Also ich habe mich nun dumm und dusselig gesucht, im WEB, hier und natürlich in den Datenblättern der AVRs. Was sind und wo finde ich die elektrischen Kennwerte des internen Analog Komparators der AVRs ? Bei einigen ist das beschrieben da sie eine selektierbare Hysterese besitzen, aber bei den meisten AVRs, konkret ATTiny44, findet man dazu rein garnichts. Wie soll man da eine Schaltung auf Basis des ACs planen ? Gruß Hagen
@Hagen Re (hagen) Welche Parameter hättest du denn gern? Eingangsstrom? Siehe leckstrom der IOs, max. 1uA, real deutlich drunter Offset? Steht drin, irgendwas um die 50? mV Schaltzeit, steht drin, irgendwas um die 1us. Was fehlt? MFG Falk
@Falk, steht wo drinnen ? Ich bin eigentlich nicht zu blöde zum Datasheet lesen ;) Offset, Hysteresis und Schaltzeit interessiert mich am meisten. Wenn du so nett wärst und mir die Seitenzahl den ATTiny44/84 Datenblattes nennen könntest ? nur wenns dir nichts ausmacht. Gruß Hagen
50mV steht bei Brownout Detector Hysteresis. 1uA steht bei den Ports, der AIN hat 50nA. das wars dann aber auch schon, also wo hast du 50mV Offset und die 1µs Schaltzeit gesehen ? und mich interssiert insbesondere die Hysterese. Gruß Hagen
@ Hagen Re (hagen) >das wars dann aber auch schon, also wo hast du 50mV Offset und die 1µs >Schaltzeit gesehen ? und mich interssiert insbesondere die Hysterese. Kann ich leider nicht mehr sagen, hab ich mal irgendwo gesehen. Kann mich aber auch irren, gerade was den Offset angeht! MFG Falk
z.B. Mega48 Ganz am Schluß des Datenblattes unter typische Eigenschaften / Schaltschwellen+Hysteresen.
Nur ist eine Hysterese bei den Digitalpins ja ganz praktisch, aber bei analoger Verwendung ist das grober Unfug. Und so hat Atmel das auch realisiert. Somit ist die vergebliche Suche danach kein Wunder, man kann nichts finden was es nicht gibt.
Weshalb nicht von einem Feld-Wald-und-Wiesen Komparator ausgehen ? Er vergleicht, nichts besonderes. Braucht's auch nicht.
Na ja, der Gleichtaktbereich sollte auch schon bekannt sein.
@Spess: S.180 finde ich die 50nA aber nicht den Rest. @Gast: konkret gehts mir um den Tiny44 aber trotzdem danke. Diese Sektionen behandeln die Theshold der digitalen Input Pins und nicht die des Analog Komparators. @A.K. Jeder analoge Komparator hat eine Hysterese, warum sollte dies für Atmel nicht gelten. Es schent nicht ganz klar zu sein nach was ich suche. Ich suche nichts zu den Eigenschaften der Digitalen Eingänge bei digitaler Benutzung, sondern Daten zum Analog Komparator und dessen Eingängen. A.K. du gehst also davon aus das der Analog Komparator der AVRs i.A. keine Hysterese hat ? Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. 50nA Input Leakages haben wir schon. Stromverbrauch finde ich auch, aber Schaltzeiten, Offsets und Hysterese finde ich nirgends. @Manchmal: 1.) ich möchte den AC des AVRs benutzen wenn möglich 2.) es gibt keinen Wald&Wiesen Komparator ansich, jeder hat bestimmte Eigenschaften und exakt diese Angaben suche ich für den AC im AVR. Also ist es sinnlos so wie du es vorschlägst vorzugehen, es schafft nicht neues Wissen sondern nur Vermutungen. Und für mein Projekt benötige ich diese Daten wenn möglich im Vorhinein. Es hätte ja sein können das ich irgendwas an Datenblättern übersehen habe oder mir irgendeine Information weiterhelfen könnte. Gruß Hagen
>A.K. du gehst also davon aus das der Analog Komparator der AVRs i.A. >keine Hysterese hat ? Kann ich mir eigentlich nicht vorstellen. Soweit ich weiß hat der keine. Ich habe das seinerzeit mit dem ADC und "Software-Hysterese" realisiert.
