Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Komparator Vergleich mit negativer Spannung


von Holger H. (Gast)


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Ich möchte zwei Komparatororen nutzen um jeweils zu vergleichen, ob eine 
Spannung größer als -1V und ob eine Spannung größer als +1V ist. Kann 
man bei Komparatoren, die mit +-5V oder mehr betrieben werden generell 
an den negativen bin sowohl eine positive als auch eine negative 
Vergleichsspannung an den negativen Eingang schalten, um dann jeweils 
die beiden Ausgangssignale zu bekommen? Der positive Eingang kann dann 
jeweils von -5V bis +5V schwanken.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger H. schrieb:
> Kann man bei Komparatoren, die mit +-5V oder mehr betrieben werden
> generell an den negativen bin sowohl eine positive als auch eine
> negative Vergleichsspannung an den negativen Eingang schalten, um dann
> jeweils die beiden Ausgangssignale zu bekommen?
Generell steht im jeweiligen Datenblatt des speziell eingesetzten 
Komparators, welcher Spannungsbereich für die Eingänge erlaubt ist.

> Ich möchte zwei Komparatororen nutzen um jeweils zu vergleichen, ob eine
> Spannung größer als -1V und ob eine Spannung größer als +1V ist
Wenn eine Spannung "größer" als 1V ist, dann ist sie automatisch auch 
"größer" als -1V. Verwirrend? Deshalb mein Tipp: sprich bei Spannungen 
besser von "positiver" und "negativer"...

BTW: ich würde für diese Anwendung gar keine negative 
Spannungsversorgung vorsehen.
Stichwort: "Spannungsteiler mit Offset".
Siehe dazu auch den Beitrag "Re: OPV Inverter Feedback Widerstand Strom"

: Bearbeitet durch Moderator
von Holger H. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> BTW: ich würde für diese Anwendung gar keine negative
> Spannungsversorgung vorsehen.
> Stichwort: "Spannungsteiler mit Offset".
> Siehe dazu auch den Beitrag "Re: OPV Inverter Feedback Widerstand Strom"

Ich muss aber das Fenster zwischen -1V und +1V erkennen und die beiden 
anderen Fenster. Im Datenblatt des Komparators steht übrigens für die 
Eingänge der gesamte Spannungsbereich VSS bis VDD.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger H. schrieb:
> Ich muss aber das Fenster zwischen -1V und +1V erkennen und die beiden
> anderen Fenster.
Ja, wie gesagt: dafür ist im Grunde keine negative Spannung nötig.

> Ich muss aber das Fenster zwischen -1V und +1V erkennen und die beiden
> anderen Fenster.
Das hört sich aber echt nach "Fensterkomparator an".

> Im Datenblatt des Komparators steht übrigens für die Eingänge der gesamte
> Spannungsbereich VSS bis VDD.
Du guckst im Datenblatt des geheimen Komparators aber nicht nur auf der 
zweiten Seite bei den Absolute Maximum Ratings, sondern schon dort, weo 
der Gleichtakteingangsbereich definiert ist?

von HildeK (Gast)


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Bei der Frage ist einiges unklar:
- willst du einen Ausgang (→ siehe Fensterkomparator) oder zwei Ausgänge 
haben?
- Wie soll das Ausgangssignal aussehen? ±5V oder 0 / 5V? Das hat 
Einfluss darauf, ob du mit ±5V versorgen kannst oder ggf. besser nur mit 
+5V / 0V.
- High oder Low bei Überschreiten von +1V oder Unterschreiten von -1V? 
Bei zwei Ausgängen könnte das auch egal sein, wenn es anschließend von 
einem µC verarbeitet wird. Davon hängt aber die Beschaltung ab.

Vielleicht wird es dir klarer, wenn du mal alle Versorgungsspannungen um 
5V anhebst. Dann hast du nur noch 0V, 10V als Versorgung und die zwei 
Eingänge, die bei 4V und 6V was bewirken sollen.

von Holger H. (Gast)


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HildeK schrieb:
> - High oder Low bei Überschreiten von +1V oder Unterschreiten von -1V?
> Bei zwei Ausgängen könnte das auch egal sein, wenn es anschließend von
> einem µC verarbeitet wird. Davon hängt aber die Beschaltung ab.

