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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator mit einem FET entladen


Autor: Karel Marsalek (marsalek)
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Liebe Kollegen,
in einem Peak-Detector, wo Spannungen von ca. 10 mV aufwärts 
"gespeichert" werden, muss das Speicherelement (Kondensator, ca. 10 nF) 
über einen ATMega (am Oszi D7) entladen werden. Im Moment wird der C mit 
einem FET kurzgeschlossen, was zwar den C entlädt, aber sobald der FET 
wieder ausgeschaltet wird (im Bild ca. 250 us nach dem Trigger), steigt 
die Spannung am C um einige zig mV. Ist das die berühmte 
LADUNGSINJEKTION? Wodurch kann man es bekämpfen? Wie kann ich den 
Kondensator sonst entladen?

Vielen Dank für eure Tipps!

Karel

Autor: Volker Zabe (vza)
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Was macht D7?

Autor: A. K. (prx)
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Karel Marsalek schrieb:

> LADUNGSINJEKTION? Wodurch kann man es bekämpfen?

Spontan würde ich sagen, indem du dafür sorgst, dass zum fraglichen 
Zeitpunkt keine kapazitive Ladung vorhanden ist. Hier ist eine 
vorhanden, nämlich die -6V/0V der FET-Sperrschicht.

Etwas weniger spontan auf den zweiten Blick: Kriegst du Q1 so
tatsächlich gesperrt? Immerhin wirst du mindestens dank der Schutzdioden
des Portpins diesen nicht unter -0,6V ziehen können, was mitsamt dem
Basisspannungsteiler auf ungefähr ebensoviel am Gate von Q1 rausläuft.
Weiter runter geht's nicht.

Oder läuft dein Controller mit -6V?

Autor: siegmar (Gast)
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Hallo,

am Besten : "back to the roots" !
Nimm doch einfach ein Reedrelais!
Schau mal z.B bei meder.
Auch das relais hat sich enorrm weiter entwickelt.
Noch einen schönen Tag
Gruß
Siegmar

Autor: A. K. (prx)
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A. K. schrieb:

> Spontan würde ich sagen, indem du dafür sorgst, dass zum fraglichen
> Zeitpunkt keine kapazitive Ladung vorhanden ist. Hier ist eine
> vorhanden, nämlich die -6V/0V der FET-Sperrschicht.

PS: Vergiss diesen Blödsinn.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Karel Marsalek schrieb:

>... aber sobald der FET wieder ausgeschaltet wird (im Bild
>ca. 250 us nach dem Trigger), steigt die Spannung am C um
>einige zig mV.

Du hast nicht zufällig ein Problem mit dem Kondensator?

In Dual-Slope-Schaltungen, wie sie in ADC verwendet werden, gibt es 
gelegentlich Probleme mit dem dielektrischen Denkvermögen von 
Kondensatoren.

Autor: Jens G. (jensig)
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Wenn der C ein Keramik-C ist, mit hoher Dielektrizitätskonstante, dann 
hat das was mit der Hysterese des Dielektrikum zu tun (verlustbehaftet). 
Wie bei einem magnetischen Teil, bei dem Du zwar den Magnetismus auf 
Null drücken kannst mit einer stromdurchflossenen Spule, aber nach 
Wegnahme des Stroms ist immer noch Restmagnetismus vorhanden.
Isses dagegen ein gewickelter C, der letztendlich viel ohmschen Anteil 
hat, dann kannste den C als eine Reihenschaltung von C und R vorstellen. 
Und eine RC-Reihenschaltung hat eine Zeitkonstante (C ist ja nicht 
schlagartig entladen, wenn er über den parasitären R entladen wird.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Jens G. schrieb:

>Isses dagegen ein gewickelter C, der letztendlich viel ohmschen
>Anteil hat, dann kannste den C als eine Reihenschaltung von C
>und R vorstellen.
>Und eine RC-Reihenschaltung hat eine Zeitkonstante (C ist ja
>nicht schlagartig entladen, wenn er über den parasitären R
>entladen wird.

Bei gewickelten Kondensatoren wird fertigungstechnisch die 
Ankontaktierung an den Seiten des Wickels gemacht, eben damit da keine 
parasitären L und R mit drin sein sollten.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Du hast dort einen selbstleitenden FET. Den kriegt du nur gesperrt wenn 
das Gate neagtiver als die Source wird. Dein Treiber mit dem PNP kann 
aber nicht kleiner 0 werden (Emitterfolger). Der Spannungsteiler 1K / 
10K bringt da nicht viel.

Zum Kondensator:

MKC und FKC Typen sind deine Freunde.

Diese Kondensatoren haben geringe Dielektrische Absorbtionswerte.

Ladungseinkoppelung:

Ueber die Gate-Drain Kapazitaet koppelst du beim schalten eine Ladung 
auf dem Speicherkondensator ein.

Abhilfe:

Entweder einen Fet mit geringer Kapaziatet suchen oder aus einem gegen 
phasigen Signal ueber eine kleine Kapaziatet (Trimmer) die 
entgegengesetzte Ladung einspeisen.


Gruss Helmi

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Helmut Lenzen:

Du bist hier heute der Held. Negative Gatespannung des I-FET richtig
schalten.

Ich bin ebenfalls aufgelaufen :-(

Ein einfacher BC547 mit Basisvorwiderstand hätte sicher gereicht.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ein einfacher BC547 mit Basisvorwiderstand hätte sicher gereicht.

