www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik I2C-Bus, Stromquelle


Autor: Mathias (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

habe hier eine Schaltung die benutzt wird die beiden I2C-Leitungen 
jeweils mit 5mA Konstantstrom zu versorgen.
Habe sie aufgebaut, sie funktioniert auch so.
So, jetzt wollte ich die Schaltung ändern, daß in jedem Zweig 2,2mA 
Konstantstrom fließen.
Und genau das bekomme ich nicht hin.

Muß zugeben, daß ich die Schaltung auch nicht ganz verstanden habe.
Folgende Schaltung kenne ich und kann mit umgehen:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

Danke

Gruß
Mathias

Autor: Gast XIV (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mal son kleiner Hinweis aus ner schlaflosen Nacht:

Du kannst den I2C Bus nicht mit Konstantstrom versorgen. Im Ruhezustand 
fließt da einfach gar nichts.

Im aktiven Moment macht es keinen Sinn da selbst wenn alle I2C Treiber 
(eine einfache Open Collector Mimik) sich einschalten der Strom immer 
der gleiche bleibt. Genau der von + über den Widerstand nach Masse. Ob 
du da nun alle Bustreiber einschaltest oder die Linde rauscht macht 
wenig Unterschied.

Nimm 2x 1,2k gg + 5V und lass das Gerümpel weg.

Autor: Anja (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
die Spannung an R32 (ca 0,8-1V in dem Beispiel)
wird auf R34 + R35 "gespiegelt".
Die Diode dient als Temperaturkompensation der BE-Strecken der 
Transistoren.
Die Schaltung hat so etwa 8-10 mA Strom je Leitung. (bei 5V Versorgung)
Zur Reduktion einfach R34 + R35 im Verhältnis erhöhen.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gast XIV schrieb:

> Du kannst den I2C Bus nicht mit Konstantstrom versorgen. Im Ruhezustand
> fließt da einfach gar nichts.

Natürlich nicht, aber darum geht es doch auch nicht. Eine Stromquelle 
ist einem resistiven Pullup überlegen, weil der Strom nicht mit 
steigendem Pegel abnimmt. Es geht schneller, ist bei langer Leitung 
besser, ohne die Treiber stärker zu belasten.

Autor: Olaf Dreyer (Firma: O.D.I.S.) (dreyero)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das Thema interessiert mich auch, habt Ihr dazu Links zu nachlesen?

Gruß

Olaf

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Such mal im web nach "scsi active term*", denn schon zu Zeiten der SCSI 
Busse war das Thema eifrigst diskutiert .-)

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  A. K. (prx)

>Natürlich nicht, aber darum geht es doch auch nicht. Eine Stromquelle
>ist einem resistiven Pullup überlegen, weil der Strom nicht mit
>steigendem Pegel abnimmt. Es geht schneller, ist bei langer Leitung
>besser, ohne die Treiber stärker zu belasten.

Theoretisch ja, praktisch bleibt von dem Vorteil nicht viel übrig.
Per Konstantstrom erreicht man den High-Pegel vielleicht 10% schneller. 
Und wofür?
Und mal ganz abgesehen davon, dass die gezeigte Konstantstromquelle ~2V 
Spannung schluckt!, sprich der High-Pegel ist max. 3V!

Ergo. Man vergesse die akademisch Spielerei und greife zum Old School 
Widerstand.

MFg
Falk

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk Brunner schrieb:

> Und mal ganz abgesehen davon, dass die gezeigte Konstantstromquelle ~2V
> Spannung schluckt!, sprich der High-Pegel ist max. 3V!

Ich komme bei obiger Schaltung zwar eher auf ca. 4V (und knapp 10mA 
statt der erwähnten 5mA), was für I2C ausreicht. Aber ob das wirklich 
sinnvoll ist sei mal dahingestellt. Das war eher eine Antwort auf Gast 
XIV, der völlig auf dem Holzweg war.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Anja
Ganz so einfach ist es nicht.


@  A. K.
Hast Recht, die 5mA gelten bei 180 Ohm für R34,35.
Hatte schon rumgedoktert.

