Hallo liebe Community, ich habe mir eine Schaltung zur Frequenzmessung gebastelt. Diese Frequenz wird in Form eines Rechteck-Signals von einem LM311 (Komparator) erzeugt. Diese Frequenz wird von einem Frequenz-Spannungs-Wandler AD650 nun je nach anliegender Frequenz in eine Spannung umgewandelt. Mein Problem ist das Verhalten des LM311 unter Last. Anbei mal ein Screenshot vom Ausgang des LM311 im unbelasteten und im belasteten Zustand. Auch wenn man es auf dem Foto nicht so gut erkennt: im belasteten Zustand erfolgt neben dem hohen Verschleifen des Signals auch eine leichte Änderung der Frequenz. Ich dachte eine Lösung sei die Verwendung eines OP und habe spontan noch einen TLC2272 hier gefunden (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc2272.pdf). Die maximal auftretende Frequenz liegt bei 500 kHz, die Amplitude liegt bei 5V. Ich habe den Ausgang des LM311 auf den nichtinvertierenden Eingang geführt. Den Ausgang des LM311 habe ich über einen Spannungsteiler mit 100K / 100K (auch versuchsweise 2MEG / 2MEG) auf den invertierenden Eingang gelegt. An Vcc+ habe ich 9V und an Vcc-/GND habe ich einfach GND angelegt. Leider kann ich erst am Montag wieder an die Schaltung und möchte bis dahin eigentlich herausfinden wieso der OP kein Signal ausgibt. Muss ich ggf. auch eine negative Versorgungsspannung anlegen? Wenn ja, wieso wird diese benötigt?? Oder gibt es eine bessere Lösung zur Entkopplung von LM311 / AD650?? Vorab vielen Dank für Eure Hilfe! Gruß Marco edit: habe das PSpice-Modell des TLC2272 von der TI-Seite geladen und eine Spice Simulation gemacht. Im Gegensatz zur Realität gibt hier der Ausgang etwas aus, bei mir leider nur ein Rauschen ... Bei mir liegen jedoch auch "in der Realität" an invertierendem und nicht invertierendem Eingang quasi die gleichen Signale an (mit Oszi überprüft). Liegt da ggf. ein Fehler in der Beschaltung .... ? Ich weiß nicht mehr weiter :(.
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>Mein Problem ist das Verhalten des LM311 unter Last. Anbei mal ein >Screenshot vom Ausgang des LM311 im unbelasteten und im belasteten >Zustand. Was meinst du mit "belastet"? Geht vielleicht ein CD4093 statt des TLC2272?
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Hallo, wenn ich den Ausgang des LM311 offen lasse und abgreife, kommt das saubere Rechtecksignal heraus (Screenshot angefügt). Ich habe die Verbindung zum Schaltkreis des AD650 flexibel gelöst und kann diese daher nach Bedarf auftrennen. Sobald ich den Ausgang des LM311 als f_in des AD650 (füge mal einen Plan der Beschaltung an) anlege, kommt ein sehr verschliffenes, leicht verfälschtes Signal heraus. edit: das "verschliffene Signal" liegt direkt am Ausgang des LM311, nicht erst am Eingang des AD650 an Kommt der TLC2272 für meine Applikation nicht in Frage? Wenn ja: wieso nicht?
>Sobald ich den Ausgang des LM311 als f_in des AD650 (füge mal einen Plan >der
Beschaltung an) anlege, kommt ein sehr verschliffenes, leicht >verfälschtes Signal
heraus.
Das verwundert nicht, weil die Schaltung gemäß Datenblatt dort ein
TTL-Signal will.
... TTL-Eingang: ok. Aber was genau soll ein TTL-Signal sein? Kann ich die Schaltung also auf diese Art gar nicht nutzen ... ? Oder wäre es eine Möglichkeit die beiden Schaltungen, z.B. über einen OP, voneinander zu entkoppeln?
Ist der LM311 als Oszillator beschaltet? (Statt der unübersichtlichen Spice-Schaltung des TLC2272 wäre eine übersichtliche Schaltung des eigentlichen Aufbaus hilfreicher.) - Dann beeinflusst die nachfolgende Schaltung wohl die frequenzbestimmenden Parameter der Frequenzerzeugung. Dies ist gut vorstellbar, da die Ausgangsimpedanz des LM311 bei LOW recht klein, bei HIGH aber der Kollektor- widerstand parallel zur Ausgangsbelastung ist.
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Hallo, ja der LM311 ist als Oszillator geschaltet. Ich habe mich am Nachbau eines LCR-Meter (http://elektronikbasteln.pl7.de/digitales-lc-meter.html) versucht und dabei den angehangenen Schaltplan befolgt. Was ist eine mögliche Lösung für das Problem? Ist die Verwendung eines OP eine mögliche Lösung ... ? Wenn ja: wieso funktioniert mein Aufbau nicht ... ? Bereits jetzt vielen Dank für die Infos! Habe nicht wirklich gedacht, dass die Schaltung zur Frequenzmessung einen so großen Einfluss auf die erzeugende Schaltung haben kann ....