Der Gleichtaktbereich ist die Speisespannung. Hysterese ? Er schaltet. Boolean. Ich wuerd nicht mehr Aufloesung erwarten wie vom ADC. Der Analog ausgang ist nicht abgreifbar. Es gibt ein bit. Nach einer Instruktion.
@Kai, Koparatoren ohne Hysterese würde ich gerne mal ein Datenblatt einer solchen Schaltung sehen. Ich kann mir nicht vorstellen das es überhaupt analoge Komparatoren gibt die wirklich garkeine Hysterese haben, sei sie auch noch so klein. Aber wenn der AVR so ein geniales Teil eingebaut hat dann ist das was mit dem ich rechnen kann ;) Eventl. habe ich mich auch falsch ausgedrückt: ich suche die obere und untere Schaltschwelle in Relation zum anderen AC Eingang bei dem der AC schaltet. Gruß Hagen
Hagen Re wrote: > Jeder analoge Komparator hat eine Hysterese, warum sollte dies für Atmel > nicht gelten. Na denn - wie gross ist die Hysterese beim Klassiker LM311?
@Manchmal:
> Ich wuerd nicht mehr Aufloesung erwarten wie vom ADC. Der
Aha. Dh. also wenn ich beim ADC mit ARef von 5V und 10 Bit arbeite dann
würdest du von 5V/1024 = +-4.88mV Schaltschwelen des AC ausgehen.
Wenn ich nun mit ARef=2.5V arbeite dann gehst du von eben mal +-2.44mV
Schaltschwellen aus. Wenn man zb. mit ARef 2.5V und differentiellem ADC
beiu Gain x20 ausgehe dann beträgt die Schaltschwelle des Analog
Komparators mal eben +-122 µV.
Ich bevorzuge bei der Definition der Eigenschaften des Analog
Komparators sich direkt auf dessen EIgenschaften zu beziehen statt
(nicht böse gemeint) Äpfel mit Birnen zu vergleichen. Es sei denn ich
habe deine Aussage gründlichst mißverstanden.
DIe Auflösung des ADCs kann man "indirekt" durch seinen digitalen Teil
bestimmen, ein Analog Komparator kennt aus meiner Sicht keine Auflösung
wenn er wirklich eine Hysterese von exakt 0 Volt hätte.
Gruß Hagen
@A.K. ;) ok, schnell mal ins Datenblatt geschaut und auch dort nicht die Rede davon. Nun kenne ich mich nicht so gut in dieser Materie aus aber müsste nicht denoch jeder Komaparator eine "quasi" Hysterese haben ? Ich meine damit folgendes: ist es bei 0V Hysterese wirklich so das der analoge Komparator exakt bei Erreichen der eingestellten Referenzspannung sowohl 0 also auch 1 am Ausgang anzeigt ? Denn wenn es keine Hysterese gibt dann bedeutet dies das bei einer Eingangsspannung die exakt der Referenzspannung entspricht der Komparator sowohl eine 1 als auch 0 am Ausgang anzeigen müsste da ja die Eingangsspannung nicht unterhalb noch oberhalb sondern exakt gleich der Vergleichsspannung ist. Gruß Hagen
Schau mal in`s Datenblatt vom TINY44A doc8183.pdf dort stehen auf Seite 180 die Werte recht übersichtlich. Besonders achte man auf den Satz unter Tabelle 20.7 All parameters are based on simulation results and are not tested in production. Beim Mega32 und anderen stehen übrigens gleiche Werte. Die genauen Daten braucht wohl keiner wirklich, darum wird er ja wohl auch nicht expizit getestest, da ja alle Einfach-Anwendungen problemlos funktionieren.
