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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Widerstand simulieren


Autor: Peter X. (vielfrass)
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Suche eine Schaltung bei der ein Microcontroller einen Widerstand 
einstellen kann.
Der Widerstandswert sollte so zwischen 100R und 20K veränderbar sein.
Der Widerstand sollte mit einem handelsüblichen Digitalmutimeter messbar 
sein.
Ein Anschluss des Widerstandes liegt auf Masse.
Die Spannung am Widerstand kann und darf bis zu +-12V betragen.

Erster Versuch war ein BS170 an einen Microcontroller mit Analog-Ausgang
mit 12 Bit Auflösung und 0-5V zu hängen. Schon nicht schlecht aber wenn 
das Digitalmultimeter andersrum gepolt wird ändert sich der angezeigte 
Wert.
Mit dem Komponetentester vom Hameg-Oszilloskop ist die Kennlinie stark 
unsymetrisch. Also nicht so gut.

Ein Motor-Poti würde wahrscheinlich gut funktionieren, ist mir aber zu 
mechanisch.

Eine Widerstandsdekade mit Relais die vom Microcontroller angesteuert 
werden ist mir bei 12 Bit Auflösung zu aufwändig, Präzisionswiderstände 
schwer erhältlich und teuer.

Hab ich das verständlich geschrieben?

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Es gibt beim Onkel Maxim elektronische Potentiometer vom Typ DS1666 in 
verschiedenen Abstufungen. Die lassen sich schön mit TTL-Pegel 
ansteuern.

Vielleicht nützt Dir das etwas?

MfG Paul

Autor: Peter X. (vielfrass)
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DS1666: Leider vertragen die nicht +- 12V

Autor: Gast (Gast)
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Vielleicht damit an nen FET?
oder gleich per DAC an den FET . . .

Autor: Peter X. (vielfrass)
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Mein erster Versuch war einen Microcontroller mit 12-Bit DAC mit einem 
FET zu verbinden. Leider ist die U-I Kennlinie stark unsymetrisch. Liegt 
unter anderem an der Reverse-Diode im MOSFET. Aber auch mit einem BF245 
und negativer Gate-Ansteurung war's nicht berauschend.

DS1666 habe ich garnicht erst probiert weil brauche +-12V 
Spannungsfestigkeit.

Autor: holger (Gast)
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>DS1666 habe ich garnicht erst probiert weil brauche +-12V
>Spannungsfestigkeit.

Wofür ?

Oder ist diese Frage genauso sinnvoll wie das hier ?

Beitrag "Halbleiter selber herstellen"

Autor: schnudl (Gast)
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wenn du sagst wozu du das ganze brauchst, könnte dir hier vielleicht 
sinnvoller geholfen werden. möglicherweise hast du dich verrannt und es 
geht sowieso anders viel einfacher.

Autor: 6632 (Gast)
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Schau dir mal die digital pots an. AD7376 hat +-15V, aber leider nur 128 
positionen, dh 7 Bit. Oder einen DAC mit externer Referenz und +-15V 
Speisung.
Eine wichtige Frage : Was ist die gewuenschte Bandbreite fuer das 
signal, was ist die gewuenschte Stellgeschwindigkeit.

Autor: Schlaumeier (Gast)
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>Ein Motor-Poti würde wahrscheinlich gut funktionieren, ist mir aber zu
>mechanisch.

Aaaaah, ja! Zu mechanisch. Ja, ne, schon klar. Was wäre denn weniger 
mechanisch? Ein Poti ohne Motor? Oder eine Piezosteuerung?

>Hab ich das verständlich geschrieben?

Gegenfrage: Verstehst du selbst, was du sagen willst, wenn du dir deinen 
Kram durchliest?

>Mit dem Komponetentester vom Hameg-Oszilloskop ist die Kennlinie stark
>unsymetrisch. Also nicht so gut.

Kipp dir mal einen Tintenfleck auf ein Blatt Papier. Er ist dir zu 
unsymmetrisch? Was tut man dagegen? Blatt zusammenfalten und wieder 
aufklappen! Ganz schön schlau, was?