Irgendwie hast du ja eine Schaltung gemacht, wo der LM311 schön schwingt. Dein Problem ist die Entkopplung zur nachfolgenden Schaltung. Einfachste Lösung wäre ein Transistor und 2 Widerstände: 1. Versuch: LM311 Ausgang über 10 kOhm zur Basis eines npn- Transistors. Kollekor mit 2,2 kOhm nach (+) und Emitter an GND. Nachfolgende Schaltung an den Kollektor des npn-Transistors anschließen. Das sollte mit einem BC337-25 erstmal bis 50 kHz funktionieren. Kommt aus dem AD650 überhaupt was vernünftiges raus? Ich denke, dass der Punkt zwischen Anode der 1N914 und dem 500 Ohm-Widerstand sowie dem 2 kOhm mit Pin 9 verbunden sein muss. Sonst kommt die Frequenz Fin doch nicht zum AD650.!
Hallo Marco, was jetzt: > Ich dachte eine Lösung sei die Verwendung eines OP und habe spontan noch > einen TLC2272 hier gefunden > (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc2272.pdf). Die maximal auftretende > Frequenz liegt bei 500 kHz, die Amplitude liegt bei 5V. Hier schreibst Du von einer Frequenz, spaeter, dass die Schaltung nicht funktioniert. Schreib mal bitte komplett, was denn Sache ist und anstelle von Datenbuchauszuegen, solltest Du besser DEINE Schaltung posten, den Du willst ja wissen, warum diese nicht funktioniert und nicht, warum die im Datenbuch doch geht..... Wen Du Dir die Funktion mal ansiehst, ist ganz klar warum eine Belastung, die zum Aendern des Ausgangssignales fuehrt, die Frequenz aendert: Das Ausgangssignal laedt/entlaedt den Zeit- und damit Frequenzbestimmenden Kondensator. Ist die Kurvenform oder Amplitude des Ausgangssignals nun durch Belastung verandert, aendert sich auch die Ladezeit und damit die Frequenz. Wenn Du Dir die EIngangsbeschaltung des AD590 ansiehst, erkennst Du, dass bei zu grosser Amplitude dieser den Ausgang des LM311 sehr deutlich belastet. Hast Du denn wirklich den 6.8kOhm Widerstand zwischen LM311 und AD590 drin? Mach den mal so gross wie nur irgend moeglich fuer die einwandfreie Funktion. Gruss Michael .....Ah..... und ja, es ginge natuerlich auch mit einem OP, aber warum DEINE Schalrung mit OP nicht laeuft.....gruebel....
>... TTL-Eingang: ok. Aber was genau soll ein TTL-Signal sein? Na, das Ausgangssignal eines TTL-Gatters natürlich: http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik Versuche doch erst mal die Schaltung des AD650 zu verstehen. Wozu ist der 560pF da? Warum wird der Eingang wohl von einem digitalen Gatter angesteuert und nicht von einem OPamp?
>im belasteten Zustand erfolgt neben dem hohen Verschleifen des Signals auch
eine leichte Änderung der Frequenz.
Dann ist etwas ganz falsch, denn der Komparator sollte nicht
frequenzbestimmend sein. Er wandelt nur ein signal um.
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Hallo allesamt, vorab vielen Dank für euer Feedback! Ich versuche erstmal alle gestellten Fragen nach Möglichkeit zu beantworten Bernd schrieb: > Kommt aus dem AD650 überhaupt was vernünftiges raus? > Ich denke, dass der Punkt zwischen Anode der 1N914 und dem > 500 Ohm-Widerstand sowie dem 2 kOhm mit Pin 9 verbunden sein > muss. > > Sonst kommt die Frequenz Fin doch nicht zum AD650.! Hallo Bernd, ja, die Verbindung fehlt in der Darstellung offensichtlich und wurde von mir ergänzt. Und noch ein ja, bei dem AD650 kommt "etwas vernünftiges" heraus, jedoch alles mit einem leichten Offset. Ich habe einen Hameg Frequenzgenerator genommen und diesen als Frequenzerzeugendes Glied (statt des LM311) benutzt. Ich habe das online Tool von Analog Devices (http://designtools.analog.com/dt/v2f/ad650.html) benutzt, um die Bauteile auszulegen. Insbesondere der One Shot Kondensator Cos ist ja essentiell für die maximale Frequenz. Wenn ich nun den AD650 mit Frequenzen beaufschlage reagiert er gemäß meiner vorigen Auslegung und hat ein sehr lineares Verhalten. Auch bei Anschließen des LM311 funktioniert die Schaltung, jedoch nicht genau wie vorher berechnet. Es scheint ein leichter Offset vorzuliegen, welcher durch das Zusammenspiel von LM311 und AD650 entsteht. Ich habe an der Stelle ein paar Messungen mit verschiedenen One Shot Kondensatoren gemacht und mit rechnerisch aufzutretenden Resonanzfrequenzen verglichen (Kondensator aus dem Schwingkreis fix, Spule mit/ohne Eisenkern mit LCR-Meter vermessen) und es treten schlichtweg "verschobene Werte auf". Wenn ich durch Probieren den One Shot Kondensator vergrößere, habe ich zwar nahezu mein gewünschtes Ergebnis, jedoch leider eher "durch Zufall" als durch seriöse Vorüberlegungen. Michael Roek schrieb: > Hier schreibst Du von einer Frequenz, spaeter, dass die