Pegelwandler 0V/3,3V -> -24V/-12V

Fabian Gast #4009223
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Hallo,

bei meiner Halbbrücke (24V/-24V) benutze ich Treiber, die jeweils 12 V 
Spannung benötigen und das Eingangssignal von 3,3V-18V akzeptieren. Laut 
Datenblatt ist alles ab 1,8V high. Mein IC gibt mir zwei 3,3V Signale 
für die Treiber aus.
Ich brauche also zwei Pegelwandler:
-Von 0/3,3 zu -24V/-12V
-Von 0/3,3 zu 12V/24V

Diese habe ich nun mit jeweils einem NPN und PNP und Pull-ups bzw. 
-downs realisiert und funktioniert auch, jedoch ist sie irgendwie zu 
langsam, zumindest mit 1k als Basiswiderstand. Wenn ich den noch kleiner 
mache, wird die Lade- und Entladekurve nur unmerklich kürzer. Da ich 
jedoch gerne eine Steig- und Fallzeit um die 15ns hätte, passt das am 
Ende nicht mehr so ganz. Ich hatte die Schaltung mal mit BC639 und BC640 
ausgestattet, die das laut Datenblatt auch beherrschen.

Gibt es irgendeine bessere Art, das umzusetzen, am Besten ohne "lahme 
Widerstände"? Ich würde meine Konstruktion schon als RTL bezeichnen, was 
nicht gerade für seine Geschwindigkeit bekannt war :-)
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Fabian V. #4010022
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> Tja, ohne nähere Schaltungsbeschreibung könnte man Optokoppler
> empfehlen, wobei der allseits beliebte 6N137 mit 15ns allerdings schon
> ein Problem hätte.

Mit Optokopplern habe ich das schon mal ausprobiert, aber seltsamerweise 
ist das mit denen recht ähnlich. Das Ausgangssignal hat mit dem Rechteck 
am Eingang nur noch eine geringe Ähnlichkeit. Mit PWM-Freq. bis 100KHz 
geht es halbwegs, erzeugt jedoch ein komisches Pfeifen und leichtes 
Rauschen.

> Du müsstest vlt. noch erklären, an welcher Stelle
> und warum Du 15ns rise/fall benötigst bei einer +/-24V Brücke.
> Klingt etwas merkwürdig.

Die Brücke wird am Ende noch etwas erweitert, soll Audio ausgeben, 
ähnlich Class-D, nur soweit wie möglich digital verarbeitet. Nach dem 
ADC am Eingang kommt kein analoges Signal mehr irgendwo an und im DSP 
selbst wird der Klang an die Lautsprecher angepasst und weitere Features 
umgesetzt. Schutzschaltung, NT und Software sind schon zu großen Teilen 
funktionsfähig. Da der Verstärker als Hauptziel hohe Leistung hat (das 
NT kann 750W, wird noch erweitert), ist eine geringe Rise- und Falltime 
wichtig, aber auch eine kurze Deadtime für den Klang, die sich nur 
erreichen lässt, wenn auch die Rise- und Falltime der Signale für die 
Treiber klein ist. Bei einer Frequenz von 250KHz ist ein 50% Puls gerade 
mal 2000 ns. 15ns sind also überhaupt nicht wenig und im Moment sieht 
das Signal an den Treibern eher nach Kondensatorentladung aus und hört 
sich auch dementsprechend mies an. Ohne Pegelwandlung, mit 
ausschließlicher Steuerung der High-Side ist der Klang richtig gut, mit 
zugeschalteter Pegelwandlung aber deutlich dumpfer.

Schaltung:     +---------+
          24V -|         |-  12V
----+          | MCP1407 |
    | ----?----|         |---FET
    |          +---------+
MCU |
    |
    | ----?----+---------+
----+          |         |---FET
               | MCP1407 |
         -12V -|         |- -24V
               +---------+
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Harald Gast #4010044
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Ok, bei digitaler Audioendstufe ist die Forderung nachvollziehbar. Was 
hat die Analyse von kommerziellen Produkten ergeben? Wie machen die das?

Habe noch nachgesehen, 6N137 hat 12ns Risetime. Du schreibst, dass Du 
schon mit Optokopplern experimentiert hast.
Welche denn? Optokoppler != High-Speed-Optokoppler.
Aus dem 6N137 kommt bei 100kHz jedenfals ein "sauberer" Rechteck raus.

Und wenn es nicht reicht nimmt man eben keinen 10MBd Typ sondern einen 
50MBd.
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Fabian V. #4010072
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Ich habe jeweils einen 6n137 ausprobiert, aber irgendwas ist immer noch 
nicht ganz in Ordnung im Vergleich zu keiner Pegelwandlung. Es hört sich 
einfach nicht so "klar" an. Kann es an der leichten Verzögerung liegen, 
die ein Optokoppler mit sich bringt? Bei center-aligned PWM ist die 
Verzögerung ja etwas entscheidendes und ich meine gelesen zu haben, dass 
die Verzögerung von Rise und Fall jeweils unterschiedlich seien. Bei 
Optokopplern habe ich eine relativ feste Bandbreite, jedoch würde ich 
gerne auch mal mit der Freq. etwas höher gehen, was mit einer 
Transistorgeschalteten Pegelwandlung ja einfacher möglich sein sollte. 
Gibt es eine entsprechende Schaltung oder ist es vom Aufwand/Qualität 
her am Ende doch ratsamer, über Optokoppler zu gehen?
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