@Mikki: danke dir, man muß nur die neuste Version des Datenblattes haben ;) Es sind zwar immer noch nicht alle Fragen beantwortet aber das macht nichts. Probieren geht über studieren, also werde ich es für mein Projekt einfach ausprobieren, fertig. Mir geht es hauptsächlich um zwei Dinge: 1.) wie reproduzierbar sind die Verzögerungen im laufenden Betrieb. Dh. ich kann mit einem längeren Propagation Delay leben solange es bei ähnlichen Umgebungsparametern nicht zu stark schwankt. Ein sich daraus ergebender zeitlicher Offset beim Samplen einer Wechselspannung ist nicht das Problem er sollte nur möglichst konstant sein. 2.) Die Schaltschwellen und Offsetfehler sind insofern interessant für mich damit ich die Verstärkung des Opamps vor dem AC möglich so wählen kann das er einen weiten Eingangsspanungsbereich abdecken kann. Je kleiner diese Schaltschwellen desto besser, allerdings muß ich dann mehr darauf achten das ich weniger Ripple auf meinem Eingangssignal habe. Ich möchte halt möglichst exakt die Periode eines Sinussignales messen. Gruß Hagen
Hagen Re wrote: > @A.K. > > ;) ok, schnell mal ins Datenblatt geschaut und auch dort nicht die Rede > davon. Nun kenne ich mich nicht so gut in dieser Materie aus aber müsste > nicht denoch jeder Komaparator eine "quasi" Hysterese haben ? Ich meine > damit folgendes: ist es bei 0V Hysterese wirklich so das der analoge > Komparator exakt bei Erreichen der eingestellten Referenzspannung sowohl > 0 also auch 1 am Ausgang anzeigt ? Denn wenn es keine Hysterese gibt > dann bedeutet dies das bei einer Eingangsspannung die exakt der > Referenzspannung entspricht der Komparator sowohl eine 1 als auch 0 am > Ausgang anzeigen müsste da ja die Eingangsspannung nicht unterhalb noch > oberhalb sondern exakt gleich der Vergleichsspannung ist. > Der Unterschied zwischen einem Komparator und einem OpAmp ist eigentlich nur die interne Kompensation, so daß er bei externer Rückkopplung nicht schwingt. Da ist einfach nur ein kleiner Kondensator intern. Die restliche interne Grundschaltung ist praktisch gleich! Daher ist im Datenblatt des LM311 auch eine Leerlaufverstärkung angegeben! Oder um deine Frage direkt zu beantworten: Bei exakt halber Eingangsspannung (=Differenzspannung an den Eingängen gleich Null) ist der Ausgang auch exakt auf der Hälfte der Betriebsspannung. Natürlich wird jede reale Schaltung allein durch Bezugspotentialverschiebungen aufgrund von Last, minimalste Hysterese besitzen. Werte kann ich dir leider auch keine nennen. Das Thema wäre eigentlich weiterer Behandlung bedürftig. Gruß - Abdul
@Abdul: gut, mit der Angabe von ~500ns Propagation Delay meinen die wohl indirekt auch diese Rückkopplung. Ich müsste also bei meinem rund 3875Hz Sinus den Ripple nur soweit reduzieren das er maximal 10mV in 500ns nicht übersteigt, richtig ? Und zweitens: da der Offsetfehler ~10mV beträgt kann ich davon ausgehen das mein 3875Hz Sinue mindestens rund 30mV haben müsste, dann aber schon fast ein Rechtecksignal sein müsste. Gruß Hagen
Ein Komparator ist simpel gesagt ein Operationsverstärker ohne Frequenzgangkompensation und mit logikkompatiblem Ausgang. Und genauso wie dieser hat ein Komp. eine begrenzte Verstärkung. Das was du suchst ergibt sich aus den Schaltschwellen der angeschlossenen Logik und der Verstärkung des Komp. Du darfst das also selber ausrechnen. Nur wirst du wahrscheinlich dann merken, dass das Ergebnis in der Offset-Spannung und im alltäglichen Rauschen absäuft, somit kaum relevant ist. Wenn es dich aber stört, dass auch bei einem Komp. ein definierter Logikpegel am Ausgang zunächst nicht gesichert ist, dann hindert dich niemand daran, dem per Beschaltung eine definierte Hysterese zu verpassen. Was du auch beim AC des AVRs machen kannst - entweder weil der schon einen AC-Ausgang hat, oder indem du einen Ausgang per Software dazu machst.
