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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Datenübertragung von Analogwerten über digitalen Optokoppler


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo

Ich suche nach einer sehr simplen und kostengünstigen Möglichkeit ein 
Analogsignal über einen Optokoppler zu übertragen. Das ganze nach 
Möglichkeit halbwegs genau. Aber möglichst ohne teuren 
Analogoptokoppler.
Auf der Seite http://www.iem.ing.tu-bs.de/paper/2004/hin_04.htm habe ich 
eine Schaltung gefunden, die mir potentialgetrennt einen Analogwert über 
eine Modulierung des Analogsignals in ein pulsphasenmoduliertes Signal 
übertragen soll. Ich habe jedoch Verständnisprobleme bei dieser 
Schaltung.
So wie ich sie mir erkläre wird das Eingangssignal Impedanzgewandelt und 
je nach Bedarf verstärkt. Dieses Signal wird über den Tiefpass aus R5 
und C1 gefiltert. Den Widerstand R7 sehe ich als Entladewiderstand für 
C1. Der IC1B geht je nach Differenz an den + und – Eingängen in die 
positive Sättigung oder auf sein negatives Rail, in diesem Fall 0.Die 
Schaltung aus IC2A, IC2B, IC3A und IC3B scheint ein 
Präzisionsschmittrigger zu sein. Hier habe ich schon ein Problem. Muss 
die Spannung an IC2B nicht auch +100mV sein? Ansonsten würde die 
Spannung an Pin7 immer grösser sein als an Pin 6 und der Komparator 
würde ständig im positiven Anschlag verbleiben.
Das Ausgangssignal aus diesem Schmittrigger wird verwendet um über das 
Zeitglied aus R6 und C2 den Komparator IC1B umzuswitchen.
Die Spannung an C2 müsste sich demnach immer um die Hystere von 200mV um 
den Wert der Eingangsspannung bewegen.
Aber wie soll man bei diesem Prinzip einen Signal erhalten, das dem 
Analogwert entspricht? Müsste das Puls, Pause Verhältnis nicht immer 
dasselbe sein, nämlich die 200mV Hysterese?
Ich hoffe jemand kann mir helfen, ich bin langsam mit meinem Latein am 
Ende.

Vielen Dank Thomas

Autor: Olaf (Gast)
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> Ich hoffe jemand kann mir helfen, ich bin langsam mit meinem Latein am
> Ende.

Ich hab jetzt auch keine Lust die Schaltung mit Tiefenwirkung zu
durchdenken, aber so auf Anhieb wuerde ich erwarten da sie
aus einem Dreieckgenerator besteht der ein PWM Signal erzeugt.

Vorteil: Schoen linear.

Nachteil: Schneller Optokoppler noetig, ordentlich Dreck in der 
Schaltung,
          weiter Abstand von fg zu fs notwendig oder aufwendige Filter.

Wenn man geizig ist und die Ansprueche geringer dann kann man
sich so einen analogen Koppler mit zwei Optokoppler nachbauen.
Du musst dann einen Ausgang in die Rueckopplung eines OPs uebernehmen
um den Koppler zu linearisieren.
Das ganze beruht auf der Annahme das zwei gleich Optokoppler, besonders
wenn sie in demselben Gehaeuse sind, sich schon aehnlich genug sind.

Ich wuerde die Schaltung so wie sie auf deiner Seite angeben ist nur
benutzen wenn man wirklich grosse Potentiale ueberbruecken muss die
man innerhalb eines Kopplers nicht schafft. Deshalb wird da ja
auch Lichtleitkabel verwendet.

Olaf

Autor: Klaus R. (klaus2)
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...und bei dem Aufwand fragt es sich, was so ein analoger Koppler 
eigentlich kostet? Spg zu Frequenz Bausteine gibts es "easy to use" zB 
von National. Über die Genauigkeit der Selbstbaulösung muss man aber 
nochmal reden :)

Klaus.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Das ganze nach Möglichkeit halbwegs genau.
Wie genau ist denn der halbe Weg?
Welcher Spannungsbereich?
Unipolar/Bipolar?

> Analogsignal über einen Optokoppler...
Die vorgeschlagene Schaltung ist toll für die Übertragung über einen 
LWL. Aber im Endeffekt auch nicht soooo viel billiger als ein IL300 + 
Drumrum. Denn du brauchst in jedem Fall einen schnellen Optokoppler, 
sonst bekommst du einen Offset in die Ausgangsspannung.