Und wenn man den Invers betreibt wird die Usat auch kleiner.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Helmut Lenzen schrieb:

>Wilhelm Ferkes schrieb:
>>Ein einfacher BC547 mit Basisvorwiderstand hätte sicher gereicht.

>Und wenn man den Invers betreibt wird die Usat auch kleiner.

Inversbetrieb ist ne Frage, mit der ich mich schon lange beschäftige. 
Das war bei den ersten Transistoren in Pillenbauweise noch interessant. 
In der Praxis ergeben sich mit den Planartransistoren geringere 
Verstärkungswerte, und eine geringere Betriebsspannung, wegen der 
parasitären Z-Diode in der BE-Strecke. In Literatur findet man da wenig 
bis nichts, außer, daß Inversbetrieb wegen der Epitaxial-Planar-Bauweise 
nicht besonders ratsam ist.

Hast du da mal nen Tipp?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Hast du da mal nen Tipp?

Im meinen Tietze-Schenk steht das bei vertauschtem Emitter - Kollektor
die Offsetspannung um den Faktor 10 kleiner wird.

http://books.google.de/books?id=Px0vPa1cEFQC&pg=RA...

Schau mal auf Seite 972

Gruss Helmi

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Helmut Lenzen schrieb:

>Im meinen Tietze-Schenk steht das bei vertauschtem Emitter - Kollektor
>die Offsetspannung um den Faktor 10 kleiner wird.

Du meinst die Sättigungsspannung?

Mit den Simulatoren (PSPICE, LTspice) kann man den Inversbetrieb 
übrigens nicht simulieren, die streiken da vollständig.

Werde mal wieder was praktisch aufbauen müssen und messen...

Irgendwann werde ich doch mal die "Bibel" kaufen gehen... :-)

Danke aber für jeglichen Hinweis.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Helmut Lenzen:

Danke für den Link.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Sind zwar nicht alle Seiten enthalten aber die ich gesucht habe schon.

Autor: Karel Marsalek (marsalek)
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Hallo zusammen,
danke für die zahlreichen Antworten!

@ Volker Zabe: D7 im Oszillogram ist das Steuersignal vom Prozessor, im 
Schema PORTB5 genannt. Sorry for this ambiguity.

@ siegmar: Reed-Relais ist -meiner Meinung nach- zu langsam für diese 
Applikation. Das System muss schnellstmöglich wieder scharfgestellt 
werden - aber zum Testen, woher der Spannungssprung nach dem Entladen 
des Kondensators kommt, ist es gut.

@ Helmut Lenzen: danke für die Idee mit dem inversen Modus. Wegen UCEsat 
im normalen Modus wollte ich einen bipolaren Transistor nicht nehmen, 
aber so klingt es super einfach! Das muss ich gleich ausprobieren!

Karel

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es gibt sonst auch noch Analogschalter, die bestehen aus FETs, und bei 
denen ist die Chargeinjection spezifiziert. Wenn man da einen 4 Ohm 
switch nimmt, ist man etwa dabei.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Helmut Lenzen schrieb:
> Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Hast du da mal nen Tipp?
>
> Im meinen Tietze-Schenk steht das bei vertauschtem Emitter - Kollektor
> die Offsetspannung um den Faktor 10 kleiner wird.
>
>

Und im praktischen Aufbau ist das auch tatsächlich der Fall, wie man 
leicht nachmessen kann,

BC547A, BCY58, etc. mal so zum probieren nehmen , nur so als kleiner 
Tipp.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Karel Marsalek schrieb:
>
> @ siegmar: Reed-Relais ist -meiner Meinung nach- zu langsam für diese
> Applikation. Das System muss schnellstmöglich wieder scharfgestellt
> werden - aber zum Testen, woher der Spannungssprung nach dem Entladen
> des Kondensators kommt, ist es gut.

Vor allem, und das nervt in Schaltungen oft: Über die Reed-Relais wird 
einiges an Ladung in den Speicherkondensator gekoppelt.
Unter anderem ist das eine Ursache für den Spannungssprung den Du 
siehst.
Dieelktrische Absorption ist die andere, wohl wesentlichere hier - 
kannst Du aber leicht durch Wechsel des C-Typs prüfen.


>
> @ Helmut Lenzen: danke für die Idee mit dem inversen Modus. Wegen UCEsat
> im normalen Modus wollte ich einen bipolaren Transistor nicht nehmen,
> aber so klingt es super einfach! Das muss ich gleich ausprobieren!


Nun, bei den hier fließenden Strömen ist selbst ein FET-Oldie wie der 
BF245 vollkommen ausreichend ,-)

Autor: siegmar (Gast)
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Hallo Karel

Karel Marsalek schrieb:
> @ siegmar: Reed-Relais ist -meiner Meinung nach- zu langsam für diese
> Applikation. Das System muss schnellstmöglich wieder scharfgestellt
> werden - aber zum Testen, woher der Spannungssprung nach dem Entladen
> des Kondensators kommt, ist es gut.

Nur so zur Info : Schaltzeit incl.prellen 0,5 ms
                  Abfallzeit  0,1 ms

Noch einen schönen Tag
Gruß
Siegmar

Autor: Josef (Gast)
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Ein guter 5V-Schalter mit 0.9 Ohm ist z.B. der TS5A3166 -> 
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ts5a3166.html
Kostenlose Muster einfach ueber die Webseite anfordern.

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