Hagen Re wrote: > @Abdul: > > gut, mit der Angabe von ~500ns Propagation Delay meinen die wohl > indirekt auch diese Rückkopplung. Ich müsste also bei meinem rund 3875Hz > Sinus den Ripple nur soweit reduzieren das er maximal 10mV in 500ns > nicht übersteigt, richtig ? > > Und zweitens: da der Offsetfehler ~10mV beträgt kann ich davon ausgehen > das mein 3875Hz Sinue mindestens rund 30mV haben müsste, dann aber schon > fast ein Rechtecksignal sein müsste. > Du stellst herausfordernde Fragen! Ist nicht so einfach zu beantworten. 1. Die Verzögerungszeit ist abhängig vom Grad der "Übersteuerung" am Eingang. Noch dazu nichtlinear. Mehr Fehler am Eingang erzeugt frühere Antwort des Komparators. 2. Man legt eine Schaltung in der Praxis so aus, daß sie ca. mindestens mit dem 10-fachen Pegel über dem Offsetfehler liegt. Das ist auch für mich nur ein Beobachtungswert aus anderen Schaltungsdesigns. Das zugrundeliegende Problem ist der Übergang vom Rauschen zum deterministischen System einer Logik. Gruß - Abdul
A. K. wrote: > Nur wirst du wahrscheinlich dann merken, dass das Ergebnis in der > Offset-Spannung und im alltäglichen Rauschen absäuft, somit kaum > relevant ist. > Interessanterweise kann man Komparatorapplikationen sehen, in denen der Offset gar keine wesentliche Rolle spielt. Ich meine damit Oszillatoren! Soweit ich es bei kurzen Gedankenausflügen verstand, wird ein Eingangsoffset in eine Verschiebung im Ausgangstastverhältnis übersetzt. Bis vor kurzem war für mich ein Komparator auch nur was simples. Neuerdings entdeckte ich erstaunliche Dinge mit den Teilen. Gruß - Abdul
Zur Hysterese eines internen analog Komparators. Neben der Leerlaufversterkung kommt noch das chipinterne Rauschen hinzu. Es soll Leute geben, die legen aussen einen PWM mit Filter an. Bei genuegend tiefer Grenzfrequenz sind da moeglicherweise 20 bit Aufloesung erreichbar, ich selbst habe mal 16bit PWM erreicht. Also, diese DC gibt mal dann auf den analog komparator und hat somit einen DeltaSigma Wandler von eben diesen 20 Bit. Dies, einen idealen Komparator vorausgesetzt. Ich wuerd da nicht allzu viel erwarten.
16Bit sollten sich mit einm LM311 erreichen lassen. Ich folgere das aus gewissen praktischen Beobachtungen. Leider darf ich dazu keine Details sagen. Gruß - Abdul
Hm, der Offsetfehler von ~10mV macht mir zZ. mehr Bauchschmerzen. Ich habe ein ~3875Hz Sinusähnliches Signal. Je größer das eigentliche Eingangsignal wird desto mehr wird dieser Sinus übersteuert und der LogOpamp limitiert die Pegel. Dh. das in diesem Falle die Flanken des sinusähnlichen Signals schön steil ansteigen. Ich möchte die Phasenlage/eg. Periode möglichst exakt bestimmen, aber nur relativ zueinadner. Der LogOpamp vor dem AC erzeugt auch einen virtuellen Nullpunkt in Relation zum eigentlichen Ausgangssignal, er ünterdrückt DC. Nun zum Offsetproblem: Bezieht der sich auf beide Eingänge des Komparators oder ist er eine "Schaltschwelle" zwischen den beiden Eingängen die ich berücksichtigen muß ? Da ich nur an den steigenden Flanken interessiert bin und falls dieser Offsetfehler auf beide AC Eingänge wirkt so wäre dieser Fehler kein Problem mehr für mich, er würde nur die gemessene Phasenlage des Signales beeinflussen, quasi nur eine Verzögerung darstellen. Gruß Hagen
@Abdul: >Was du auch beim AC des AVRs machen kannst - entweder weil der schon >einen AC-Ausgang hat, oder indem du einen Ausgang per Software dazu >machst. Hm, wo hast du das in den Datenblättern gesehen ? Man kann den ACO an einen Pin als Ausgang legen und somit eine Rückkopplung zu einem der AC Eingänge über Widerstände bauen ? Oder meinst du es so das ich einfach einen beliebigen Pin per Software mit dem AC Status setze ? Gruß Hagen