Und was meinst du, wie die Kennlinie zweier antiparallel geschalteter, 
DAC-gesteuerter FETs aussieht? Und jetzt sag nicht, die ist dir zu 
unlinear, du wolltest nur Symmetrie.

Autor: Jurij G. (jtr)
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Wo ist denn das Problem? Er hat ein Digitalpoti gesucht, wusste aber 
kein Stichwort wonach er suchen soll, jetzt wo er es weiss kann er sich 
ja was raussuchen was seinen Anforderungen entspricht...

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Schlaumeier
>Und was meinst du, wie die Kennlinie zweier antiparallel geschalteter,
>DAC-gesteuerter FETs aussieht? Und jetzt sag nicht, die ist dir zu
>unlinear, du wolltest nur Symmetrie.

Wahrscheinlich meinst du zwei antiseriell geschaltete FET's ?
Lass mal einen Schaltungsvorschlag rüberwachsen.

;***********************************************************************

@Holger
>>DS1666 habe ich garnicht erst probiert weil brauche +-12V
>>Spannungsfestigkeit.

Wofür
>Wofür ?
>
>Oder ist diese Frage genauso sinnvoll wie das hier ?
>
>Beitrag "Halbleiter selber herstellen"

1. Ich will hier natürlich nicht meine Applikation verraten, meine Frage 
war ja einfach nur: "Wie kann ich elektronisch einen Widerstand 
simulieren, welche Möglichkeiten habe ich". Wofür ich den haben will 
kann dir doch egal sein.

2. Mein Beitrag "Halbleiter selber herstellen" (OFFTOPIC) ist sehr 
sinnvoll. Nix gebastelt, nix gelernt.
;********************************************************************

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Na dann...

Die Lösung ist: zwei Fets verwenden.

Genauen Schaltplan können wir dir natürlich nicht verraten, aber eine 
Antwort hast du jetzt.

Autor: Sebastian (Gast)
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Und mit Relais, die binär abgestufte Widerstände überbrücken? 
Widerstandsdekade sozusagen. Macht man wirklich in der Meßtechnik.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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>"Wie kann ich elektronisch einen Widerstand
>simulieren, welche Möglichkeiten habe ich".

Evtl. mit Fototransistor, LDR, Fotodiode ... und Lichtquelle.

MW

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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könntest du mit einer dividier-schaltung spannung und strom über einer 
fet-widerstand-reihenschaltung teilen (ist bei einem ohmschen widerstand 
ja konstant) und das ergebniss mit einer referenz auf einen opamp geben, 
der den fet steuert?

Autor: Geheimdienst (Gast)
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>Wahrscheinlich meinst du zwei antiseriell geschaltete FET's ?

Wenn die FETs gleiche Kennlinien aufweisen, ist das sowas von egal, ob 
antiparallel oder antiseriell

>Lass mal einen Schaltungsvorschlag rüberwachsen.

>1. Ich will hier natürlich nicht meine Applikation verraten, meine Frage
>war ja einfach nur: "Wie kann ich elektronisch einen Widerstand
>simulieren, welche Möglichkeiten habe ich". Wofür ich den haben will
>kann dir doch egal sein.

Wir wollen hier natürlich nicht unsere Schaltpläne rüberwachsen lassen, 
die Antwort war ja einfach nur: "antiparallele FETs". Wie das geht, kann 
dir doch egal sein.

>2. Mein Beitrag "Halbleiter selber herstellen" (OFFTOPIC) ist sehr
>sinnvoll. Nix gebastelt, nix gelernt.

Ja das merkt man. Dann fang mal an zu basteln, und wenn du was gelernt 
hast, unter anderem Höflichkeit, darfst du einen erneuten Antrag auf 
Anfängerbetreuung stellen.

