Current Loop - Schaltungsverstaendnis - Hilfe gesucht?

[Michael Guenther (Gast)]

Hallo zusammen,

ich habe gerade eine Schaltung fuer eine Current Loop (Stromschleife)
vor mir liegen, die relativ diskret aufgebaut ist und deren Sinn ich
noch nicht ganz verstehe. Eventuell koennte mir jemand unter die Arme
greifen?

Die Schaltung findet Ihr unter:

http://www.ixus-world.de/bilder/transmit.gif
http://www.ixus-world.de/bilder/receive.gif

Wenn ich mich nicht irre handelt es sich beim Empfaenger um einen
Schmitt-Trigger. Allerdings habe ich hier Probleme ihn zu berechnen.
Der Sender ist wohl eine einfacher Schallter mittels eines FET.
Sollte ich hier falsch liegen duerft ihr mich gerne berichtigen.
Irgendwie liegen bei mir die Grundlagen schon so lange zurueck, dass
ich Probleme habe die Schaltungen zu berechnen - was aber fuer das
Verstaendnis sehr wichtig waere. Eventuell kann mir hier jemand
helfen.

TxD und RxD kommen, bzw. gehen zum Mikrocontroller. Tx und Rx sind die
Verbindungen zur Aussenwelt und Vdd ist 12V.

Vielen Dank fuer Eure Muehen im Vorraus.

Gruss Michael

[Michael Guenther (Gast)]

Kurze Ideen meinerseits. Sollte etwas falsch sein bitte ich um
Korrektur. Vielen Dank.

zu receive.gif:
Ist es korrekt, dass ueber die Widerstaende R301 und R309 die
Schaltschwelle auf 9.8V eingestellt wird? Da der LM311 einen Open
Kollektor Ausgang hat wird der Ausgang entweder hochohmig oder auf GND
gezogen. Das muesste bedeuten, dass die Spannung an RxD bedingt durch
den Spannungsteiler R308,R310 entweder 0V oder 4.86V betraegt? Was
passiert bei einem Signal am Eingang Rx? Welche Aufgabe hat der
Widerstand R311?

zu transmit.gif:
Liegt an TxD ein Low Pegel muesste der FET sperren und der Strom ueber
den Ausgang Tx fliessen. Je nach Leitungswiderstand haette der Strom
die Groesse 12V/(R304||R305)=30mA oder weniger. Sobald an TxD ein Pegel
(z.B. 5V vom Mikrocontroller) anliegt muesste der FET durchschalten und
der Strom nach GND abfliessen?


Vielen Dank fuer Eure Muehen und Hilfe.
Gruss Michael

[Wolle (Gast)]

Das siehst du vollkommen richtig.
Wo ist das Problem ?

[Michael Guenther (Gast)]

Mir ist noch nicht ganz verstaendlich wie sich die Schaltung verhaelt,
wenn ich den Transmitter-Ausgang mit dem Reciever-Eingang verbinden
wuerde. Also sozusagen Senden + Empfangen.

Wenn ich vom Mikrocontroller auf TxD ein Signal gebe schaltet der FET
durch und zieht den Ausgang Tx und somit auch Rx (Sender mit Empfaenger
verbunden) auf GND. Am invertierten Eingang des LM311 ist dann also GND,
die Schaltschwelle von 9.8V wurde unterschritten und der Open Kollektor
Ausgang des LM311 wird nierderohmig, d.h. das Signal an RxD tendiert
gegen GND. Ist das richtig?

Welche Spanung stellt sich allerdings am invertierten Eingang des LM311
ein, wenn TxD auf Low ist, also der FET nicht durchschaltet und ein
Strom ueber Tx fliesst? Wie verhaelt sich der Komparator?

Welche Funktion hat der Widerstand R311?

Danke fuer Eure Hilfe.
Gruss Michael

[Rahul (Gast)]

Sinnvoll wäre es, wenn beim Anliegen einer 1 am TXD am RXD auch eine 1
erscheinen würde.
Tut es ja auch:
Wenn am invertierenden Eingang eine Spannung anliegt, die kleiner ist
als die am nichtinvertierenden, dann wird der Ausgang hochohmig bzw.
über R308 auf 12V angehoben.
Open Kollektor bedeutet ja nur, dass die positive Versorgungsspannung
(in Grenzen) freiwählbar ist.
Für die Hysterese, also den Abstand zwischen den Schaltschwellen ist
R311 verantwortlich.
R301 und R309 erzeugen die Referenzspannung, die etwa in der Mitte der
Hysterese liegt.
An dem Punkt, wo R301, R309 und R311 zusammentreffen, wird durch R311
ein Strom zugeführt, der zu einem weiteren Spannungsabfall im
Spannungsteiler führt.
Ist der Ausgangstransistor des OP niederohmig, liegt R311 parallel zu
R309. Der Spannungsteiler besteht dann aus R301 und dem
Ersatzwiderstand (R311 || R309) = 82,5kOhm.
Somit liegt die Schaltschwelle bei 9,47V.
Ist der Ausgangstransisitor hochohmig, liegt R311 in Reihe zu R308, und
die beiden parallel zu R301.
Es ergibt sich ein anderer Spannungsteiler und eine andere
Schaltschwelle.
(RE=21,06kOhm, USchalt = 9,9V)
Hysteresen setzt man ein, damit es bei Annäherung an den Schaltpunkt
nicht zu vielen (unkontrollierbaren) Schaltvorgängen kommt.

Auf der Leitung ansich herrscht in Bezug auf die Spannung invertierte
Logik: eine log. 1 wird durch 0V und eine log.0 durch 12V angezeigt.
Naja, je nach logischem Zustand fliesst Strom (FET durchgeschaltet;
log.1) oder eben keiner (log. 0)

Gruß Rahul

[Wolle (Gast)]

Wenn TxD = Low, dann ist der FET hochohmig und es stehen an Tx 12V oder
Vdd. Es fließt kein Strom, da auf der anderen Seite (über R306/307)
auch 12V oder Vdd ansteht. also stehen am (-)-Eingang vom LM 311 12V
an.
R311 ist eine Mitkopplung und sorgt dafür, dass der Komparator sicher
schaltet.

[Rahul (Gast)]

Hab ich doch gesagt.
Ich habe bloß noch die Schaltung erklärt. Schliesslich ging es im
anfänglichen Thread ja darum, dass Michael Probleme mit der
Schaltungsinterpretation hatte.

Gruß Rahul