Hm. Ich verstehe momentan nur Bahnhof. Ist vielleicht einfach zu spät und ich sollte mich flachlegen. Der Offset bezieht sich auf die Differenz beider Eingänge zueinander. Du kannst den mit den Balance-Eingängen wegtrimmen. Allerdings ist das wohl nur für einen Temperaturpunkt praktikabel. Schau dir mal die gruseligen Kurven an! Und vermutlich geht Strom- als auch Spannungskompensation nicht gleichzeitig vollständig. Wenn dich nur Phasenbeziehungen interessieren, warum dann nicht ein Phasenkomparator. Z.B. XOR, 4046, SA602? Vielleicht einfach mal mehr Hintergrund zu deiner Schaltung liefern?? Es gibt natürlich auch ICs mit besseren Daten, wenn ich mich auf den LM311 beziehen darf. Und dann besteht noch die Option, einen OpAmp als Komparator zu benutzen. Gruß und Gute Nacht - Abdul
Hagen Re wrote: > @Abdul: >>Was du auch beim AC des AVRs machen kannst - entweder weil der schon >>einen AC-Ausgang hat, oder indem du einen Ausgang per Software dazu >>machst. > > Hm, wo hast du das in den Datenblättern gesehen ? Man kann den ACO an > einen Pin als Ausgang legen und somit eine Rückkopplung zu einem der AC > Eingänge über Widerstände bauen ? > > Oder meinst du es so das ich einfach einen beliebigen Pin per Software > mit dem AC Status setze ? > Verwechselst du nicht Abdul und A.K.? Nicht die gleichen Personen! Auch nicht mein Alter Ego! Gruß - Abdul
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>Vielleicht einfach mal mehr Hintergrund zu deiner Schaltung liefern?? Ok. Ich empfange 77.5Khz DCF77, verstärke es um x100, dann mische ich es runter auf 3875Hz und verstärke es nochmals um bis zu x300 allerdings mit Dioden im Feedback limitiert. Im Attachment mal die Schaltung. Die beiden Ausgänge "Ref" und "Out" sollen an einen ATTiny44 an den Analog Komparator ran. Nun ist die Periode diese Signales, eg. genaugenommen 6 Perioden dieses 3875 Signales = 645.8333 Hz die Chip Frequenz des Phasenkodierten 512Bit Pseudorandom Signales des DCF77. Ich möchte diese per Korrelation dekodieren und die Uhrzeit ermitteln. Punkt 1 meines Projektes. Punkt 2 ist den 20 oder 10 Mhz Quarzes des AVR über eine Diode zu ziehen, eg. ein Frequenznormal. Dazu wird mit dem 16Bit Timer eine genaue aber sehr langsamme PWM Spannung für die Diode erzeugt. Nun zur Schsaltung: U1 ist die Vorverstärkung, sie hat Bandpass Charakteristik, x100 Gain. DG419 ist analog Umschalter, Break before Make, und der Mischer. Er wird vom AVR mit 73625Hz gefüttert. U2 und sein ganzes Umfeld hat eine sehr hohe Verstärkung allerdings über die beiden Dioden arbeitet er als limitierender LogOpamp. Er hat ebenfalls Bandpass Eigenschaften. Wichtig ist am Ganzen nicht die Amplitude des Eigangssignales sondern nur die Phasenexaktheit relativ zu sich selber, ich möchte ja nur die Phasenverschiebung von +-13 Grad im 77.5Khz Signal per Analog Komparator des AVRs und Input Capture auswerten. Die Phasenverschiebung von +-0.4µs wird im runtergemischten 3875Hz Signal mit +-20µs messbar sein. Der ATTiny44 wird dann einerseit eine PLL in Software simulieren um den DG419 per PWM ansteuern zu können. Andererseits auch direkt das 512Bit MLS kodierte SIgnal dekodieren und so die DCF77 Uhrzeit errechnen. Und drittens über eine 16Bit PWM und Kapazitätsdiode den 10 oder 20 Mhz Quartz des AVRs ziehen können. Alles ist so geplant das es in einzelne Projektstufen gegliedert werden kann, es muß also nicht unbedingt bis zum Punkt des Frequenznormales ausgebaut werden. Insgesammt soll die Schaltung als Proof of Concept auch so minimalsistisch wie möglich aufgebaut sein. Gruß Hagen
Hagen Re wrote: > Hm, wo hast du das in den Datenblättern gesehen ? Man kann den ACO an > einen Pin als Ausgang legen und somit eine Rückkopplung zu einem der AC > Eingänge über Widerstände bauen ? Ich habe die vage Erinnerung, schon mal einen µC gesehen zu haben, der den ACO rausführen kann. Nicht unbedingt einen AVR. Kann trügen. > Oder meinst du es so das ich einfach einen beliebigen Pin per Software > mit dem AC Status setze ? Das auf jeden Fall.