Aber trotzdem, bei 100 Ohm für R34, R35 ergeben sich ca. 2mA je 
Kolektorstrecke gegen Masse. Bei gleichzeitiger Stromentnahme sind es je 
Kollektor ca. 8mA ????
Das verstehe ich nicht.

@ Falk Brunner
Der High-Pegel geht bis 50mV unter die Versorgungsspannung.


Gruß
Mathias

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mathias schrieb:

> Der High-Pegel geht bis 50mV unter die Versorgungsspannung.

An R34 geht knapp ein 1V drauf. Wie diese 50mV also möglich sein sollen 
entzieht sich meiner Vorstellungskraft.

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  A. K.
unbelastet.

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  A. K. (prx)

>Ich komme bei obiger Schaltung zwar eher auf ca. 4V

Die Basis der Transisitoren liegt auf 3,3V. Wenn man den noch ein wenig 
Sättigungsspannung lässt kommt nur knapp über 3V.

>Aber trotzdem, bei 100 Ohm für R34, R35 ergeben sich ca. 2mA je
>Kolektorstrecke gegen Masse. Bei gleichzeitiger Stromentnahme sind es je
>Kollektor ca. 8mA ????
>Das verstehe ich nicht.

Ist doch eigentlich einfach. Die Basis liegt relativ fest auf 3,3V 
(Spannungsteiler, 0,7V über der Diode). Bleiben 1,7V bis zur 5V Schiene. 
Davon bleiben 0,7V an der Basis-Emitter-Strecke hängen, bleibt ~1V über 
R34/R35.
Den Rest macht der Herr Ohm. Und der sagt, dass bei 100 Ohm 10mA 
fliessen. Hmmm.

>@ Falk Brunner
>Der High-Pegel geht bis 50mV unter die Versorgungsspannung.

Was zu bezweifeln wäre.

>>An R34 geht knapp ein 1V drauf. Wie diese 50mV also möglich sein sollen
>>entzieht sich meiner Vorstellungskraft.

>unbelastet.

Nöö, da ist noch der Transisitor dazwischen. Und der mag das gar nicht. 
Miss es nach.

MFG
Falk

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Falk Brunner schrieb:

> Die Basis der Transisitoren liegt auf 3,3V. Wenn man den noch ein wenig
> Sättigungsspannung lässt kommt nur knapp über 3V.

Das sind PNP-Transistoren. Der Emitter liegt auf ca. 5V-0.9V, ergibt bei 
mir etwas unter 4V am Kollektor. In Sättigung kommt der dabei 
prinzipbedingt nicht.

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  A. K.
@ Falk Brunner
bei 1000k Last sind's 4,95V
bei 10k Last sind's 4,90V!!!
Das habe ich eben nachgemessen.

Kann das vielleicht mal jemand simulieren?

Danke

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mathias schrieb:

> Das habe ich eben nachgemessen.

Dann hast du irgendwo anders noch passive Pullups sitzen oder deine 
Transistoren sind hinüber. 4,9V bei 10K Last klingt nach Pullup 100 Ohm 
also Kurzschluss statt Transistor.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo


wenn ihr die Stromquelle nicht belastet, dann fließt auch durch die 
Emitterwiderstände weniger Strom => kleiner Spannungsabfall!

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Auch wieder wahr...

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  karadur (Gast)

>wenn ihr die Stromquelle nicht belastet, dann fließt auch durch die
>Emitterwiderstände weniger Strom => kleiner Spannungsabfall!

Keineswegs. Das Ganze ist eine Emitterfolger, und dort liegt der Emitter 
auf praktisch festem Potential.
Denn wohin sollten denn sie ~1V Spannungsabfall über den 
Emitterwiderständen verschwinden? Die Basis-Emitter-Strecke hat nur 
0,7V, der Basisspannungsteiler ist zu niederohmig, als dass man ihn 
einfach hochziehen könnte.

MFg
Falk

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, habe mal nachgemessen.
Vcc = 4,999V
Basis = 4,216V
Emitter = 4,917V
Kollektor = 4,908V
und die Transistoren sind in Ordung!

