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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 12v Rechteck einflußfrei auf 5v TTL?


Autor: Malte Struebert (Gast)
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Hallo,

ich habe ein 12v Rechtecksignal (nur positiv d.h. Lowpegel=0v
Highpegel=12v-14v) mit einer maximalen Frequenz von 40Khz.

Ich benötige jetzt eine Schaltung mit der ich dieses Signal
RÜCKWIRKUNGSFREI in ein 5v TTL Pegel wandeln kann so das ich diesen
dann auf nen Interrupteingang eines Atmel geben kann.

Ich dachte da an einen OPV als Spannungsfolger mit anschließendem
Spannungsteiler, bin mir aber hinsichtlich sättigung und slaw-rate des
OPV und reaktionsgeschwindigkeit nicht 100% sicher. evtl. gibts ja auch
noch eine elegantere Lösung.

Evtl. kann mir jemand auch Bauteile nennen die mit sicherheit dazu in
der Lage sind.

Gruß
Malte.

Autor: LötNix (Gast)
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Hallo Malte,

Rückwirkungs*frei* wird wohl Problematisch, da jede Schaltung zumindest
eine Verzögerung mit sich bringt.

Am einfachsten wird wohl ein Widerstand mit 5,1V Z-Diode am Eingang des
Atmels. Widerstand so bemessen, dass der max. Ausgangsstrom des
Generators nicht überschritten, und die Diode nicht überlastet wird.

Machen die paar Nanosekunden Verzögerung eines Treiberbausteines
wirklich was aus bei 40KHz ??

Voraussetzung ist natürlich, dass Du eine gemeinsame Masse Verwenden
kannst, sonst brauchst Du einen schnellen Optokoppler. Ist aber sicher
nicht Rückwirkungsfrei.

HTH,
LötNix

Autor: Olaf (Gast)
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Also Rueckwirkungsfrei geht nicht. Schliesslich musst du deiner
Signalquelle ja irgendwie Energie entnehmen. Aber natuerlich kannst
definieren was du noch als akzeptabel durchgehen lassen willst.

Und dann kannst du schauen ob dir vielleicht ein einfacher
Spannungsteiler reicht, oder ob du einen Buffer zwischenschalten musst.
Und du koenntest natuerlich ueberlegen ob dir die Signallaufzeit eines
CMOS-Gatters noch reicht.

Olaf

Autor: Malte Struebert (Gast)
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Hi,

das ganz rückwirkungsfei nicht geht war mir klar, das Problem ist das
ich nicht weis welchen Stom ich dem Ausgangssignal entziehen darf damit
es nicht zusammenbricht.

Eine veränderung des Messsignals muss ich auf jeden fall so weit wie
irgend möglich vermeiden. Das Signal was dann am Atmel ankommt kann
ruhig eine kleine Phasenverschiebung haben, gerade bei 40 Khz spielt da
die genauigkeit für MICH keine so große rolle mehr.

Wichtig ist nur das das Ausgangssignal (welches ja auch anderweitig
noch weiterverarbeitet wird) nicht verändert wird.

Ein einfacher Spannungsteiler scheidet da also auf jeden fall aus.
gemeinsame Masse ist vorhanden.
Für mein Gewissen wäre mir da halt ein OPV mit hohem Eingangswiderstand
schon am liebsten (oder irgendwas vergleichbares)
Aber bei 40 Khz hat der ja auch seine Tiefpasswirkung, wäre dann blöd
wenn da nix mehr ankommt an anderen ende ;-)

Ich brauch also was was zumindest von 1 Hz bis 40 Khz noch ein
akzeptabeles TTL Signal liefert... Phasenverschiebung oder verzögerung
ist nicht so kritisch... es kommt mir hauptsächlich auf die Frequenz
an.

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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Naja, 40 kHz sollten bei einer Verstärkung von 1 oder sogar weniger
eigentlich keinen OpAmp vor Probleme stellen; die Dinger verdauen
i.d.R. deutlich höhere Bandbreiten (im Datenblatt als
Unity-Gain-Bandwith bezeichnet, das ist die Bandbreite bei Verstärkung
1:1).
Wenn ich mir mal das Datenblatt des Feld-,Wald- und Wiesen-OpAmps TL07x
von TI ansehe (http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl072.pdf), dann steht
da eine Bandbreite von 3 MHz.
Bild 5 auf Seite 11 des Datenblatts ist vielleicht auch nicht
uninteressant.