Guten Morgen! Wenn die Parameter des Komparators wirklich so entscheidend sind, würde ich ein separates IC dafür verwenden. Ein OpAmp ist aber nur für kleine Frequenzen geeignet. Zum Offset: sofern der abs. Offset konstant bleibt, ist er doch nicht störend. Wenn eine Hysterese ergänzt wird, ist diese in der Regel höher als die Offsetspannung am Eingang. Für meine Anwendungen habe ich beim Mega48 Komparator und Hysteresen der Eingänge getestet, indem ich damit einen Oszillator aufgebaut habe: Kondensator zwischen Masse und Eingang und über einen Widerstand eines Ausgangspins ge- und entladen.
Gasst wrote: > Zum Offset: sofern der abs. Offset konstant bleibt, ist er doch nicht > störend. Yep, aber das ist nicht spezifiziert. Bei externen Komparatoren vermutlich auch nicht. Und ausserdem ist der temperaturabhängig.
Hm. Irgendwo hatte ich Teile dieser Schaltung schonmal gesehen. Hattest du nicht mal nach einem Ersatzschaltbild für die Antennenkopplung Sender zu Empfänger gefragt? Ich hatte DCF77 auch mal als Frequenznormal angedacht. Nach einigen Tagen war aber klar, das es teilweise stundenlang zu extremen Fading kommt! Dagegen kann man kaum was machen. Ich wüßte jedenfalls nicht wie, da das ja eine Form von Autokorrelation ist. Zwei Antennen sind bei dieser Wellenlänge auch illusorisch. Du solltest also erstmal die Empfangsbedingungen an deinem Einsatzort prüfen. Andererseits kosten die billigsten GPS-Empfänger ca. 17 Euronen und die sind um ein vielfaches genauer. Mit DCF77 überhaupt nicht zu erreichen! Zu deiner Schaltung kann ich momentan nichts konkretes sagen. Sieht aber interessant aus und wird sicherlich ne Menge Arbeit in der Software brauchen. Gruß - Abdul
A. K. wrote: > Gasst wrote: > >> Zum Offset: sofern der abs. Offset konstant bleibt, ist er doch nicht >> störend. > > Yep, aber das ist nicht spezifiziert. Bei externen Komparatoren > vermutlich auch nicht. Und ausserdem ist der temperaturabhängig. Das ist zumindest beim LM311 schon gut spezifiziert. Allerdings wird man ständig nachtrimmen müssen. Das könnte man bei DCF77 als DC-loop machen. Oder ein Chopper-OpAmp? Die Bandbreite wäre ja ok. Freundet man sich mit dem Rest-Offset an, dann ist der halt die minimale Empfangsempfindlichkeit, die man nutzen kann. Bei DCF77 habe ich ca. 400km entfernt immerhin noch ca. 5mV an einer simplen Ferritantenne. Wer also vielleicht 200km entfernt wohnt, wird sicherlich keinerlei Problem haben. Gruß - Abdul
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Ok, hab das mit den Daten doch nicht geträumt. Ist wohl nicht in allen Datenblättern drin. Das hier ist vom ATmega88, ich denke der tiny44 ist sehr ähnlich bis gleich. MfG Falk
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