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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Voltage Level Translation 24V zu 3.3V


Autor: Hans (Gast)
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Guten Abend.

Suche ein IC (High Voltage Level Translation) das mir am Eingang 24V 
verkraftet und am Ausgang 3,3V ausspuckt. Soll auch nur in eine Richtung 
funktionieren von 24V auf 3,3 V und muss bis zu 10Mbits verkraften. So 
was wie "Voltage Level Translation", ich hab welche gesehen, die 
funktionieren aber andersherum, am Eingang 5V und am Ausgang 24V.
Kann mir Bitte mal einer bei der Suche helfen, Danke.

Autor: HildeK (Gast)
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Nur mit IC wird's schwierig - nimm doch einen Spannungsteiler.

Autor: Ich (Gast)
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Ich biete ein R und ein D, oder 2x R.
Könnte mit 10Mbit schwierig sein aber nicht unmöglich.

Autor: A. K. (prx)
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Die R/D-Variante habe ich letzthin mal ausprobiert. Fertige Lösung für 
USB verwendet (igorplug) mit 3,6V Z-Dioden zur Spannungsbegrenzung am 
USB. Hat aber nur ohne Dioden funktioniert, mit denen sahen die 
USB-Signale schaurig verschliffen aus.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Wenn man den Spannungsteiler geeignet Frequenzkompensiert, dann ist auch 
der schnell.

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Luk4s K. schrieb:
> [10Mbit]
> Wenn man den Spannungsteiler geeignet Frequenzkompensiert

Hier kann man ja noch richtig was lernen.

Autor: Hans (Gast)
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HildeK schrieb:
> Nur mit IC wird's schwierig - nimm doch einen Spannungsteiler.

Ja ich hab noch was vergessen, die Input-Eingangsspannung ändert sich 
von 5-24V.
Gibt es wirklich keine Fertige IC´s?

Autor: mhh (Gast)
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Hans schrieb:
> Gibt es wirklich keine Fertige IC´s?

Sind Dir die 2 Widerstände zu groß? Dann nimm die SMD Ausführung.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Nimm einen 3.3V Logik-IC und speise deine 5-24V über einen 5k Widerstand 
ein. Die Klemmdioden im IC begrenzen dann die Spannung.

Micha H. schrieb:
> Luk4s K. schrieb:
>> [10Mbit]
>> Wenn man den Spannungsteiler geeignet Frequenzkompensiert
>
> Hier kann man ja noch richtig was lernen.

Soll ich deine Aussage so interpretieren, dass mein Vorschlag nicht 
funktioniert?
In den Eingangsabschwächern von Oszillskopen kommen ebenfalls 
(Frequenz)kompensierte Spannungsteiler zum Einsatz. Und das bei deutlich 
höheren Frequenzen.

Autor: Hans (Gast)
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Luk4s K. schrieb:
> Nimm einen 3.3V Logik-IC und speise deine 5-24V über einen 5k Widerstand
> ein. Die Klemmdioden im IC begrenzen dann die Spannung

Also 24V dann 5k Widerstand direkt auf Input (3,3V Logik), und was 
passiert wenn ich 3,3V Z-Diode zwischen Widerstand und Eingang reinmache 
und Widerstand etwas verkleinere? Das war meine erste Idee.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Hans schrieb:
> Luk4s K. schrieb:
>> Nimm einen 3.3V Logik-IC und speise deine 5-24V über einen 5k Widerstand
>> ein. Die Klemmdioden im IC begrenzen dann die Spannung
>
> Also 24V dann 5k Widerstand direkt auf Input (3,3V Logik), und was
> passiert wenn ich 3,3V Z-Diode zwischen Widerstand und Eingang reinmache
> und Widerstand etwas verkleinere? Das war meine erste Idee.

Z-Diode zur Spannungsbegrenzung geht auch. Die wird dann vom 
Logik-IC-Eingang nach Masse geschaltet.
Letzten Endes führen viele Wege nach Rom.

Autor: mhh (Gast)
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Hans schrieb:
> und was
> passiert wenn ich 3,3V Z-Diode zwischen Widerstand und Eingang reinmache
> und Widerstand etwas verkleinere? Das war meine erste Idee.

Das kann durch sie Kapazität der Z-Diode (können schnell mal 500 pF 
sein) bei Deiner Frequenz auch in die Hose gehen. Wirst Du probieren 
müssen.

Autor: mhh (Gast)
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mhh schrieb:
> durch sie Kapazität

durch die Kapazität

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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> In den Eingangsabschwächern von Oszillskopen kommen ebenfalls
> (Frequenz)kompensierte Spannungsteiler zum Einsatz. Und das bei deutlich
> höheren Frequenzen.

Jo ...  und die so wirkunsvoll..

Leider kommt man nicht immer freiwillig auf solch schöne Lösungen

Gruss K.

Autor: Hans (Gast)
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mhh schrieb:
> Das kann durch sie Kapazität der Z-Diode (können schnell mal 500 pF
> sein) bei Deiner Frequenz auch in die Hose gehen. Wirst Du probieren
> müssen.