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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Hallo,

also einen Widerstand zu simulieren, ist eine extrem anspruchsvolle 
Angelegenheit, vor allem, wenn die Schaltung sich in weiten Bereichen 
der anzulegenden Spannung (und auch der Frequenz!) wie ein idealer 
Widerstand verhalten soll und dieser auch noch hochgenau und mit 
geringer Temperaturdrift sein soll. Nicht umsonst sind Geräte von 
Burster (z. B.) nicht für ein Taschengeld zu haben.

Die geschaltete FET-Variante erscheint mir noch am akzeptabelsten. Da 
ist der Widerstand recht genau, temperaturstabil, aber halt quantisiert.

Gruß

Dieter

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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Hallo,

nebenbei noch eine Frage: Wenn Du schreibst, der Widerstand soll mit 
einem Multimeter gemessen werden können, ist es vielleicht nicht nötig, 
einen bestimmten Widerstand einstellen zu können, sondern nur 
kontinuierlich zw. 100R und 20k zu sweepen. Ist das so? Falls ja, gäbe 
es schon einfache Lösungen.

Gruß

Dieter

Autor: Peter X. (vielfrass)
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Binär Abgestufte Widerstände sind mir leider zu schwer beschaffbar.
Eine andere Lösung die ich auch schon in Erwägung gezogen habe:
Anstelle von binärer Abstufung
50,100,200,300,300,
1000,2000,4000,8000

100, 1000 und 2000 Ohm habe ich mit 0.1% in meiner Bastelkiste.
Mit dieser Lösung sind dann Widerstandswerte zwischen 10 und 15950 Ohm 
in 50 Ohm Schrittweite darstellbar. Was für meine kleine Bastellei schon 
ausreichen würde.

Gibt's noch andere Lösungen?

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Dieter Stotz

>Hallo,
>
>nebenbei noch eine Frage: Wenn Du schreibst, der Widerstand soll mit
>einem Multimeter gemessen werden können, ist es vielleicht nicht nötig,
>einen bestimmten Widerstand einstellen zu können, sondern nur
>kontinuierlich zw. 100R und 20k zu sweepen. Ist das so? Falls ja, gäbe
>es schon einfache Lösungen.


Genau, ich will nur verschiedene Widerstände zwischen 100R und 20k 
einstellen können. Laß doch mal eine kleine Schaltplan-Skizze 
rüberwachsen.

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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Hallo,

es gibt keinen fertigen Schaltplan, nur eine Idee, falls Dir das 
weiterhilft: Man nehme einen steuerbaren Widerstand z. B. Fotowiderstand 
oder auch eine Feldplatte. Bei ersterem ist der Hub sicherlich 
ausreichend, bei der Feldplatte müsste man schauen. Das sind jedenfalls 
beides Widerstände, die sich auch für AC-Signale weitgehend wie 
Widerstände verhalten.

Ansonsten würde ich die digitale Option weiterverfolgen, falls 
definierte bzw. vorher festgelegte Werte zu realisieren sind.


Gruß


Dieter

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Dieter Stotz:

Hallo LDR ist eine wirklich gute Idee, man müsste das wahrscheinlich 
zweimal aufbauen um eine Gegenkopplung zu ermöglichen.

Mit Feldplatten habe ich noch nie experimentiert, mal googeln...

;*********************************************************************

@Geheimdienst:

Die MOSFETS BS170 (N-Kanal) und BS250 (P-Kanal) haben leider eine 
Reverse-Diode drin. Deshalb kommt für Antiprallel/Antiseriell nur 
Serienschaltung in Frage.

BF245 kenne ich nur in einer Polarität.

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Geheimdienst
>Das ist zwar Schwachsinn, aber mach mal weiter, wie du es für richtig
>hältst.

>Dafür möchte ich dir umso herzlicher danken, dass du mir die Augen
>geöffnet hast, dass die Schaltungen, die ich seit Jahren erfolgreich
>verwende, nicht funktionieren, per Definition eines einzelnen
>Vielfraßes.


