Hallo Leute Ich komm einfach nicht weiter bei der Komperatorbeschaltung wie in dem Bild im Anhang. Die Signale die mit PINx bezeichnet sind kommen von einem PIC16C65. Dieser hat weder AD-Wandler noch DA-Wandler integriert. Deswegen löst man hier wahrscheinlich eine Niveausteuerung über die tatsächliche Höhe einer Hinterachse eines Autos über Komperatoren (Vergleicher). Die Sensoren geben eine zur Höhe der Hinterachse proportionale Spannung im Bereich von 0..5V aus. Was ich jetzt nicht nachvollziehen kann ist, wie wird hier die Sollwertspannung der Komperatoren zur Verfühgung gestellt? Ich vermute mal über eine PWM auf den Komperator IC1a. Aber dessen Ausgang ist ja ein Open-Collector. Woher hat er denn jetzt die Spannung mit der er am Ausgang arbeitet? Vielleicht über den PIN7? Kann mir diese Schaltung wer erklären? Ich blick da echt nicht durch! Oder bin ich denn wenigstens meine Ansätze schon auf dem richtigen Weg? Bitte um Hilfe Gruß Steffen
> > Ich vermute mal über eine PWM auf den Komperator IC1a. Aber dessen Eher nicht als PWM, denn der taete der 100nF C nicht so gut. Entweder die Quelle an Pin35 hat einen hohen Innenwiderstand oder ist eine Gleichspannung. > Ausgang ist ja ein Open-Collector. Woher hat er denn jetzt die Spannung > mit der er am Ausgang arbeitet? > Vielleicht über den PIN7? Klar. Aber auch hier nicht niederohmig, sonst macht der 1K-R keine Hysterese! Gruss Michael
Idee: IC1a läuft als Sägezahngenerator mit start und retrigger? Wird die Ausgangsspannung des Sensors erreicht kippen IC2b /IC2c. Aus der Pulsdauer lässt sich dann die Spannung des Sensors errechnen. IC2a könnte als Referenz dienen?
>IC1a läuft als Sägezahngenerator...
Ja schon, aber der Sägezahn erscheint dann an Pin35. Am Ausgang von IC1a
hast du nur ein Rechteck.
Hallo
Danke schonmal für die hilfreichen Antworten.
Messi schrieb:
>Was zeigt eine Messung an Pin7 und Pin35?
Ich werde heute Abend mal das Oszi dran hängen und schauen was am PIN35
und PIN7 sowie am Ausgang des IC1a anliegt.
Ich melde mich dann wieder.
Gruß Steffen
Ich nochmal Michael Roek schrieb: > Eher nicht als PWM, denn der taete der 100nF C nicht so gut. Entweder > die Quelle an Pin35 hat einen hohen Innenwiderstand oder ist eine > Gleichspannung. Dann könnte PIN35 doch schon eher ein Eingang sein. Denn der ist hochohmig. Steffen
Prinzipiell würde ich auch vermuten, dass das Gebilde um IC1a eine durch den µC getriggerte Rampe erzeugt, so dass über Zeitmessung die Signal- spannungen der beiden Sensoren ermittelt werden kann. Aber wie ich es drehe oder wende, komme ich auf keine mögliche und sinnvolle Abfolge von Zuständen an den Pins 35 und 7 des µC, der die gewünschte Rampe zur Folge hat. Zumindest nicht, wenn man annimmt, dass alle beteiligten Bauteile entsprechend ihrer Spezifikation betrieben werden, d.h. - keine negative Spannung an einem der beiden Komparatoreingänge - kein Schalten des Komparators, wenn beide Eingänge oberhalb des Input-Common-Mode-Range (3,5V) sind - kein Laden des Elkos entgegen seiner Polung - Kein Ausnutzen einer zufälligen Asymmetrie des Komparators (z.B. Offsetspannung), wenn beide Eingänge auf dem gleichen Pegel liegen Da aber auch IC2a außerhalb seiner Spezifikation betrieben wird (die Spannung am nichtinvertierenden Eingang liegt bei 4,5V>3,5V), kann es durchaus sein, dass