Werd mal mit Widerstand, Z-Diode und 3,3V Logik probieren. Und mit Oszi 
am Ausgang messen, mal schauen was dabei raus kommt.

Noch zur Info: Die Signale  kommen von einem "optical Encoder", je nach 
Gerät und Marke (Yaskawa, Okuma, Fanuc etc.), das sind 5-30V oder 24 V.
Ich hab bis jetzt nur 5V Encoder rumgeschpielt. Die Signale werden mit 
einem dsPIC33 ausgewertet und GLCD ausgegeben. Es wird ganzes INFo am 
Display angezeigt wie z.B. Postion, max IPR, verschiedene Fehler von 
Phasen A,B,Z.

Und ich brauch noch vorne eine universale Schaltung, mit der ich auch 
24V Signale problemlos auswerten kann. Darum auch diese "Voltage Level 
Translation"

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Du kannst auch einmal über einen 74HC4050 nachdenken. Der ist laut 
Datenblatt zwar nur bis 15V geeignet, sollte aus meiner Sicht aber mit 
einem zusätzlichen Vorwiderstand (mit dem gleichen Wert wie der interne) 
dann auch bis 30V gehen.

Autor: Hans (Gast)
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Detlev T. schrieb:
> Du kannst auch einmal über einen 74HC4050 nachdenken. Der ist laut
> Datenblatt zwar nur bis 15V geeignet, sollte aus meiner Sicht aber mit
> einem zusätzlichen Vorwiderstand (mit dem gleichen Wert wie der interne)
> dann auch bis 30V gehen.

Genau das was ich suche, Danke.

Iin bei 15V ist ca 5uA, und der Vorwiderstand wäre dann 3 Megaohm???
30V-15V=15V/5uA=3MR ???

Autor: Hans (Gast)
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Und bei 5V Input hätte ich dann 1,6uA, laut Datenblatt min 0,5uA, also 
wäre es theoretisch kein Problem oder?

Autor: HildeK (Gast)
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Hans schrieb:
> und der Vorwiderstand wäre dann 3 Megaohm???
Mein Bauch sagt mir, dass damit kaum 10kHz machbar sind - wegen der 
parasitären Kapazitäten am IC-Eingang. Ich würde mal über 1k nachdenken, 
wenn es zum Schutz des ICs mehr sein müssen, dann mit passendem 
Kompensations-C parallel.

Autor: HildeK (Gast)
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Nachtrag.
Es gibt doch verschiedentlich ICs bzw. Schaltungen mit MosFETs für 
Logic-Level-Translation - meist für 5V auf 3.3V (und zurück).
Das Prinzip sollte in deinem Fall auch anwendbar sein.
Einfach mal im Forum suchen, das wird immer mal wieder diskutiert ...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans (Gast)

>funktionieren von 24V auf 3,3 V und muss bis zu 10Mbits verkraften. So

>Noch zur Info: Die Signale  kommen von einem "optical Encoder", je nach
>Gerät und Marke (Yaskawa, Okuma, Fanuc etc.), das sind 5-30V oder 24 V.

Wie so oft will man mal wieder die eierlegende Wollmilchsau bauen. Und 
wie immer ist das weder sinnvoll noch möglich.

Mit 24V Pegeln sendet kein Mensch 10 Mbit/s, es sei denn er will einen 
Störsender bauen. Selbst 1 Mbit/s wäre schon arg viel. Also mal sinnvoll 
eine Frequenz definieren.

Für bis zu 15V gibt es im Artikel Pegelwandler genug Varianten, die 
1 MHz problemlos mitmachen. Ebenso wurde die Variante mit Vowiderstand 
und Klemmdioden/Z-Diode genannt, auch machbar. Ein kompensierter 
Spannungsteiler hat theoretisch wie praktisch eine sehr hohe Bandbreite, 
da klappt auch. Allerdings nicht mit 5-30V, nur in einem kleineren 
Bereich.

MFG
Falk

Autor: Hans (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Mit 24V Pegeln sendet kein Mensch 10 Mbit/s, es sei denn er will einen
> Störsender bauen. Selbst 1 Mbit/s wäre schon arg viel. Also mal sinnvoll
> eine Frequenz definieren.

Sorry, Ich hab falsch gerechnet es sind auf jeden Fall weniger als 
1Mbit.

Autor: Norbert (Gast)
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Hans schrieb:
> Sorry, Ich hab falsch gerechnet es sind auf jeden Fall weniger als
> 1Mbit.

Also fast Gleichspannung ;-)

Damit sind wir wieder bei Widerstand und Z-Diode.
Bei den schwachbrüstigen (0.6W) Typen sollte die interne Kapazität bei 
dieser Datenrate kein Problem darstellen.

Autor: Jens G. (jensig)
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Und wenn die Kapazität der Z-Diode doch zu arg zwischenfunken sollte, 
dann nehme man noch eine normale, schnelle Kleinleistungsdiode 
(Schottky, oder auch die übliche 1N4148), und schalte sie in 
Durchlaßrichtung zur z-Diode in Reihe. Damit wird das Signal von der 
Z-Diode ausreichend entkoppelt.

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