Dann sieh dir einfach mal die Datenblätter des BS170 und BS250 an.
In diesen Bauteilen ist eine Reverse-Diode drin, die kannst du nicht 
wegdiskutieren. Die Reverse-Diode wird ab der üblichen 0.6V leitend wenn 
der Transistor invers betrieben wird.

Work around währe also, zwei gleichartige solche Transistoren so in 
Reihe zu Schalten, das immer eine der beiden Reverse-Dioden sperren 
kann.

Ich würde diese Schaltungsart in Anlehnung an die Antiparalellschaltung 
als Antiseriell bezeichnen.

Ich erwarte auch keine farbigen Schaltpläne, aber eine kleine Handskizze 
sagt mehr als tausend Worte.

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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Hallo,

bei MOSFETs wird es diese Diode immer geben. Bei J-FETs nicht, 
allerdings werden die i. a. auch nicht so niederohmig.

Die Gegenkopplung mit LDRs wird nicht gehen, da man sie nie so gematcht 
bekommt. Ich dachte, Dir sei es nicht wichtig, exakte Widerstandswerte 
zu steuern, solange Du sie wenigstens genau bestimmen kannst.

Antiparallele MOSFETs bringen für diesen Zweck natürlich nichts.

Gruß

Dieter

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Wenn der Widerstand eh gegen GND geschaltet ist, nimm doch nen AVR der 
einfach sein Ports auf Eingang schaltet, und den Wert der "aktiv" sein 
soll auf GND zieht mit seinem PORT...

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Läubi Mail@laeubi.de wrote:
> Wenn der Widerstand eh gegen GND geschaltet ist, nimm doch nen AVR der
> einfach sein Ports auf Eingang schaltet, und den Wert der "aktiv" sein
> soll auf GND zieht mit seinem PORT...

Das wiederum geht wg. den +/- 12V und den Schutzdioden im AVR nicht...

Autor: Anonymous (Gast)
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MAX5436 (50kΩ)
MAX5438 (100kΩ)

±15V, 128-Tap, Low-Drift Digital Potentiometers
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX5436-MAX5439.pdf

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Und die MAX5436ff gehen ned, weil 12Bit gefragt waren.

Wobei wir immer noch nix über die geplante Anwendung wissen... Ich 
vermut mal: die ist so peinlich dass er es besser nicht verraten will, 
z.B. Frequenz von nem '555 einstellen...

Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo,

habe das gerade mit einem J176 (J-Fet, P-Kanal) gelöst. Die 
Symmetrierung der Kennline erreiche ich durch zwei OP's, die jeweils 
Drain und Source-Spannung bzgl. GND messen. Dann erfolgt eine 
Maximalauswahl aus diesen beiden Spannungen durch eine kompensierte 
Diodenschaltung. Die so ermittelte Spannung ist dann die gerade aktive 
Sourceseite des J-Fet (er ist ja symmetrisch). Auf diese Spannung wird 
dann die Steuerspannung mittels eines dritten OP's addiert. Somit ist 
die Widerstandseinstellung (und die Kennline des J-Fets) unabhängig vom 
Spannungsgefälle über dem J-Fet. funktioniert tadellos in einem Bereich 
von 10 Ohm .. 500k Ohm.

Gruss

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Witzbold !

10 Ohm an 12V sind bei mir ca. 1,2A. Das willst Du nicht wirklich in 
einem TO-92 verbraten ?????

Ich stimme meinen Vorredner zu ... er weiß nicht, was er will !

Autor: 6632 (Gast)
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Wer redet denn von Vollaussteuerung ueber den ganzen Bereich... was 
anderes... was ist denn die Bandbreite, die Bandbreite des Signals, und 
die Bandbreite der Widerstandseinstellung ?

Autor: Dieter Stotz (Gast)
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@Thorsten,

sehr interessantes Konzept. Für die Schaltung würde ich mich näher 
interessieren. Das einzig Nachteilige wird sein, dass die anliegende 
Spannung  sehr bandbegrenzt sein wird. Aber für niedrige Frequenzen wird 
es sehr exakt arbeiten.

