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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungteiler für AD-Wandler?


Autor: Rolf F. (Gast)
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Da man mit einem AD-Wandler nur bis maximal +Uref messen kann, suche ich
noch eine Möglichkeit einen oder mehrere Spannungsteiler vorzuschalten
für einen größeren Meßbereich. Ein  Widerstandsteiler reicht nicht, da
an keinem Eingang mehr als +Ub +0,6 V anliegen darf.
Welche Lösungen gibt's denn für dieses Problem?

Bei Geräten wie Digitalmultimeter mit Autoscaling muß so etwas doch
eingebaut sein.

Autor: thkais (Gast)
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Eine Zenerdiode 5.1V sollte schonmal dafür sorgen, daß nichts aus
versehen kaputt geht.
Man könnte mehrere Spannungsteiler aufbauen, die man z.B. per
Transistor aktiv schaltet. Oder eine Operationsverstärkerschaltung mit
variabler Verstärkung.

Autor: A.K. (Gast)
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Beispiel: Spannungsteilerkette, 1K,9K,90K,900K. Analogschalter der den
Input dazwischen umschaltet. Unten anfangen, wenn zu wenig rauskommt,
dann hochschalten, und wenn's mal zuviel wird runterschalten. Muss
natürlich trotzdem robust gegen Überspannung geschützt sein.

Autor: A.K. (Gast)
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Sorry, Denkfehler.

Autor: A.K. (Gast)
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Andersrum wird ein Schuh draus. Also einen R zwischen Eingang und
Messpunkt. Und dort umschaltbare Rs gegen Masse. Das ganze im so
dimensioniert, dass 1/10, 1/100, 1/1000 rauskommt. Die Spannung am
Messpunkt lässt sich dann immer im gültigen Bereich halten,
Überspannungen kann's dort schon geben (z.B. wenn 220V dran
eingeschaltet werden), deshalb entsprechend absichern bis der Proz
runterschaltet. Jedenfalls aber liegt bei dieser Schaltung am Messpunkt
nie mehr als zulässig, somit auch nicht an den Schaltern

Bei der Absicherung gegen Überspannung wird eine einfache Z-Diode
möglicherweise nicht reichen, da deren Reststrom entweder die Messung
verfälscht, oder die Rs niedriger zwingt als einem lieb ist.

Autor: Rolf F. (Gast)
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Ich dachte an einen binären Spannungsteiler, der 1/2, 1/4, 1/8 usw.
liefert, weil sonst beim Umschalten in den nächst höheren Meßbereich
die Auflösung auf 1/10 abfällt. Gibt's denn keine binären
Spannungsteiler?
Und welche Analogschalter eignen sich dafür?

Autor: Martin (Gast)
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>keine binären Spannungsteiler?
Ich glaube leider nicht. Oder doch ? Mir ist jedenfalls sowas nicht
bekannt.

Die Lösung von A.K. ist schon das richtige, dazu noch einen Multiplexer
z.B CD4053 um den jeweiligen Spannungsteiler zu wählen.

Autor: A.K. (Gast)
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Das Verhältnis 10:1 entsprach der Praxis vom Messgeräten. Geht natürlich
auch mit anderen Abständen, vor allem wenn man keinen so grossen
Wertebereich erfassen will wie bei Multimetern. Freilich hat das seine
Grenzen - die Multimeter mit Autorange haben bisweilen getrennte
Bereiche für mV und V weil sich das nicht beliebig weit skalieren
lässt.

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

als Analogschalter koennte man auch von Maxim den DG409 nehmen. Einige
Appnotes sind bei maxim auch zufinden.

Mfg
Dirk

Autor: Rolf F. (Gast)
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Der DG409 reicht aber nur von -15 V bis +15 V.

Wie wird das Problem denn bei Oszilloskopen gelöst?

Autor: Martin (Gast)
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>Der DG409 reicht aber nur von -15 V bis +15 V.
Verstehen nicht.
Das Signal überschreitet ja sowieso nicht +/-15V. Dafür sind doch
Spannungsteiler vorgeschaltet.
Oder meinst du das jetzt irgendwie anders ?

>Wie wird das Problem denn bei Oszilloskopen gelöst?
Vom Prinzip her genau so wie  A.K. beschrieben hat, nur da ist es etwas
komplexer.


Man kann auch die Verstärkungsfaktor regulieren, das aber nur so am
Rande, in diesem Fall ist ein Spannungsteiler eine gute lösung.

Autor: Rolf F. (Gast)
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Naja, dann brauche ich hinter den Spannungsteilern Clamp-Dioden und
einen Eingang ohne Spannungsteiler kann ich dann nicht nehmen oder ich
muß da eine Sicherung einsetzen und häufig tauschen, was bei der
Spannungsmessung aber keinen Sinn macht.

Autor: A.K. (Gast)
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Korrekt, nur geht eine Sicherung natürlich nicht weil die in diesem
Kontext nichts und niemanden absichert.

Was genau willst Du eigentlich messen (Bereich, Quellwiderstand)?

Autor: Dirk (Gast)
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Hi,

zur Absicherung des AD Wandlers oder des DG409 macht man ganz einfach
zwei Dioden vor den Eingang. Eine Diode geht an VCC und die andere an
GND. Desweiteren macht man ein Serienwiderstand in Reihe um den
Stromniedrig zuhalten.

Hatte man die Suchfunktion genutzt dann haette man diese Informationen
auch schon gefunden.

Mfg
Dirk

Autor: Rolf F. (Gast)
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Also ich möchte einfach nur so einen Eingang haben, wie ihn jedes
Digitalmultimeter mit Autoscaling bei der Spannungsmessung hat.
Gibt's denn keine fertigen 10-Cent-ICs dafür?

Autor: A.K. (Gast)
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Ok, nochmal klar und deutlich zum Mitsprechen: Es gibt keine fertigen
ICs für Messungen von 1000V Wechselspannung.

Autor: Rolf F. (Gast)
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Ok, und was gibt's für weniger Spannung, z. B. bis 100 V?

Autor: TravelRec. (Gast)
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Was ist denn an Schutzdioden, Serienbegrenzungswiderständen und
Spannungsteilern, die mit ´nem Multiplexer abgefahren werden, so
verkehrt?! Na ich weiß ja auch nicht mehr...

Autor: Rolf F. (Gast)
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Mit Serienbegrenzungswiderständen sind 500 kHz Abtast-Frequenz nicht
mehr möglich.

Autor: A.K. (Gast)
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Warum rückst Du damit erst mit dieser Info raus? Damit ist natürlich
alles Makulatur.

Aber es fehlt natürlich immer noch die Hälfte: Spannungsbereich? AC/DC?
Quellwiderstand? Lass dir nicht alles aus der Nase ziehen, mit mehr Info
kommt auch mehr sinnvolles raus.

Autor: Rolf F. (Gast)
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Also der Spannungsmeßbereich des ADC ist 0..2,5 V und zulässig sind
Eingangsspannungen von -0,6 ... 4,5 V. Und es soll ein möglichst weiter
Bereich bei 500 ksps gemessen werden.
Bei einer einfachen 1:1-Messung, also nur ein Serien-Widerstand am
Eingang, wären vor den Dioden maximal 100 Ohm einsetzbar, so daß der
Eingang sehr niederohmig wäre bei Spannungen > 4,5 V und < -0,6 V.

Autor: Martin (Gast)
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Ich verstehe nichts mehr.

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