Schaltung nicht > funktioniert. > Schreib mal bitte komplett, was denn Sache ist und anstelle von > Datenbuchauszuegen, solltest Du besser DEINE Schaltung posten, den Du > willst ja wissen, warum diese nicht funktioniert und nicht, warum die im > Datenbuch doch geht..... Hallo Michael, im Anhang ein Bild meines aktuellen Aufbaus. Die Widerstände des OP habe ich mittlerweile gleich gemacht. Ich dachte ein Verstärkungsfaktor K würde vielleicht etwas bringen, dies dann jedoch wieder verworfen ... > Wen Du Dir die Funktion mal ansiehst, ist ganz klar warum eine > Belastung, die zum Aendern des Ausgangssignales fuehrt, die Frequenz > aendert: > > Das Ausgangssignal laedt/entlaedt den Zeit- und damit > Frequenzbestimmenden Kondensator. > Ist die Kurvenform oder Amplitude des Ausgangssignals nun durch > Belastung verandert, aendert sich auch die Ladezeit und damit die > Frequenz. Das ist ein super Hinweis! Der AD650 bekommt dadurch also eine "geringere Periodendauer" vorgegaukelt, weil das Signal eine so geringe Flankensteilheit besitzt. > Wenn Du Dir die EIngangsbeschaltung des AD590 ansiehst, erkennst Du, > dass bei zu grosser Amplitude dieser den Ausgang des LM311 sehr deutlich > belastet. Ich muss ganz blöd fragen: woran erkenne ich das .... ? > Hast Du denn wirklich den 6.8kOhm Widerstand zwischen LM311 und AD590 > drin? Nein, dies ist nur in der Spice-Simulation, um "schöne Werte heraus zu bekommen". Im Moment ist gar kein Widerstand zwischen den beiden. Im Aufbau sieht du, dass ich die Frequenz des LM311 an der Einlötschraubklemme abgreife und damit auf den Eingang des AD650 führe. Ich habe diese Verbindung auch mal mit einem 1MEG-Ohm Widerstand versucht, jedoch wurde dann das Eingangssignal am AD650 so klein, dass dieser keine Werte mehr angezeigt hat. Daraufhin habe ich dann überlegt einen OP-Amp zu benutzen ... > Mach den mal so gross wie nur irgend moeglich fuer die einwandfreie > Funktion. s.o. Habe nebenbei auch mit einer Widerstands-Kaskade kurz herumprobiert in der Hoffnung einen Kompromiss zwischen Amptlide gut /verschliffenes Signal zu finden, leider ohne positiven Ausgang ... > > Gruss > > Michael > > > .....Ah..... und ja, es ginge natuerlich auch mit einem OP, aber warum > DEINE Schalrung mit OP nicht laeuft.....gruebel.... Danke für deinen Beitrag! Kai Klaas schrieb: >>... TTL-Eingang: ok. Aber was genau soll ein TTL-Signal sein? > > Na, das Ausgangssignal eines TTL-Gatters natürlich: > > http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik Hallo Kai, mit Eingangssignal eines TTL-Gatter meinst du quasi ein digitales Signal ... ? Mit TTL verbinde ich nur, dass ab einer bestimmten Spannung HIGH und ab einer bestimmten Spannung LOW angenommen wird. > Versuche doch erst mal die Schaltung des AD650 zu verstehen. Wozu ist > der 560pF da? Warum wird der Eingang wohl von einem digitalen Gatter > angesteuert und nicht von einem OPamp? Leider kann ich deine Frage nicht beantworten. Die Zuleitung von den 5V dienen wohl dem Heben des Niveaus. Ich bin um ehrlich zu sein davon ausgegegangen, dass sowohl der 560pF Kondensator, als auch die Diode lediglich zur Glättung der Signale vorhanden sind. Die Diode habe ich zu Testzwecken ein/ausgelötet und habe ein leichtes Rauschen im Signal gesehen. Welchen Beitrag soll der 560pF Kondensator leisten? Und über den Komparator habe ich mir auch keine rechten Gedanken gemacht. Aus dem Schaltbild heraus dachte ich es sei auch ein sehr hochohmiger OP-Bautein, der dort benutzt wurde. Dann die Komparatorfunktion, damit quasi bei jeder positiven Halbwelle der Cos Kondensator geladen wird. Wieso das nicht "auch einfach" über einen sonstigen Treiber o.Ä. geschieht kann ich dir nicht sagen. Mir ist auf jeden Fall aufgefallen, dass zwar am Eingang f_in des AD650 ein Eingangssignal in Form einer Frequenz anliegt, dies hatte aber nicht mehr viel mit dem Ausgang des LM311 zu tun .... Wäre super, wenn du mich vielleicht ein wenig aufklären könntest, weil ich einfach noch nicht so viel Erfahren mit dem Aufbau von analogen Schaltungen habe, sorry. zum weiteren Vorgehen: Sollte ich noch versuchen den OP TLC2272 mit einer negativen Eingangsspannung zu betreiben ... ? Was kann ich sonst noch ausprobieren? Ich werde versuchen einen Transistor mit niedrigem trr zu finden, so dass ich ggf. einen Frequenzbereich bis 100kHz abdecken kann. Dann wäre dies "notfalls" mein Ersatz für den OP, wobei ich die OP Lösung aus dem Bauch heraus irgendwie eleganter fände .... An dieser Stelle schonmal vielen Dank für die vielen konstruktiven Beiträge!