auch bei IC1a mit unlauteren Tricks gearbeitet wird. Da man mit einem Komparator keine linear ansteigende oder abfallende Rampe erzeugen kann, stellt sich die Frage, warum man hier überhaupt einen Komparator bemühen muss. Das Ganze ginge viel eleganter mit nur einem RC-Glied und zwei µC-Ausgängen. Vielleicht hat der Komparator ja gar keine nennenswerte Funktion mher und ist nur aus irgendwelchen his- torischen Gründen noch in der Schaltung verblieben. Noch ein Frage: Mit welchen Spannungen werden IC1 und IC2 versorgt? Mit 5V und GND? Ist das auch bei IC1 so? Steffen H. schrieb: > Ich werde heute Abend mal das Oszi dran hängen und schauen was am PIN35 > und PIN7 sowie am Ausgang des IC1a anliegt. Das wird sicher Licht ins Dunkel bringen. Ich bin mir aber schon jetzt fast sicher, dass da irgendetwas gemurkst worden ist :)
Yalu X. schrieb: > Noch ein Frage: Mit welchen Spannungen werden IC1 und IC2 versorgt? Mit > 5V und GND? Ist das auch bei IC1 so? Beide Komperator IC's werden mit 12V versorgt. Der PIC16C65 mit 5V. Teilweise dient der Komperator auch als Pegelwandler. Yalu X. schrieb: > Ich bin mir aber schon jetzt > fast sicher, dass da irgendetwas gemurkst worden ist :) Diese Schaltung wurde von den Ingenieuren bei Mecedes entwichlelt und so in den MB Vito verbaut. Bin gleich am Messen. Gruß Steffen
Steffen H. schrieb: > Beide Komperator IC's werden mit 12V versorgt. Ah, dann sieht die Sache schon etwas anders aus. Ich dachte, weil im Schaltplan so oft "Vcc50" auftaucht, würde vielleicht die komplette Schaltung mit 5V laufen. Auf jeden Fall stimmt dann auch der Eingangs- pegel am nichtinvertierenden Eingang von IC2a, den ich oben angezweifelt habe.
1234 schrieb: > Steffen H. schrieb: >> Beide Komperator IC's > Komp_a_rator ICs Oh nein, ich schreib es immer noch falsch :-( Und dabei hab ich sogar noch anfangs richtig geschrieben und dann falsch verbessert.. Nun aber zum eigentlichen Thema. Hier jetzt mal die Messungen. Nur wie die Schaltung des IC1a funktioniert ist mir immer noch unklar. Gruß Steffen
Eine Simu zeigt das gleiche Verhalten. C3 ist für die Funktion übrigens nicht erforderlich! Jetzt ist die Funktion der Schaltung klar, oder?
Also: Wenn mich nicht alles täuscht ist Pin 35 ständig high. Die Einbrüche, die im Oszibild zu sehen sind, kommen daher, dass zeitweise hohe Ströme aus dem Pin gezogen werden. Pin 35 stellt zusammen mit den 270Ω und den 47kΩ eine Spannungsquelle mit der Spannung U1 = 5V · 47kΩ / (270Ω + 47kΩ) = 4,971V und dem Innenwiderstand Ri = 270Ω || 47kΩ = 268Ω dar. Ist Pin 7 low, ist die Differenzspannung am Komparator negativ, d.h. sein Ausgang wird low. Jetzt wird der Kondensator über die 270Ω schnell (innerhalb von wenigen ms) auf U1 geladen. Nun geht Pin 7 auf high. Da die Spannung am invertierenden Eingang (U1) etwas niedriger als 5V ist, sperrt der Ausgangstransistor des Komparators. Nun entlädt sich der Kondensator über die 270Ω und die 1kΩ. Normalerweise würde ein anfänglicher Entladestrom von U1 / (270Ω + 47kΩ) = 3,9mA fließen. Bei diesem Strom würde aber an den 270Ω ein Spannungsabfall von 3,9mA * 270Ω = 1,05V entstehen, am invertierenden Eingang des Komparators also eine Spannung von über 6V. Schon wenn diese Spannung 5V überschreitet, geht der Komparatorausgang wieder auf low und unterbindet damit den Entladestrom. Das