Und das ist ein Pfennigartikel; der TL072 im Dip kostet bei Reichelt 19
Cent, die SMD-Variante ist mit 15 Cent noch günstiger.

Autor: Kai (Gast)
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ist der tl072 besser als lm 358 was genauigkeit und temperatureinflüsse
angeht? irgendwie finde ich in den beiden datenblättern keine
vergleichbaren angaben...

Autor: Olaf (Gast)
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Also wenn man garnichts weiss dann koennte man es ja mit messen
probieren oder? .-)

Ausserdem will er 40kHz Rechteck und nicht Sinus. Es waer also
sicherlich vernuenftig da mit eher 400khz Bandbreite zu rechnen damit
die Kurven noch knackig sind.

Von daher sollte also ein ganz normales CMOS-Gatter mit etwa 1Mhz
Grenzfrequenz ausreichen. Vermutlich einfacher und billiger als jede OP
Loesung. Hat natuerlich fuer die Aestheten unter uns den Nachteil das
man im IC noch 5 weitere Buffer unbenutzt rumliegen hat. :-)

Solltest du wirklich einen OP verwenden wollen, vielleicht steht ja
einer mit der Pistole hinter dir und zwingt dich, so ist Genauigkeit
und Temperaturgang sicher nicht dein Problem. Eher schon SingleSupply,
Rail2Rail-Ausgang und Ausgangswiderstand. Ausserdem sollte er bei A=1
noch stabil sein ohne das du deine Flanken mit einem C einen
ueberbuegelst.

Olaf

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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Hmm. Für die hier besprochene Anwendung ist Genauigkeit -wie auch immer
Du die definieren magst- und auch Temperaturabhängigkeit wohl ziemlich
irrelevant; hier geht's doch nur darum, das Teil als (hochohmigen)
Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor < 1 zu betreiben.

Ansonsten beschäftigen sich verdammt viele Abbildungen (4, 8, 11, 13,
14, 16 und 17) im Datenblatt mit der Abhängigkeit der verschiedensten
Parameter von der Umgebungstemperatur; das sollte reichen.

Das Herausfinden vergleichbarer Informationen im Datenblatt des LM358
überlasse ich dem geneigten Leser als Übung #8^)

Autor: Michael (ein anderer) (Gast)
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Naja, 40 kHz ist ja nicht so wild, und da Du nur TTL-Pegel brauchst,
reichen ja auch 3,x Volt am Eingang für den High-Pegel.

Also wenn Dir ein Megaohm Eingangswiderstand nicht zu wenig ist, nimm
einfach einen Spannungsteiler aus 680 Kiloohm und 390 Kiloohm. Danach
einfach ein schneller Transistor, (BFS20 fällt mir gerade ein, ist halt
SMD) als Emitterfolger an den Spannungsteiler. Als Last-Widerstand am
Emitter so 33 Kiloohm.

Das ist ausreichend für einen CMOS-Eingang wie sie z.B. die Atmel AVRs
haben.

Autor: Malte Struebert (Gast)
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Hi,

danke erstmal für die vielen Infos. Zu einem OPV zwingen tut mich
keiner, war halt mein erster Einfall.

@Olaf: Was meinst du genau mit CMOS Gatter?

Ich habe mir halt gedacht da so eine Anwendung doch sicher in der
Technik nicht zum ersten mal vorkommt und das es dafür eine richtig
elegante Lösung gibt. Aber wenn ich mir die (durchaus interessanten)
Antworten hier so ansehe glaube ich hat doch jeder seinen Liebling ;-)

Ich werd mir mal verschiedenes ansehen und durchrechnen... mal sehen
für was ich mich dann letztlich entscheide.

Gruß
Malte.

Autor: PeterL (Gast)
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hallo

ich würde einen Komperator (LM393 oder so, nehmen

Grüsse

Autor: Olaf (Gast)
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Ich meinte soetwas wie z.B CD4049, oder falls der gerade rumliegt auch
ein 4011, dann einfach die Eingaenge zusammenschalten und zwei davon
hintereinander damit die Phasenlage wieder stimmt.

BTW: Es gab da auch ein Driver der hatte zwei Versorgungsspannungen und
war extra fuer den Uebergang von CMOS auf TTL gedacht. Also eigentlich
genau das was du suchst. Mir will nur gerade die Nummer nicht
einfallen.

Olaf

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