Kai Klaas schrieb: >>... TTL-Eingang: ok. Aber was genau soll ein TTL-Signal sein? > > Na, das Ausgangssignal eines TTL-Gatters natürlich: Naja, der Begriff "TTL-Signal" hat sich im Laufe der Jahre verändert. Während zu Zeiten der 74xx-Bausteine damit auch eine bestimmte Belastbarkeit verstanden wurde, heisst es heute eigentlich nur noch "irgendetwas zwischen etwa 0V und etwa 5V". Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Kai Klaas schrieb: >>>... TTL-Eingang: ok. Aber was genau soll ein TTL-Signal sein? >> >> Na, das Ausgangssignal eines TTL-Gatters natürlich: > > Naja, der Begriff "TTL-Signal" hat sich im Laufe der Jahre > verändert. Während zu Zeiten der 74xx-Bausteine damit auch eine > bestimmte Belastbarkeit verstanden wurde, heisst es heute > eigentlich nur noch "irgendetwas zwischen etwa 0V und etwa 5V". > Gruss > Harald Hallo, mit TTL-Signal ist also gemeint, dass das Signal "belastbar" sein muss? Im Sinne, dass es bei Belastung nicht einknicken darf; und genau das macht mein LM311 natürlich ... Das ist natürlich unter Anbetracht des One Shot Kondensators eine logische Anforderung. Danke für die Erklärung!
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Hallo, ich habe gerade meine Aufzeichnungen von gestern rechnerisch hinterlegt und bin gerade, um ehrlich zu sein, ein bisschen frustriert, weil der AD650 autark auch nicht richtig funktioniert... Ich habe den one shot Kondensator Cos immer variiert und dann den AD650 mit verschiedenen Frequenzen f_in beaufschlagt. Die ausgegebene Spannung habe ich nebenstehend immer in V_out beschrieben. Diesen realen Werten habe ich mal die rechnerisch zu erwartenden Werte gegenübergestellt und naja, ich kann nichtmal einen wirklichen Zusammenhang nachweisen, weil sich augenscheinlich auch die Referenz der Schaltung immer ändert ..... Ich hoffe wirklich sehr auf einen guten Rat, weil ich hier leider mit meinem Latein am Ende bin :/
Wenn du wirklich bis 500kHz arbeiten willst, braucht der AD650 am Eingang sehr steile Flanken und die von dir verwendete Eingangssschaltung einen potententen Push-Pull Treiber. Der LM311 ist als Open-Collector geschaltet und scheidet damit als möglicher Treiber aus. Ich würde dort mal einen 74LS00 versuchen. Vielleicht geht auch ein 74HC00. Unterschätze die Eingangschaltung des AD650 nicht. Sie ist erforderlich, um aus der negativen Flanke des Eingangssignal einen kurzen negativen Impuls zu erzeugen, der größer als 100ns aber kleiner als 1/3 der "One Shot"-Zeit ist. Mit einer einfachen negativen Flanke kommst du hier nicht weit. Das muß ein zeitlich exakt begrenzter, negativer Impuls sein!
Hallo, 500 kHz war eine maximale Grenze, welche aber eher rein hypothetisch mal genannt wurde. Ich selbst würde aus ersten Erfahrungswerten mal eher 150 kHz als Maximum ansetzen ... Ich habe mich nun mal mit Hilfe von http://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangsstufen_Logik-ICs (nette Seite ;)! ) in die Problematik eingelesen und nun den Unterschied zwischen Push-Pull und OC-Ausgang verstanden ... Wo kann man denn genau einem Datenblatt den Aufbau entnehmen? Nur indem ich z.B. beim LM311 in die schematic schaue und dann den "Col Out" betrachte ... ? Oder ist das noch irgendwo konkret beschrieben? Den Wert des Pull-Up-Widerstandes und dementsprechend den maximal verfügbaren Strom kann man daraus nicht entnehmen ... ? Kann ich aus den im TLC2272 verwendeten Bauteilen schließen, dass es sich dabei um einen Push-Pull Ausgang handelt .. ? Und wieso empfiehlst du gerade die beiden NAND-Gatter ... ? Erfahrungswerte? Ich hoffe, dass mir noch jemand was zu meinem Problem mit dem AD650 sagen kann ... ?? Ich habe ihn entsprechend dem Datasheet beschaltet. Oder hat ggf. der Frequenzerzeuger auch keinen belastbaren Ausgang ... ? Ich war bei der Beschaltung lediglich gezwungen eine andere Diode statt der eingezeichneten 1N914 zu verwenden. Habe aber einen Ersatz mit t_rr=3ns und einer leicht niedrigeren Spannungsfestigkeit verwendet.