Autor: Katzeklo (Gast)
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Also ich kann hcnr201 empfehlen, die kosten um die 4€ und man kann damit 
sehr genau übertragen.

Autor: Gast (Gast)
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delta sigma wandler und irgendein optokoppler? und dann wieder ein dac 
von der selben sorte?

Autor: Falk Brunner (falk)
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Für "normale" Ansprüche sollte auch ein normaler digitaler Optokoppler 
linear genug sein, umd die Daten direkt analog zu übertragen.

MFg
Falk

Autor: Klaus R. (klaus2)
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"hcnr201 empfehlen, die kosten um die 4€"

Damit wäre der Drops dann gelutscht.

Zumindest mit: 
http://www.avagotech.com/assets/downloadDocument.do?id=29961

Klaus.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Für "normale" Ansprüche sollte auch ein normaler digitaler Optokoppler
> linear genug sein, umd die Daten direkt analog zu übertragen.
Ja, kann ich bestätigen: ich habe die Schaltung aus dem IL300 DB mit 
einem ordinären Dual-OK (LTV826) aufgebaut. Die LEDs in Reihe, fertig 
die Laube.

Autor: Katzeklo (Gast)
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Anstatt LM158 etwas bezahlbares (TLC271 für 0,5€)...
Genauigkeit kostet halt (leider) immer etwas Geld.

Der OP wollte ja ursprünglich extra keinen teuren Analog-Optokoppler. 
Ich wollte ja auch nur darauf hinweisen, das es sehr gute schon für 4 
(in Stückzahlen 2) Euros gibt, das wird dann weniger aufwändig als obige 
Schaltung.
Die Schaltung in der Appnote (aber mit TLC271) ist sehr genau und 
langzeitstabil.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Du kannst als Sender eien U/F-Wandlerbaustein nehmen, als Empfänger 
wieder von F nach U wandeln. Da gibt's einen 4000er Baustein, der das 
kann.
Die Frequenz wird dann per Optokoppler übertragen.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo und danke erstmal an alle

Leider kommt bei mir wie im ersten Beitrag geschrieben kein analoger 
Optokoppler in Frage. Die Gründe sind zum einen der Preis und zum 
anderen der nötige Abgleich. Das Prinzip einen IL300 selbst aus 2 
Optokopplern aufzubauen finde ich aber trotzdem klasse.
Ich werde jetzt meinen Analogwert in ein PWM Signal umwandeln und das 
über einen digitalen Optokoppler übertragen. Geht einfach mit einem 
simplen Dreieck-Rechteck Generator.
Interessant wäre es trotzdem zu wissen, wie die Schaltung im ersten Post 
funktioniert und warum ich damit keinen Erfolg hatte.

MFG Thomas

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Statt eines IL300 zwei Optokoppler zu verwenden, ist relativ ungenau.
1. Keine Wärmekopplung --> Temperaturdrift
2. Sind die Optokoppler nicht paarweise ausgesucht, ist unter 1-2 % 
Messfehler zu kommen fast unmöglich.

Noch besser als IL300:
Einen galvanisch getrennten AD-Wandler. Zur Versorgung einen 
DC/DC-Wandler mit +/- 5 Volt. Die Datenübertragung per Optokoppler. 
Statt des AD-Wandlers auf der Primärseite könnte man ja auch einen 
ATtiny nehmen.

Die Übertragung erfolgt per SPI -> 3 Optokoppler notwendig.

Oder per UART optisch den TTL Pegel übertragen, die andere Seite 
empfängt nur. Dadurch wäre nur 1 Optokoppler notwendig. Ob dieser Weg 
möglich ist, kommt auf die äußeren Umstände an.

Autor: Olaf (Gast)
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> 1. Keine Wärmekopplung --> Temperaturdrift

Es gibt Gehaeuse welche 2 oder 4 Koppler enthalten.

Olaf

Autor: Thilo M. (Gast)
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Wieso nicht über die Frequenz?
Nimm zwei Tinys (wenn's genau sein soll mit Quarz), die Frequenz per 
Optokoppler übertragen, Messen per ADC, Ausgabe per PWM und RC-Glied.

Die Auflösung wäre 10 Bit. Sollte eigentlich genügen.

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