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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungspegel anheben ~1,4V -> 5V(TTL)


Autor: Lightning (Gast)
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Hallo Leute,

Wie der Titel des Beitrags schon teilweise verrät habe ich
das Problem ein Datensignal mit einer Spannung von ca. 1,4V
auf den TTL-Pegel(5V) anzuheben damit ich es mit dem µC(AVR)
auswerten kann.
Da der Datenport nur ca. alle 20ms ein Byte sendet kommt
es nicht wirklich auf eine extrem schnelle Lösung an.

Ich habe es schon mit verschiedensten OPV's und
Pegelwandlermethoden (74HC126,...) versucht.
Jedoch kam beim µC nie das an was eigentlich sollte.
Ich habe sogar zeitweise daran gedacht das Signal
einfach mit dem ADC des µC einzulesen, was mir dann
aber für dieses Vorhaben als etwas zu aufwändig erschien.

Vieleicht weiß einer von euch noch eine Lösung denn ich
bin langsam mit meinem Latein am Ende.


Gruß Lightning

Autor: Axel Krüger (axel)
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Wo liegt das problem mit einem OPV?  z.b. single supply lm358 ...

Alternativ 1x pnp und 1x npn Transistoren entsprechend als Schalter 
benutzen.

gruß axel

Autor: Axel Krüger (axel)
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hier..

Autor: Falk Brunner (falk)
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Nimm den Analogkomparator.

Autor: Ben .. (lightning)
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Also ich hab jetz Alles, mir bekannte, durch:

OPV (Verstärkerschaltung, Comparator, Impedanzwandler, etc.)
[LM358, LM324, LM741]
OPV mit vorgeschaltetem LP-MOSFET
Transistorschaltungen u. Amp's. [BC548, BC547, BC558, BC548, BC237, 
BC307]
MOSFET - Schaltungen jeglicher Art

...und es funktioniert immer noch nicht.

Ich weiß mir nichtmehr zu helfen. Das Datensignal kommt von einem 
Digitalen Messchieber und mein Logic Analysator kann das wunderbar 
auslesen nur ich bekomm den dämlichen ca. 1,4V-Pegel (Versorgung durch 
einfachen Spannungsteiler und nicht die Batterie) nicht auf einen für 
den AVR(L) verwendbaren 5V(3V) Pegel.

Die Bauteile die oft bei solchen "Basteleien" mit den Messchiebern 
verwendet werden habe ich leider nicht hier und will ich mir auch
nicht unbedingt zulegen da der Großteil sowiso OPV-Schaltungen sind.

Das Merkwürdige ist, dass das CLOCK-Signal relativ gut dargestellt wird
(bis auf einige Verzerrungen der einzelnen Perioden) nur das Datensignal
kommt entweder Bruchstückhaft oder garnicht an.

Vieleicht weiß noch jemand eine Lösung ansonsten muss ich mir
mal ein paar verschiedene Messschieber zulegen und deren Datensignal
genauer untersuchen. Vieleicht ist meiner ja ne dumme Ausnahme mit
nem total schlechten Datenbus :)

Auf jeden Fall danke für jeden Beitrag!

Gruß
Lightning

Autor: Ben .. (lightning)
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So habs geschafft.

Autor: BigWumpus (Gast)
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Toller Beitrag... hast nur vergessen dabeizuschreiben WIE du es 
geschafft hast !!!

Autor: Ben .. (lightning)
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Habs nochmal mit den alt hergebrachten Methoden probiert
nur diesmal mit nochmals anderen OPVs wobei der LM393N
den Test auch gut bestanden hat.

(1) Impedanzwandler mit empfindlicherem OPV.
(2) Comparator (1,4V auf ~4,5V-5V)
(3) 3 State-Buffer (relativ sauberer 5V TTL pegel)

 DATA/CLK --> (1) --> (2) --> (3) --> AVR

Was man bei der Beschaltung beachten muss ist je nach
dem welchen OPV Eingang man beim Comparator nimmt die
Ausgangssignale bekanntlich auch invertiert sein können.