>500 kHz war eine maximale Grenze, welche aber eher rein hypothetisch mal >genannt wurde. Ich selbst würde aus ersten Erfahrungswerten mal eher 150 >kHz als Maximum ansetzen ... Der Unterschied ist nicht sehr groß. Deswegen muß der negative Impuls trotzdem stimmen. >Nur indem ich z.B. beim LM311 in die schematic schaue und dann den "Col >Out" betrachte ... ? Ja klar, und der Pull-up in deiner Schaltung ist ja R3 mit 1k. >Wert des Pull-Up-Widerstandes und dementsprechend den maximal >verfügbaren Strom kann man daraus nicht entnehmen ... ? Schau doch selbst in deine Schaltung. Es ist R3! >Kann ich aus den im TLC2272 verwendeten Bauteilen schließen, dass es >sich dabei um einen Push-Pull Ausgang handelt .. ? Ja, weil es da in der Endstufe des TLC2272 zwei MOSFETs hat, einen um ein High Signal zu erzeugen und einen anderen für das Low Signal. Eine solche Endstufe kann dann kräftige Ströme liefern ("sourcen", "Push") und kräftige Ströme aufnehmen ("sinken", "Pull"). >Und wieso empfiehlst du gerade die beiden NAND-Gatter ... ? Es ist vollkommen wurscht, welches Gatter du jetzt im einzelnen nimmst. >Ich war bei der Beschaltung lediglich gezwungen eine andere Diode statt >der eingezeichneten 1N914 zu verwenden. Habe aber einen Ersatz mit >t_rr=3ns und einer leicht niedrigeren Spannungsfestigkeit verwendet. Ist hier vollkommen wurscht. Versuche einfach mal die Funktion der Schaltung zu verstehen. Das Originaldatenblatt des AD650 hatte das Gedöns mit der Diode und der Rückkopplung zu Pin 8 des AD650 übrigens nicht. Da wurde das Signal einfach über einen RC-Hochpaß aus 1000p und 2k2 an den Eingang des AD650 gegeben. Das kannst du ja auch mal probieren. Nimm aber lieber 100p und 22k. Und nochmals: Das Ganze funktioniert nur, wenn die Schaltung mit einer steilen high-low Flanke angesteuert wird! Also schalte einen 74HC00 dazwischen. Der LM311 sollte sowieso grundsätzlich gepuffert werden, wenn du mit seinem Ausgangssignal irgendetwas machen willst, weil du aufgrund der Open-Kollektor Topologie seines Ausgangs sonst immer seine Funktion störst. >Ich hoffe, dass mir noch jemand was zu meinem Problem mit dem AD650 >sagen kann ... ?? Ich habe ihn entsprechend dem Datasheet beschaltet. Ja, aber du steuerst ihn nicht mit einem TTL-Sgnal an. Solange da keine steilen Flanken ankommen, wird der AD650 nicht funktionieren.
Hallo und vorab vielen Dank für deine Hilfe, hast du zufällig noch "eine alte Version des Datenblattes vom AD650"? Du meinst also, dass ich f_in (welches ich morgen versuche vom LM311 auf einen Treiber und von dort aus auf den AD650 kommen zu lassen) einfach nur über den von dir beschrieben Hochpass (100pF, 22kOhm) auf Pin7 geben und Pin8 auf GND legen soll .. ? Hast du vielleicht noch eine Idee, wo mein Problem mit dem TLC2272 liegen könnte ... ? Ich habe diesen ja schon auf die Platine gelötet und er würde ja mit einem Verstärkungsfaktor k=1 auch die gewünschte Treiber-Funktion erfüllen, oder liege ich da falsch ... ?
>hast du zufällig noch "eine alte Version des Datenblattes vom AD650"? Nur in einem alten Datenbuch von 1988. >Du meinst also, dass ich f_in (welches ich morgen versuche vom LM311 auf >einen Treiber und von dort aus auf den AD650 kommen zu lassen) einfach >nur über den von dir beschrieben Hochpass (100pF, 22kOhm) auf Pin7 geben >und Pin8 auf GND legen soll .. ? Irgend etwas um 100...1000p und 2k2...22k, aber auf Pin 9. Pin 8 läßt du frei. Aber empfehlen möchte ich dir das nicht. Es muß eine Grund geben, warum AD die einfache Schaltung rausgeschmissen hat und jetzt die kompliziertere empfiehlt... >Hast du vielleicht noch eine Idee, wo mein Problem mit dem TLC2272 >liegen könnte ... ? Zeige uns doch mal einen Schaltplan, nicht die Simulation. Du weißt schon, daß die Pin-Nummern der Simulation nicht mit den Pin-Nummern des realen Opamps übereinstimmen? >Ich habe diesen ja schon auf die Platine gelötet und >er würde ja mit einem Verstärkungsfaktor k=1 auch die gewünschte >Treiber-Funktion erfüllen, oder liege ich da falsch ... ? Meiner Meinung nach ist er zu langsam. Marco, was meinst du wohl, warum AD dort ein TTL-Signal haben will??
Hallo, ja ich weiß. Habe den TLC2272 gemäß Datenblatt beschaltet. Den Ausgang des LM311 auf den nichtinvertierenden Eingang, 9V an Vcc+ angeschlossen und vom Ausgang eine Mitkopplung auf den invertierenden Eingang gelegt. Vcc- habe ich wie bereits gesagt mit GND verbunden. Als ich mit dem Oszi durchgemessen habe, konnte ich am nichtinvertierend und am invertierenden Eingang den gleichen Signalverlauf beobachten. Am Ausgang nur ein leichtes Rauschen, also quasi 0V. >>Ich habe diesen ja schon auf die Platine gelötet und >>er würde ja mit einem Verstärkungsfaktor k=1 auch die gewünschte >>Treiber-Funktion erfüllen, oder liege ich da falsch ... ? > > Meiner Meinung nach ist er zu langsam. Marco, was meinst du wohl, warum > AD dort ein TTL-Signal haben will?? Welcher Parameter ist an dieser Stelle für mich essentiell, wenn ich morgen nach einem Logikbaustein suche?? Gilt es primär "tr, tf input rise and fall times" zu beachten? Bei dem von dir empfohlenen 74HC00 liegt diese ja bei 500ns, so dass ich maximal 1 MHz damit übertragen könnte ... ? Außerdem scheinen noch tPHL/tPLH propagation delay nA, nB to nY see Fig.6 4.5 - 12 24 ns tTHL/tTLH output transition time 4.5 - - 29 ns für hohe Frequenzen zu beachten zu sein. Wenn ich an Frequenzen bis 150 kHz denke, liegen die Periodendauern ja nur bei µs, so dass alles im ns-Bereich ok sein sollte?? Melde mich dann morgen mal, wenn meine Bauteil-Suche irgendwie von Erfolg geprägt war, oder auch nicht ;o Als Wert im Datasheet des TLC2272 finde ich lediglich den Parameter t_s (setting time) mit 300µs. Ist dieser dann ausschlaggebend .. ?