Ganze pendelt sich schließlich so ein, dass am invertierenden Eingang die gleiche Spannung wie am nichtinvertierenden (5V) anliegt. Damit wird der Entladestrom auf konstante Ie = (5V - U1) / 270Ω = 107µA geregelt. Entsprechend steigt der die Ausgangsspannung des Komparators von 0V mit 107µA / 1µF = 107V/s an. Nach U1 · 1µF / 107µA = 46,5ms ist der Kondensator entladen und die Ausgangsspannung auf U1 gestiegen. In diesem Zustand verharrt das System, bis Pin 7 erneut einen Low-Inpuls ausgibt. Die starken Spannungseinbrüche an Pin 35 bei der fallenden Flanke von Pin 7 sind durch den hohen Ladestrom von theoretisch U1 / 268Ω = 18,5mA bedingt, die der PIC offensichtlich nicht liefern kann. der linke 100nF-Kondensator wirkt dabei zwar unterstützend, kann aber mit einem Zehntel der Kapazität gegen den 1µF-Kondensator nicht allzu viel bewirken. Der Grund, warum Pin 35 verwendet wird und die 270Ω nicht einfach fest mit den Versorgungs-5V verbunden sind, liegt darin, dass die µC-Ausgänge die 5V nie ganz erreichen. Eine Diferenz von ein paar mV würde den Entladestrom und damit die Anstiegszeit des Komparatorausgangssignals deutlich verändern. In der Annahme, dass alle Ausgänge des PICs etwa gleich sind, hat man diesen Effekt kompensiert. Interessant an dieser Schaltung ist, dass ein Komparator entgegen gängiger Gepflogenheiten als Linearschaltung betrieben wird. In diesem Fall ist das nicht einmal Murks.
Wahnsinn, das muss ich jetzt erst mal verinnerlichen. Also habt alle recht vielen Dank für euere Hilfe. Steffen
Die Schaltung mag zwar funktionieren, aber sie hat erhebliche Mängel. 1. Wenn sich die Spannung an Pin35 gegenüber der an Pin7 nur um 30mV verringert, halbiert sich die Rampenanstiegszeit! Wenn man bedenkt, daß Pin35 ein digitaler Portausgang ist, die Ausgangsspannung also alles andere als stabil und vor allem stark verrauscht ist, weil ja der Versorgungsspannungripple voll auf den Ausgang durchschlägt, dann ist nicht nur mit starken Schwankungen der Rampenanstiegszeit zu rechnen, sondern auch mit Abweichungen von der Linearität. Der oberste Komparator, der Pin3 füttert, ist also von zentraler Bedeutung hier. Ohne diesen könnten die starken Schwankungen der Rampenanstiegszeit nicht kompensiert werden. Die Ausgangsimpedanz von PIN35 formt mit dem 100nF Cap außerdem wohl ein Tiefpaßfilter, das den durchschlagenden Versorgungsspannungsripple minimieren soll. 2. Der durch den 270R Widerstand begrenzte Ladestrom ist unnötig hoch und verursacht einen völig unnötigen Groundbounce. Selbst mit einem Portausgangsimpedanz von 250R ergibt sich eine Zeitkonstante von rund 500µsec. Schon nach 5 x 500µsec = 2,5msec ist der Cap vollständig aufgeladen. Den Oszibildchen von Steffen kan man entnehmen, daß die Ladephase aber rund 10 mal länger dauert. 3. Betrachtet man die Simulation ganz genau, stellt man eine leichte Bauchigleit der Rampe fest. Eine Verbesserung der Linearität stellt sich (zumindest in der Simulation) ein, wenn man alle relevanten Widerstände um den Faktor 10 vergrößert und den 1µ Cap auf 100n verkleinert. 5. Ein 100n Cap am Ausgang eines schnell schaltenden Komparators ist natürlich Obergranatenmurks! Ein Cap an so einer Stelle ist fast immer eine Verzweiflungstat und ein Indiz dafür, daß die Schaltung wahrscheinlich doch nicht so zuverlässig arbeitet...