Gruß

Dieter

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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6632 wrote:
> Wer redet denn von Vollaussteuerung ueber den ganzen Bereich...

Die Vorgaben des Original-Posters.

Autor: Thorsten (Gast)
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@Bernd Rüter,

ich rede nicht davon 10 Ohm an 12V zu legen, ich redete lediglich davon, 
dass es mit einem J-Fet mit diesem Konzept möglich ist den Widerstand 
von ca 10 Ohm bis zu 500 kOhm analog zu verstellen. Was Du damit dan 
anfängst ist Dein Problem.

@Dieter Stotz,

ich werde mal ein .pdf von der Schaltung erzeugen und dann uploaden. Mit 
der Bandbegrenzung hast Du natürlich recht. Ich nutze das für Signale im 
Bereich bis ca 50Hz.

Gruss

Autor: Peter X. (vielfrass)
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@Thorsten

Hallo, mit dem J176 P-Kanal usw. tolles Konzept. Die Schaltung würde ich 
gerne mal sehen, kann ich mir aber auch so schon vorstellen.

P.S. bevor tatsächlich noch jemand glaubt, ich wolle die Frequenz bei 
einem NE555 einstellen...

Ich versuche verschiedene Widerstandssensoren zu simulieren.
Unter anderem Temperatursensoren aber kein PT100 / PT1000.
Die Sensoren haben sehr stark gekrümmte 
Messgrösse/Widerstands-Kennlinien. Die Widerstandswerte liegen im 
Bereich von 100 Ohm bis knapp 20 kOhm.

Einem anderen Gerät "X" in das ich nicht eingreifen kann, darf und will, 
sollen funktionierende Widerstandssensoren vorgegauckelt werden.
Diese Illusion soll auch einer Untersuchung, bei der jemand die 
Verbindung zum Gerät "X" auftrennt und mit einem Digitalmultimeter den 
"Sensor" durchmisst, standhalten.
D.h. in beiden Richtungen soll der gleiche Widerstandswert angezeigt 
werden.

Autor: Philipp Co (ba4_philipp)
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Wenn der Widerstand ohnehin gegen Masse ist, wie wäre es dann mit einer 
Bootstrap Schaltung mittels OP?
Wird ein größerer Widerstand gewünscht hebt man das Potential auf einer 
Seite einfach an und der Strom der in die Schaltung hineinfließt wird 
kleiner und von aussen "erscheint" ein größerer Widerstand.

Autor: Wolfgang Metzler (Gast)
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@Alle:
Manchmal zeigen Eure Posts sehr deutlich, das Ihr nicht in der Lage seid 
über Euren digitalen, goldenen Tellerrand hinaus zu schauen.
Es gibt viele Anwendungen, wo ein spannungsgesteuerter Widerstand 
(analog mit  weit über "16bit" Auflösung) eine saubere Lösung darstellt, 
nicht nur zur Simulation von PT100x Sensoren, sonder z.B. zum Schutz von 
sehr hochohmigen Messeingängen, in verstellbaren Filtern, 
spannungsverstellbaren Verstärkern, in elektronischen Lasten oder 
Spannungsstabilisierung von Sinusoszillatoren. Ist alles auch in euren 
digitalen Chips eingebaut.

@Thorsten:
Starke Schaltung, könnte man auch mit zwei Depletion MOSFETs und einen 
photovoltaischem Optokoppler aufbauen, dann kann man hohe Ströme und 
Spannungen verarbeiten (Auch 12V/1,2A).
Und dann gibt es den LM13700 OTA mit denen man einen frei schwebenden 
Widerstand zwischen +/-12V (bei +/-15V Betriebsspannung) simulieren 
kann, der aber nur etwa 1mA Strom belastbar ist.

Gruß, Wolfgang

Autor: fast so (Gast)
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Weshalb der widerstand bipolar sein muss kommt irgendwie nicht durch. 
Fuer unipolaren einsatz, zur Simulation eines PT-widerstandes sollte ein 
FET genuegen.

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