Jetzt weiß ich immer noch nicht wie man die ganze Chose umrechnet auf 
einen Kollektorstrom von jeweils 2,2mA?

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Falk: Wenn am Kollektor nichts fliesst, dann liegt R34 faktisch 
parallel zu R32 (der eine über D30, der andere über die BE-Diode) und es 
kommen ca. 100mV für R34 raus.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mathias schrieb:

> Jetzt weiß ich immer noch nicht wie man die ganze Chose umrechnet auf
> einen Kollektorstrom von jeweils 2,2mA?

Probier's mal mit R34,R35 = 430 Ohm.

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bleiben wir noch mal bei den R34,R35 = 100 Ohm.

Wenn ich mit dem Ampermeter einen Kollektor gegen Masse Kurzschließe,
so fließt ein Strom von ca. 2mA. ???
Wenn ich mit zwei Ampermeter beide Kollektoren gleichzeitig gegen Masse 
kurzschließe so fließt ein Strom von jeweils 8,4mA. Zusammen also ca. 
17mA.

Die 2mA verstehe ich nicht!

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Falk

wenn der Kollektorwiderstand groß ist, dann ist es kein Emitterfolger. 
Sondern eine ganz normale Emitterschaltung.

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, mal geschwind für R34, R35 = 430 Ohm eingebaut.

Wenn ich mit dem Ampermeter einen Kollektor gegen Masse kurzschließe,
so fließt ein Strom von ca. 1mA.
Wenn ich mit zwei Ampermeter beide Kollektoren gleichzeitig gegen Masse
kurzschließe so fließt ein Strom von jeweils 2,1mA. Zusammen also ca.
4,2mA.

Wo kommt der Unterschied bei den 2 x 100 Ohms von 2mA zu 8,5mA und
bei 2 x 430 Ohm von 1mA zu 2,1mA her?????

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Falk Brunner (falk)

>Denn wohin sollten denn sie ~1V Spannungsabfall über den
>Emitterwiderständen verschwinden? Die Basis-Emitter-Strecke hat nur
>0,7V, der Basisspannungsteiler ist zu niederohmig, als dass man ihn
>einfach hochziehen könnte.

Ok, Irrtum meinerseits. PSpice sagt, dass die Schaltung im Leerlauf 
(Lastwiderstand >>1k) das Basispotential hochzieht, weil der 
SPannungsteiler doch recht niederohmig ist. Damit sind die 4,9V erklärt.
Das mit dem Emitterfolger gilt halt nur, wenn die Quelle ausreichend 
niederohmig ist, was hier NICHT der Fall ist (Querstrom im 
Spannungsteiler <1mA).


@ Mathias (Gast)

>Jetzt weiß ich immer noch nicht wie man die ganze Chose umrechnet auf
>einen Kollektorstrom von jeweils 2,2mA?

Ganz einfach. Über R34/35 fällt beim "Kurzschluss" eine Spannung von 
770mV ab (Sagt PSpice). Den Rest macht der Herr Ohm. Sprich, für 2,2mA 
braucht man 0,7V/2,2mA=318 Ohm. Nimm 330 Ohm.

@ karadur (Gast)

>wenn der Kollektorwiderstand groß ist, dann ist es kein Emitterfolger.

Doch.

>Sondern eine ganz normale Emitterschaltung.

Keinesfalls! Emitterschaltung heisst, dass eben der Emitter auf festem 
Potential liegt. Was er hier aber gerade nicht ist.
R34 macht eine Stromgegenkopplung.

MFg
Falk

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Falk  der Kollektor liegt aber auch nicht auf festem Potential.

@ Matthias. Wenn du nur einen Transistor belastest, dann verhält der 
andere sich wie eine Diode und über die Basis-Emitterdiode wird der 100R 
Emitterwiderstand dem 1k parallel geschaltet. Damit sinkt die Spannung 
am Spannungsteiler und damit der Strom an der betriebenen Stromquelle.

In der Schaltung von LT aus meinem Link weiter oben werden 2 unabhängige 
Stromspiegel verwendet.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.