Autor: yalu (Gast)
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> DATA/CLK --> (1) --> (2) --> (3) --> AVR

Das sieht nicht unbedingt nach der allereinfachsten Lösung für das
Problem aus, aber durch das dreistufige Bollwerk wird der AVR sicher gut
vor Spannungsspitzen am Eingang geschützt (obwohl es auch dafür
einfachere Möglichkeiten gibt) ;-)

Ein einzelner Komparator (oder Schmitt-Trigger, je nach Qualität des
Eingangssignals) hätte IMHO gereicht. Und wenn du den im AVR eingebauten
noch nicht anderweitig verbraucht hast -> s. Beitrag von Falk.

Autor: Ben .. (lightning)
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Nun das mit dem Schmitt-Trigger habe ich jetzt mit den neuen
OPV's noch nicht versucht, mit den alten aber schon. Ging irgendwie
auch nicht so richtig.

Nun meine Beschaltung beinhaltete den Buffer nur in der ersten Version. 
Wenn man dementsprechend genaue Metallfilm-Widerstände nimmt um den 
Comparator zu beschalten, kommt man ziemlich genau auf die 5V.
Bei mir sind es momentan etwa 4,9V was völlig ausreichen sollte.
Worauf ich jedoch nicht verzichten kann ist der Impedanzwandler, da
das Ausgangssignal so wenig Leistung bringt, dass nicht enimal ein
herkömmlicher LM324 oder LM741 etwas damit anfangen kann.

An den Comparator im AVR habe ich auch schon gedacht, leider brauche
ich schon für nur ein Gerät zwei Comparatorbeschaltungen was die Lösung
mit externer Hardware stark verbilligt.

Autor: Dennis Reichenbach (reiden)
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Entschuldigt das OT, aber mich würde mal brennend interessieren mit 
welchem Programm axel die Simmulation gemacht hat. Sieht nach was 
SPICE-mäßigem aus, aber was genau?

Autor: Ben .. (lightning)
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@Dennis

Das Programm welches Axel da benutzt hat nennt sich Multisim
und gehört zur NI Design Suite.

Autor: yalu (Gast)
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Ben .. schrieb:

> Worauf ich jedoch nicht verzichten kann ist der Impedanzwandler, da
> das Ausgangssignal so wenig Leistung bringt, dass nicht enimal ein
> herkömmlicher LM324 oder LM741 etwas damit anfangen kann.

Das heißt, die Quelle ist so hochohmig, dass der Eingangsstrom des LM324
(max. 250nA) stört? Der Ausgangswiderstand der Quelle müsste dann ja im
MΩ-Bereich liegen, und das bei einer Datenquelle?

Was ist denn das für eine komische Datenquelle? Falls es sich um eine
IR-Übertragung handelt, bei der eine Fotodiode und ein großer Widerstand
als Spannungsteiler geschaltet sind: Dafür gibt es i.Allg. bessere
Lösungen, z.B. in Form eines Strom-Spannungs-Wandlers. Ein solcher lässt
sich sicher mit dem OPV aufbauen, denn du aktuell als

> (1) Impedanzwandler mit empfindlicherem OPV.

einsetzt. Alternativ könntest du diesen empfindlichen OPV auch direkt
als Komparator schalten, um den

> (2) Comparator (1,4V auf ~4,5V-5V)

einzusparen. Und den

> (3) 3 State-Buffer (relativ sauberer 5V TTL pegel)

kannst du ebenfalls weglassen. Ein High-Pegel der zwischen 4,5V und 5V
schwankt, ist sauber genug, da die (obere) Schaltschwelle der AVRs bei
etwa 1,8V liegt (bei VCC=5V), so dass bis zu den 4,5V noch viel Luft
bleibt.

Autor: Ben .. (lightning)
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Gesagt getan, nun hängt das Signal direkt am Comparator
und der Buffer ist sowiso schon weg.
Es funktioniert ohne nennenswerten Unterschiede.
Vielen Dank yalu.

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