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Abbildung 110 Analog BSB
Funktionsweise der Ansteuerung des Bargraphen
Ein weiteres Blockschaltbild (Verweis) deutet die einzelnen Schritte des
Schaltalgorithmus an, der nach der Messung des Effektivwertes notwendig ist um
den Bargraphen zu anzusteuern. Zur kurzen Erklärung: Der Effektivwert ist maximal
plus 6% und minimal minus 10% . Der höchste Messwert aus der
Effektivwertschaltung wäre also 9V + 6% * 9V = 9,54V, der niedrigste 9V- 10% * 9V=
8,1V. Die Bandbreite würde 9,54V- 8,1V= 1,44V betragen. Der Anzeigebereich auf
dem Graphen soll bei 150V beginnen. Bis zur tatsächlichen Minimalabweichung bei
207V wären bei 1Volt-Schritten 207 Stufen-150 Stufen = 57 Stufen, die im
Dauerbetrieb leuchten könnten und gar nicht in den Messbereich miteinbezogen
werden müssen. Nur wenn das Netz aufgrund extremer Abweichungen abgeschaltet
wird, müssen auch diese LEDs ausgehen. 244Stufen- 207Stufen+ 1Stufe= 38Stufen
bilden den wichtigen Bereich von 207V bis 244V, nur hier finden
Spannungsschwankungen statt. Es müssen also 1,44V Bandbreite in 38 Stufen
aufteilen. Das würde bedeuten, dass pro Stufe ein Schwellensignal von 1,44V: 38V=
0.037V verarbeitet werden muss.
Deshalb muss die bewegliche Bandbreite von 1,44V weiterverarbeitet werde. Der
untere Teil des Messwertes wird „abgeschnitten“, der verbleibende Rest wird noch
um den Faktor 4,7 verstärkt.
Auf diese Weise kann die Bandbreite von 1,44V auf ein Vielfaches vergrößert und
entsprechend auch die Stufenspannung pro 1Volt-Schritt auf 0,3V angehoben
werden. Dazu wird ein Differenzverstärker verwendet, eine einfache Schaltung mit
einem Operationsverstärker, deren Widerstände nach der entsprechenden
Funktionsgleichung und dem gewünschten Ergebnis nach zu Dimensionieren sind.
Zunächst wird die Differenzspannung vom Eingangssignal abgezogen. Diese
Spannung wird mit einer Z-Diode von der Versorgungsspannung +15 V abgegriffen.
Mit R1 = R2 = 1 kΩ und R3 = R4= 4,7 kΩ erreicht man eine Verstärkung von 4,7.
Die Verstärkung wurde so gewählt, dass sich das ausgegebene Signal nicht näher
als 1,5Volt an die Betriebsspannung annähert, da sonst der Operationsverstärker
keine optimale Signalverarbeitung mehr gewährleistet.
Das zurechtgeschnittene Signal wird jetzt über eine Schaltung aus Komperatoren,
einem abgewandelten Schmidt-Trigger, der entsprechenden Zeile auf der Skala
zugeteilt. Übersteigt das Eingangssignal einen bestimmten Schwellenwert beginnt
die nächste Zeile von oben zu leuchten. Fällt das Eingangsignal zurück unter die
Schwellenspannung, gehen die LEDs in dieser Zeile wieder aus. Die
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