Messi schrieb: > 1. Wenn sich die Spannung an Pin35 gegenüber der an Pin7 nur um 30mV > verringert, halbiert sich die Rampenanstiegszeit! Viel schlimmer wäre es, wenn sich die Spannung um 30mV vergrößern würde. Dann funktioniert die Schaltung nicht einmal mehr ansatzweise. > 5. Ein 100n Cap am Ausgang eines schnell schaltenden Komparators ist > natürlich Obergranatenmurks! Der war mir von Anfang an auch völlig suspekt, aber schadet wahrschein- lich auch nicht arg. > Ein Cap an so einer Stelle ist fast immer eine Verzweiflungstat und > ein Indiz dafür, daß die Schaltung wahrscheinlich doch nicht so > zuverlässig arbeitet... Irgendwoher müssen ja die Qualitätsprobleme bei Mercedes (aber auch den meisten anderen Autoherstellern) kommen ;-) Mich würde auch mal interessieren, ob die die Periodendauer der Rampen- generierung fest oder variabel ist. Eigentlich sollte sie variabel sein, denn alleine die Offsetspannung des LM2901 von bis zu ±15mV über den gesamten Temperaturbereich (den man bei Automotive schon berücksichtigen sollte) lässt die Rampe bis um den Faktor 2 langsamer ansteigen, so dass die 85ms aus dem Oszibild bei Weitem nicht mehr reichen. Spannungs- und Bauteiltoleranzen verstärken diesen Effekt ggf. noch. Allerdings hängt an der Messung ja wahrscheinlich irgendein Regelalgo- rithmus dahinter, der vermutlich mit konstanter Zykluszeit arbeitet und es nahelegen würde, die Sensoren mit derselben Zykluszeit abzutasten. Aber beides (konstante Zykluszeit und Ausgleich von Toleranzen) lässt sich eben mit dieser Anordnung nicht erreichen. @Steffen: Nur wenn es nicht zu viel Umstände macht: Könntest du mal parallel zum 1µF-Kondensator einen zweiten der gleichen Größenrodnung parallelschal- ten und nachschauen, ob das die Periodendauer des Ausgangssignals ver- größert. Ändert sie sich nicht, müsste die Rampe abgeschnitten werden, bevor sie die 5V erreicht, was natürlich übel wäre.
>Viel schlimmer wäre es, wenn sich die Spannung um 30mV vergrößern würde. >Dann funktioniert die Schaltung nicht einmal mehr ansatzweise. Genau! >Ändert sie sich nicht, müsste die Rampe abgeschnitten werden, >bevor sie die 5V erreicht, was natürlich übel wäre. Der oberste Komparator könnte genau diesen Fall abfangen. Er merkt ja, ob die Rampe regulär ansteigt und der µC verlängert einfach das Meßintervall solange, bis dieser Komparator kippt. >Mich würde auch mal interessieren, ob die die Periodendauer der Rampen- >generierung fest oder variabel ist. Eigentlich sollte sie variabel sein, >denn alleine die Offsetspannung des LM2901 von bis zu ±15mV über den >gesamten Temperaturbereich (den man bei Automotive schon berücksichtigen >sollte) lässt die Rampe bis um den Faktor 2 langsamer ansteigen, so dass >die 85ms aus dem Oszibild bei Weitem nicht mehr reichen. Spannungs- und >Bauteiltoleranzen verstärken diesen Effekt ggf. noch. Das ist eine ganz windige Schaltung! Ist die Spannung an Pin35 nur 30mV größer als an Pin7, wie du schon richtig geschrieben hast, ist die Schaltung tot!
Yalu X. schrieb: >@Steffen: >Nur wenn es nicht zu viel Umstände macht: Könntest du mal parallel zum >1µF-Kondensator einen zweiten der gleichen Größenrodnung parallelschal- >ten und nachschauen, ob das die Periodendauer des Ausgangssignals ver- >größert. Ändert sie sich nicht, müsste die Rampe abgeschnitten werden, >bevor sie die 5V erreicht, was natürlich übel wäre. Würde ich gerne mal tun, aber die ganze Elektronik hat zig Mechanismen intus die den Fehlerspeicher füttert. Deswegen will ich es lieber nicht probieren. Immerhin muss das Steuergerät wieder eingebaut werden. Nur hab ich jetzt mehr Durchblick durch euch was das Schaltungstechnische betrifft und will mich nicht mehr mit emensen Werkstattkosten Bei MB rumschlagen, nur weil die nur noch mit nem Laptop rumspielen können und von der Materie selber kaum Ahnung haben. Echt Schade dass es schon soweit gekommen ist. Allerdings habe ich vollen Respekt vor euer Wissen. Da habe ich ja wohl noch einiges nachzuholen. Also Hut ab. Gruß Steffen
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