Hallo zusammen, ich stehe vor der Aufgabe eine -15V Versorgung mit einem +3,3V ADC zu messen. Dabei soll überwacht werden, ob die Versorgung von -15V stabil ist oder nicht. Es gibt keine negativeren Spannungen im System. Ich wollte das wie folgt machen: Einen OP als invertierenden Spannungsfolger (sprich: invertierender OP mit Verstärkung 1) beschalten. Für die Versorgung des OPs möchte ich genau die -15 V verwenden, die ich auch messen will, da es keine weiteren negativen Spannungen im System gibt. Den OP selbst will ich mit Vss über eine 3,3V Zehnerdiode (mit Widerstand) beschalten, Vcc sollen die +3,3V sein (selbe Versorgung wie ADC). Sprich: Masse, 3,3V Zehner, VSS-Abgriff für OP, R zur Strombegrenzung, -15V Versorgung. Somit wäre der OP mit -3,3V und den normalen +3,3V versorgt. Über eine Spannungsteiler teile ich die -15V so hoch, dass am OP Eingang minimal -3,3V anliegen können. Dann die Invertierung über den OP und auf den ADC. Durch die Invertierung können bei einem Rail-to-Rail-OP entsprechend auch nur +3,3V anliegen, die dann zum ADC gehen. Aufgrund der Zehner-Referenz sollte der OP auch bei -15V Versorgungsschwankungen stabil bleiben. Wenn die -15V komplett zusammen brechnen gibt der OP 0V aus (wie er dann auch soll). Was haltet ihr von dieser Verschaltung? Vielen Dank Peter
>Wenn die -15V komplett zusammen brechnen gibt der OP 0V aus (wie er dann >auch soll). Dann ist der negative Versorgungspin des OPs +0.7V (Rückwärtsspannung der Z-Diode) -> die Ausgangsspannung kann dann nicht 0V werden. Warum so kompliziert? Wenn die 3,3V gleich der Referenzspannung ist würde kurzerhand die +3,3V als 0V deklarieren und einen Spannungsteiler z.B. 47 Kohm an -18,3V und 10kOhm an meine neue Masse legen. Mit ein bischen Mathe wird dann aus den -18,3V wieder -15V.
Hallo, danke für deine Antwort. Das mit der Dioden-Rückwärtsspannung gilt jedoch nur, wenn die -15V Versorgung größer als +0,7 V werden würde (oder ggf. floaten würde - was ich zugegebener Maßen nicht berücksichtigt habe). Nur dann kann die Zehnerdiode wie eine normale Diode leiten. Liegt die Spannung zw. +0,7V und -3,3V, sperrt die Zehner und es fließt kein Strom über das . An Vss würde dann der Wert der negative Versorgung anliegen (welchen Wert sie auch immer hat), andernfalls würden immer -3,3V anliegen. Wenn ich das richtig verstanden habe, willst Du eine Spannunsgteiler mit zwei Widerständen zw. den 3,3V und den -15V machen. Das ist meiner Meinung nach aber nicht gut geeignet, die -15V sicher zu messen, da ich dann die maximale Schwankungsweite der -15V Versorgung kennen müsste. Angenommen ich lege es so aus, dass ich bei Sollspannung zwischen den Widerständen 0V habe. Sollten die -15V negativer werden, so ist auch mein Mittelabgriff, der zum ADC geht, negativ. Das mag der ADC nicht und ich bekomme ich diese Schwankung nicht mit. Sollten die -15V größer werden (z.B. -3V) würde meine Spannung zwar positiv, aber erst bei einem Wert von +3,3V der negativen Versorgung würde ich den ADC maximal aussteuern. Ich denke daher, dass dies nicht die beste Lösung ist. Trotzdem danke für die Diskussion. Gruß Peter
@Peter: Auch ich finde den Vorschlag von Anja gut, da genial einfach. Sicher bekommst du nicht ganz die volle Auflösung am ADC, sondern etwa 1/6 weniger. Aber wie genau muß es denn sein? Selbstverständlich solltest du eine maximale negative Spannung definieren, und den Spannungsteiler dann danach bemessen. Damit die Spannung am ADC-Eingang nicht unerlaubt negativ werden kann, macht man da eine Schutzdiode an Masse, bzw. schaut ins Datenblatt des µC, wie negativ die Spannungen am ADC-Pin werden dürfen.
>Angenommen ich lege es so aus, dass ich bei Sollspannung zwischen den >Widerständen 0V habe. Ich würde es so auslegen daß ich bei der negativsten vorkommenden Spannung und bei der 3,3V-Spannung an der unteren Toleranzgrenze minimal 0V (oder ein bischen darüber) habe. Negative Spannungen lassen sich normalerweise an einem 3,3V ADC schlecht messen.
---|----------------------------------------- +3,3V | R | |-------- zum Messen | | |--- ---)---)----|-------------------------------- GND | | |---| 16,65V bezogen auf -15V Punkt | | | R | | TL431-| | | | R | | ---|---|------------------------------------- -15V Der Spannungshub bleibt bei Änderungen der - 15V erhalten. Ungenauigkeiten auf den 3,3V gehen in die Messung mit ein (oder den oberen R an Referrenzspannung legen)
mach doch simpel einen Sapnnungsteiler von 3,3V nach -15V und mess invertiert. Dann musst du zwar deinen ADC-Wert invertieren, aber das sollte nicht das Problem sein.
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