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>Als ich mit dem Oszi durchgemessen habe, konnte ich am nichtinvertierend >und am invertierenden Eingang den gleichen Signalverlauf beobachten. >Am Ausgang nur ein leichtes Rauschen, also quasi 0V. Wie du der Simulation im Anhang entnehmen kannst, ist der TLC2272 für 1MHz viel zu langsam. Schon mit nur 100kHz hat der OPamp Schwierigkeiten. >Als Wert im Datasheet des TLC2272 finde ich lediglich den Parameter t_s >(setting time) mit 300µs. Ist dieser dann ausschlaggebend .. ? Die "Slew Rate" ist der wichtige Parameter hier. >Welcher Parameter ist an dieser Stelle für mich essentiell, wenn ich >morgen nach einem Logikbaustein suche?? Gilt es primär "tr, tf input >rise and fall times" zu beachten? Primär nicht, aber wichtig ist es auch: Die Flanke, die man an den Eingang des 74HC00 darf nicht zu langsam sein. >Bei dem von dir empfohlenen 74HC00 liegt diese ja bei 500ns, so dass ich >maximal 1 MHz damit übertragen könnte ... ? Das Eingangssignal sollte für das Umschalten weniger als 500nsec brauchen. Deinen Oszi-Fotos kann man entnehmen, daß der LM311 durchaus schnell genug ist, um einen 74HCMOS Eingang anzusteuern. Mit der maximal zu "übertragenden" Frequenz hat das nichts zu tun. Natürlich kann der 74HC00 wesentlich höhere Frequenzen händeln als nur 1MHz... >Wenn ich an Frequenzen bis 150 kHz denke, liegen die Periodendauern ja >nur bei µs, so dass alles im ns-Bereich ok sein sollte?? Der 74HC00 ist auf jeden Fall schnell genug.
Hallo, ich habe heute morgen die Bauteilschublade durchsucht und habe dabei den von dir empfohlenen 74HC00 nicht auftreiben können. Stattdessen habe ich, an deinen Anweisungen orientiert, einen CD4011BE, also einen 4011 NAND-Baustein genommen. Dieser scheint ein mindestens so gutes Verhalten wie der 74HC00 bzgl. seiner Geschwindigkeit zu haben. Ich beschalte dann einfach einen NAND-Eingang mit dem Ausgang des LM311 und den anderen Eingang lege ich auf GND. Als Versorgungsspannung gebe ich einfach 5V an, damit diese durchgeschaltet werden. Gestern Abend ist mir in den Sinn gekommen, dass dieses "verschliffene Verhalten" doch auch primär aus dem 560 pF Kondensator resultieren könnte ... ? Bei einem tau = 0,56 µs scheint der verschliffene Verlauf einfach die Ladekurve des Kondensators darzustellen. Diese werde ich dann wohl auch entsprechend am Ausgang meines Logikbausteins beobachten. Aber der Logikbaustein kann dann wahrscheinlich einen höheren Strom bereitstellen, so dass der One Shot Kondensator besser versorgt wird? Weil ich zur Beschaltung des AD650 keine 1N914 Diode zur Verfügung hatte, habe ich eine 1N4148 verwendet. Außerdem habe ich keine Trennung von Analogem und Digitalem Ground vollzogen, sondern alles auf ein gemeinsames GND gelegt. Ich bin wirklich verzweifelt bzgl. des Verhaltes des AD650 ...
>Dieser scheint ein mindestens so gutes Verhalten wie der 74HC00 bzgl. >seiner Geschwindigkeit zu haben. Nein, der ist deutlich langsamer und kann keine niederohmigen Lasten treiben. Du kannst aber mehrere Ausgänge parallelschalten. >Ich beschalte dann einfach einen NAND-Eingang mit dem Ausgang des LM311 Ja. >und den anderen Eingang lege ich auf GND. Nein, auf high! >Als Versorgungsspannung gebe ich einfach 5V an, damit diese >durchgeschaltet werden. Das sollte die gleiche sein, an der auch der LM311 liegt. Vergiß nicht den obligatorischen 100n Entkoppelcap. >Gestern Abend ist mir in den Sinn gekommen, dass dieses "verschliffene >Verhalten" doch auch primär aus dem 560 pF Kondensator resultieren >könnte ... ? Ja, natürlich. >Bei einem tau = 0,56 µs scheint der verschliffene Verlauf einfach die >Ladekurve des Kondensators darzustellen. Bei einer 0_1 Flanke ist der 560p Cap zunächst ungeladen und wird über den 500R Widerstand aufgeladen. Das zwingt den Ausgang der LM311 Schaltung in die Knie. Deswegen mußt du den Ausgang mit einer ausreichend kräftigen Push-Pull-Stufe puffern, eben mit einem 74HC00 o.ä. >Aber der Logikbaustein kann dann wahrscheinlich einen höheren Strom >bereitstellen, so dass der One Shot Kondensator besser versorgt wird? Genau. >Weil ich zur Beschaltung des AD650 keine 1N914 Diode zur Verfügung >hatte, habe ich eine 1N4148 verwendet. Ich habe schon mal geschrieben, daß das keinen Einfuß auf die Schaltung hat. >Ich bin wirklich verzweifelt bzgl. des Verhaltes des AD650 ... Bei allem Respekt, das liegt nicht unbedingt am AD650, wenn du das Teil nicht so beschaltest, wie es das Datenblatt verlangt... Miß mal das Signal an Pin 9 und poste es hier. Vergiß nicht, daß da ein kräftiger negativer Impuls gemessen werden können muß, der nicht viel länger als ein paar 100nsec sein darf.