Ich möchte bei überschreiten von -1V also z.B. -0.99V eine 1 ausgeben. 
Dazu würde ich den negativen Eingang auf -1V setzen und an den positiven 
den Eingang. Beim zweiten Komparator wird dann der negative Eingang auf 
+1V gesetzt und ebenfalls an den positiven der Eingang. Die 
Eingangsspannung kann eben im gesamten +-5V Bereich sein. Daher würde 
ich sagen beide Komparatoren müssen mit +-5V versorgt werden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite



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Holger H. schrieb:
> Daher würde ich sagen beide Komparatoren müssen mit +-5V versorgt werden.
Wenn das dein logischer Schluss ist, dann mach das. Wie ich gezeigt 
habe, geht es aber auch mit einer unipolaren Versorgungsspannung z.B. 
5V.
Dazu müsste man einfach nur den Spannungsbereich von +-5V auf z.B. 0..4V 
abbilden und dann die Schaltschwellen auf 1,6V aund 2,4V legen.

Ich hab die Berechnung der Widerstände und die Simulation mal 
angehängt...


> Ich möchte bei überschreiten von -1V also z.B. -0.99V eine 1 ausgeben.
Das macht der Vout_m1V. Und bei +1V geht der Vout_p1V dann ebenfalls auf 
high.

: Bearbeitet durch Moderator
von Johannes F. (emitterfolger)


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Holger H. schrieb:
> Ich möchte bei überschreiten von -1V also z.B. -0.99V eine 1 ausgeben.

Deine „1“ bedeutet 5 V, vermute ich mal. Und was soll deine „0“ sein – 
Masse oder −5 V? Das wäre auch noch interessant, wie HildeK oben schon 
schrieb.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tja, so ist das, wenn jemand unbedingt seine Problemlösung beschreiben 
und umsetzen will, anstatt dass er einfach nach einer Lösung für das 
eigentliche Problem fragt.

Woher kommen die +-5V, wie schnell ändern die sich und welche 
Information steckt in diesen Schaltschwellen von -1V und +1V? Wenn man 
die -1V und +1V erkennt und unterschieden kann, was soll mit dieser 
Information angefangen und letztlich angesteuert werden?

Beitrag #7214184 wurde von einem Moderator gelöscht.
von HildeK (Gast)


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Holger H. schrieb:
> Ich möchte bei überschreiten von -1V also z.B. -0.99V eine 1 ausgeben.

Ich nehme mal an, dass die (logische) '1' den Pegel +5V haben soll und 
vermutlich die '0' dann 0V bzw. GND.
Dann nimm den Vorschlag von Lothar M.!

Perlen vor Säue schrieb im Beitrag #7214184:
> Jeder normale Leser versteht: Die +/- 5Volt stellen die Betriebsspannung
> für die Komparatoren dar -und die ändert sich naturgemäß weder schnell,
> noch überhaupt!

Jeder normale Leser hat verstanden, dass sich auch das Eingangssignal 
zwischen -5V und +5V bewegen kann (steht ja auch im Eröffnungspost) und 
bei den Schwellen ±1V etwas geschaltet werden soll.
Da ist die Frage nach der Flankensteilheit der Eingangssignal doch 
zulässig!

Beitrag #7214211 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7214218 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Holger H. (Gast)


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Johannes F. schrieb:
> Deine „1“ bedeutet 5 V, vermute ich mal. Und was soll deine „0“ sein –
> Masse oder −5 V? Das wäre auch noch interessant, wie HildeK oben schon
> schrieb.

1 bedeutet 5V und 0 GND. Ich habe mich für den LT1715 entschieden.

von Günter Lenz (Gast)


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von Holger H. schrieb:
>Ich muss aber das Fenster zwischen -1V und +1V erkennen

Dann schau hier zum Thema Fensterkomparator:

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/wincst.htm

von Johannes F. (emitterfolger)


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Holger H. schrieb:
> Ich habe mich für den LT1715 entschieden.

Interessant, ein 150-MHz-IC, Kostenpunkt rund 15 EUR bei digikey …
Weckt bei mir angesichts der Fragestellung irgendwie den Verdacht von 
„mit Kanonen auf Spatzen geschossen“ ;-)

Beitrag #7214417 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Johannes F. (emitterfolger)


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Doppelwums mit grüner Gurke+extra Senf schrieb im Beitrag #7214417:
> Wenn "L" tatsächlich Null Volt statt -5 V gegen GND sein sollte,

Holger H. schrieb:
> 1 bedeutet 5V und 0 GND.

Doppelwums mit grüner Gurke+extra Senf schrieb im Beitrag #7214417:
> wird sich der TO schon mit einer 5,1V-Zdiode zu helfen wissen.

