er auf machen soll) und dort macht C3 nix anderes als dafür zu sorgen das dem invertierten eingang bei kleineren spannungsschwankungen/störungen nicht der invertierte eingang gleich mit geht. sieht man in so vielen schaltungen.

is auch öfter bei normalen NF-stufen mit op's so, das dort neben den R>gnd ein C gesetzt ist. was soll er dort auch anders machen können als zu stützen ? <fragezeichen beachten :!:

hier bei der schaltung isses wichtig (so denke ich) das V2 aufm invertierten die mitte erhalten bleibt und nicht hinundher wandert, auch nicht nur ein bisl. und deshalb wohl C3 .

hab die schaltung ja nicht real vor mir um zu messen wie empfindlich die ganze sache gegenüber "störungen" ist :wink:

---------

aber gut sei es drum, meine annahme wurde nicht wiederlegt und meine ? nicht wirklich beantwortet.

sorry topas, aber ich muß einwände schon nachvollziehen können, was ich mit deiner antwort nicht kann :cry:

evtl. kann ja der TE experimentieren und mal R2 raus nehmen und schauen was ohne ist/passiert - genau so wie C3 usw.

achso - zu den op-eingängen, es geht auch die eingangsspannungen/signale durch vorspannung auf gleichem U-level zu halten und dadurch bei eingangssignalspannungsänderung eine nur eingangsstromänderung bei gleichbleibender vorspannung zu realisieren, darum mein= ein op braucht nur ein bakterium an strom um zu regeln. nix immer nur mit hilfe von spannung (schon ja, aber ebend aus sicht von einem OP auch je nach beschaltung mal ohne) :wink:

------------

naja im laufe der woche schnell wieder die steckbretter auspacken/entstauben - ich prüfe doch immer gerne meine annahmen selber real nach - geht ja schnell damit und is für mich besser als tausend worte 8)
:D Ich bin lieber jeden Tag glücklich als im Recht :D
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Re: HF-Sniffer / Operationsverstärker-Fragen

Beitragvon Mr_Funkyman » 22.10.2012, 18:00

Danke FET16278 für deine genaue Analyse der Schaltung.

Ich habe aber leider erst am kommenden Wochenende die möglichkeit die Schaltung aufzubauen.
Deine Inputs scheinen logisch zu sein und einleuchtend.
Fals du tatsächlich selber Hand anlegst wäre ich dir dankbar, wenn du mir deine Erkenntnise mitteilen könntest.

Grüsse und danke an Alle die sich mit
Rat und Tat gemeldet haben.

mfg funkyman
Mr_Funkyman
 


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