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Hallo, leider fehlt mir das Hintergrundwissen, um "alleine" einen passenden Chip auszuwählen ... als ich heute den 4011 in die Hände bekommen habe und mir das Bauteil angeschaut habe, schienen mir die Werte spontan ähnlich zu sein, auch im niedrigen ns bereich. Bei Versuchen hat er auch alle Frequenzen bis 200kHz sauber übertragen. Mir ist nur aufgefallen, dass ich die Schaltung nicht mehr ohne ihn betreiben kann. Habe den Ausgang des 4011 direkt an den Eingang des 560pF Kondensators gelötet. Wenn ich nun "über meine vorige Eingangsleitung" gehen möchte, also den LM311 nochmal im belasteten Zustand dranhänge oder aber auch meinen Frequenzgenerator, dann wird das Signal vom 4011 komplett verschluckt. Ich muss auch mit dem Frequenzgenerator das Signal nun über den 4011 darauf geben. Ist ja nicht schlimm; habe mich eben nur gefragt wieso und konnte es mir nicht recht erklären. Bei einem Blick in anderen Datenblätter habe ich mich gefragt wann konkret die slew rate angegeben wird und wann eher auf rise/fall times verwiesen wird? Weil nach deinen Aussagen der TLC2272 mit 3,6V/µs zu langsam war, ist ein "gängiger OP" wie z.B. der LM358 mit 0,3 V/µs erst recht zu langsam ... ? Nun aber weg vom nach Wissen streben sondern wieder zum Projekt ;) Der Tipp hat super gewirkt und die Ergebnisse sehen schon sehr sehr viel besser aus. Nur leider ist scheinbar immernoch irgendwo ein kleines Problem. Im Anhang wie gewünscht ein Bild vom Ausgang des Pin9 mit dem negativen Impuls. Das verhalten ist nun zwar in einem gewissen Bereich linear, jedoch nicht mit dem im Datenblatt beschriebenen Verhalten von einer Steigung mit 0,1x. Den Offset habe ich über den Trimm-Widerstand so eingestellt, dass bei einer Verbindung von f_in und GND 0V am Ausgang anliegen. Sonst habe ich R_in = 5,56 kOhm gewählt. Und bei C_int werde ich leider nicht sehr schlau aus dem Datenblatt, was mit der "mechanical bandwith" gemeint sein soll. Ich habe als Wert einfach meine Messbereichsbreite (~50 kHz) angegeben und dementsprechend für C_int einfach mal 20 nF gewählt. Sobald ich in einen niedrigen Frequenzbereich komme, flacht der Verlauf des linearen Verhaltes sehr ab. Worin kann der Grund dafür liegen ... ? An dieser Stelle schonmal vielen, vielen Dank für deine Hilfe Kai. Ich hoffe du hilfst mir auch noch "die letzten Meter" zu überstehen ... ;)
>Wenn ich nun "über meine vorige Eingangsleitung" gehen möchte, also den >LM311 nochmal im belasteten Zustand dranhänge oder aber auch meinen >Frequenzgenerator, dann wird das Signal vom 4011 komplett verschluckt. Der 4011 schließt mit seiner niedrigen Ausgangsimpedanz das Signal wohl kurz. Wenn du den Eingang mit einem anderen Treiber speisen willst, mußt du den 4011 natürlich vorher entfernen. >Im Anhang wie gewünscht ein Bild vom Ausgang des Pin9 mit dem negativen >Impuls. Das sieht doch schon mal sehr gut aus! >Weil nach deinen Aussagen der TLC2272 mit 3,6V/µs zu langsam war, ist >ein "gängiger OP" wie z.B. der LM358 mit 0,3 V/µs erst recht zu >langsam ... ? Ja. Du mußt dir einfach darüber klar werden, daß der negative Impuls an Pin 9 des AD650 zwar länger als 100nsec, aber kürzer als ein 1/3 der "One Shot" Zeit des AD650 sein muß. Wenn der negative Impuls jetzt mit einem Differenzierer, also dem RC-Hochpaß, erzeugt werden soll, geht das nur mit einer sehr steilen 1_0 Flanke. Außerdem muß der Treiber einen recht hohen Strom nach Masse fließen lassen können und das blitzartig. Deswegen ist hier der Ausgang eines digitalen Gatters als Treiber besonders hilfreich. >Sobald ich in einen niedrigen Frequenzbereich komme, flacht der Verlauf >des linearen Verhaltes sehr ab. Worin kann der Grund dafür liegen ... ? Hast du das schon gelesen? http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/75729603AN-279.pdf
Hallo, aus der Application note können für mich augenscheinlich spontan zwei Dinge von Bedeutung sein: Notice that the relationship between the average output voltage and input frequency is a function of the one-shot time constant and the feedback resistor but not of the integration capacitor. This is because the integration capacitor is an open circuit to dc. From Equation 1b it is clear that the most practical way to trim the full-scale voltage is to include a trim potentiometer in series with RINT. Typically, a 30% trim range will be required to absorb errors associated with tOS and α. -> also bei R_int einen Poti einbauen und mit diesem ein wenig spielen, ggf. nachträglich den Offset nochmal nachjustieren .. ? Oder aber auch: The ripple content is calculated using Equation 3. Remember that the ripple amplitude will change with frequency and will be largest at the lowest frequency Und das führt dann ggf. im unteren Frequenzbereich zu diesem abflacheneden Verlauf ... ?