Mir schwebt da eher eine 1N4148 vor:
Komparator-Ausgang (±5V) — R (1k?) — * — Ausgang
                                     |   (5V oder −0,6V)
                           1N4148    — K
                                     ^ A
                                     |
                                GND ———
Wozu braucht es da eine Z-Diode?

Beitrag #7214458 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Dennis E. (Gast)


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Da ihr jetzt schon wisst, welcher IC benutzt wird würde euch ein Blick 
ins Datenblatt verraten, dass der LT1715 einen Logikausgang hat uns auf 
Masse bezogen ist. Dafür hat der nämlich extra einen GND Eingang.

Komparatoren haben immer einen propagation Delay und vielleicht soll der 
möglichst gering sein. Gibt ja durchaus Anwendungen, die sowas brauchen 
aber was sag ich euch das. Sowas wisst ihr ja alles.

von Johannes F. (emitterfolger)


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Dennis E. schrieb:
> Da ihr jetzt schon wisst, welcher IC benutzt wird würde euch ein Blick
> ins Datenblatt verraten, dass der LT1715 einen Logikausgang hat uns auf
> Masse bezogen ist. Dafür hat der nämlich extra einen GND Eingang.

Gut

Dennis E. schrieb:
> Komparatoren haben immer einen propagation Delay und vielleicht soll der
> möglichst gering sein. Gibt ja durchaus Anwendungen, die sowas brauchen
> aber was sag ich euch das. Sowas wisst ihr ja alles.

„Vielleicht“ trifft es ziemlich gut – davon war nämlich von Seiten des 
TO bisher keine Rede. Mir ging es vielmehr um die Kombination der vagen 
Fragestellung, die auf einen Anfänger in Sachen OpV-Anwendung schließen 
lässt, und der Wahl eines schnellen und teuren High-End-Komparators, was 
für mich irgendwie nicht zusammenpasst.

von Wolfgang (Gast)


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Holger H. schrieb:
> Ich möchte bei überschreiten von -1V also z.B. -0.99V eine 1 ausgeben.
> Dazu würde ich den negativen Eingang auf -1V setzen und an den positiven
> den Eingang. Beim zweiten Komparator wird dann der negative Eingang auf
> +1V gesetzt und ebenfalls an den positiven der Eingang. Die
> Eingangsspannung kann eben im gesamten +-5V Bereich sein. Daher würde
> ich sagen beide Komparatoren müssen mit +-5V versorgt werden.

Deine Darstellung gewinnt nicht unbedingt an Klarheit, wenn du die 
Aufgabenstellung mit deiner vermeintlichen Lösung vermischt.
Zeige ein Diagramm, wo die gewünschte(n) Ausgangsspannung(en) in 
Abhängigkeit von der Eingangsspannung aufgetragen ist/sind. Meist ist es 
bei  Schwellwerterkennungen sinnvoll, eine Hysterese einzubauen, damit 
auch in der Nähe der Schwellwerte ein stabiles Signal ausgegeben wird.

von jens (Gast)


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oder so

Beitrag #7214824 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger H. schrieb:
> Ich habe mich für den LT1715 entschieden.
Basierend auf welchen Voraussetzungen?

Hast du bereits für andere Schaltungsteile eine negative Spannung in 
deiner Schaltung oder musst du die extra für den ausgewählten Komparator 
erzeugen?

jens schrieb:
> oder so
Der LTC kann zwar "beyond both rails", aber der Common Mode Voltage 
Range geht nur bis Vee-0,2V. In deiner Schaltung geht der Eingang aber 
bis auf -1,9V runter. Auch wenn die Simulation funktioniert: in der 
Praxis kanns seltsame Effekte geben...

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


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Johannes F. schrieb:
> Interessant, ein 150-MHz-IC, Kostenpunkt rund 15 EUR bei digikey …
> Weckt bei mir angesichts der Fragestellung irgendwie den Verdacht von
> „mit Kanonen auf Spatzen geschossen“ ;-)

Atombomben auf Bakterien!

Beitrag #7215372 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Holger H. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Nur nochmal zur Veranschaulichung, ob das bei Komparatoren mit +-5V 
Supply prinipiell geht.

von Falk B. (falk)


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Holger H. schrieb:
> Nur nochmal zur Veranschaulichung, ob das bei Komparatoren mit +-5V
> Supply prinipiell geht.

Ja, aber ein Fensterkomparator ist anders verschaltet.

von Johannes F. (emitterfolger)


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Wozu sind die „RES“-Widerstände? Für eine Hysterese? Dann müssen sie 
aber an die Plus-Eingänge. So wie eingezeichnet werden es eher 
Oszillatoren …

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