Hallo, hier mal ein "edit" zu meinem Beitrag von heute morgen. Habe inzwischen den C_int mal auf 3,3uF erhöht und erhalte nun ein glattes Ausgangssignal, welches sich wunderbar linear verhält. So soll es wohl sein ;) Nun ist mir jedoch aufgefallen, dass bei einer Eingangsfrequenz f > 130k der 4011 eine Grätsche macht. Wenn ich mich nochmal nach einem Baustein umschaue, welchen Anforderungen sollte dieser genügen, um Frequenzen bis 250k (ggf. sogar 500k) sauber übertragen zu können???
>-> also bei R_int einen Poti einbauen und mit diesem ein wenig spielen, >ggf. nachträglich den Offset nochmal nachjustieren .. ? Auf jeden! Spielen ist immer gut... >Habe inzwischen den C_int mal auf 3,3uF erhöht und erhalte nun ein >glattes Ausgangssignal, welches sich wunderbar linear verhält. So soll >es wohl sein ;) Na also. >Nun ist mir jedoch aufgefallen, dass bei einer Eingangsfrequenz f > 130k >der 4011 eine Grätsche macht. Was meinst du genau? >Wenn ich mich nochmal nach einem Baustein umschaue, welchen >Anforderungen sollte dieser genügen, um Frequenzen bis 250k (ggf. sogar >500k) sauber übertragen zu können??? Wie bereits geschrieben, ist der 4011 recht hochohmig am Ausgang, bei 5V Versorgungsspannung rund 10 mal hochohmiger als ein 74HC00. Also entweder du schaltest mehrere Gatterausgänge des 4011 parallel oder du nimmst einen 74HC00.
Angehängte Dateien:
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f_kleiner_130k.JPG
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f_groesser_130k.JPG
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Hallo, anbei mal zwei Abbildungen. Die eine zeigt das Verhalten unterhalb einer Frequenz von 130kHz, das andere das Verhalten oberhalb von 130kHz. Die Ausgangsspannung des AD650 verliert oberhalb von 130kHz, sobald also die abfallende Flanke "beginnt zu flackern" an linearität und liefert keine sinnvollen Werte mehr. Du meinst, dass ich das Ausgangssignal auf mehrere (ggf. alle 4) NAND-Blöcke geben soll und dann auch die Ausgangsleitungen alle zusammenlöten soll ... ? Welchen Vorteil würde ich daraus erhalten??? Kannst du mir zufällig eine Tendenz zur Slew-Rate geben, die ich benötige ... ? Oder vergleichbare Parameter für AC-Charakteristika, damit ich nach einem Ersatz für den 74HC00 schauen kann ... ?
>Du meinst, dass ich das Ausgangssignal auf mehrere (ggf. alle 4) >NAND-Blöcke geben soll und dann auch die Ausgangsleitungen alle >zusammenlöten soll ... ? Genau. >Welchen Vorteil würde ich daraus erhalten??? Die Ausgangsimpedanz sinkt auf 1/4 und kann mehr Strom "sourcen" und "sinken". Dadurch kann der Hochpaß besser ausgesteuert werden. >Kannst du mir zufällig eine Tendenz zur Slew-Rate geben, die ich >benötige ... ? Oder vergleichbare Parameter für AC-Charakteristika, >damit ich nach einem Ersatz für den 74HC00 schauen kann ... ? Was stört dich denn am 74HC00? Du kannst auch einen 74LS00 oder gar 7400 ausprobieren. >Die Ausgangsspannung des AD650 verliert oberhalb von 130kHz, sobald also >die abfallende Flanke "beginnt zu flackern" an linearität und liefert >keine sinnvollen Werte mehr. Wenn ich mir deinen Aufbau anschaue, dann kann das "Geflackere" auch Ausdruck des nicht HF-mäßgen Aufbaus sein. Da wirst du mit schnelleren Treibern womöglich sogar noch größere Probleme bekommen. An einen Betrieb bis 500kHz solltest du mit deinem Aufbau vielleicht besser nicht denken.
Hallo, alles klar. Ich werde nachher zunächst mal versuchen die Ausgänge parallel zu nutzen und mich dann noch nach einem anderen Baustein umschauen. Vielen Dank!
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