Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ausgang mit 0 V/5 V in -5 V/ +5V wandeln


von Michael (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe einen ATmega mit einem Ausgangspin, der die Zustände 0 V und 5 
V annehmen kann. Dieser Ausgang soll eine Schaltung steuern, die als 
Eingangsspannungen -5 V und +5 V erwartet.

Die Wandlung soll also wie folgt aussehen:
AVR 0 V -> -5 V
AVR 5 V -> +5V

Als Versorgungsspannungen stehen +5 V und -5 V zur Verfügung.

Vielen Dank für Eure Hilfe!

von Tom K. (ez81)


Angehängte Dateien:

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Ein Vorschlag im Anhang

von Achim M. (minifloat)


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Zwei Möglichkeiten:
1. Mit nem Opamp nen negativen Offset aufaddieren und mit Faktor 2 
multiplizieren.
2. Wenn du mit einer Invertierung leben kannst, reicht ein 
pnp-Transistor mit 2 Widerständen. Mit einem npn-Transistor und einem 
Widerstand zusätzlich bekommst du auch die Invertierung wieder weg.
mfg mf

PS: Toms Lösung ist ja mal extrem schick! Werd ich mir gleich merken, 
danke!

von Martin B. (statler)


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brauchst du nur die digitalen pegel 0 und 5V oder auch alle 
Zwischenwerte (analog)

von Achim M. (minifloat)


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Martin B. aus E. schrieb:
> alle Zwischenwerte (analog)
Schonmal einen ATmega ohne X mit DAC gesehen? Ich nicht. Aber du hast 
recht, das gehört eigentlich auch in die Fragestellung des 
Eröffnungspostings.
mf

von Michael (Gast)


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Die Zwischenwerte werden nicht benötigt. Es wird lediglich ein normaler 
Digitalausgang des ATmegas verwendet.

Danke für die bisherigen Vorschläge und dazu auch gleich eine Frage:
Die -5 V und 5 V sollten möglichst "genau" erreicht werden. Sehe ich das 
falsch oder stehen bei den bisherigen Spannungen die Pegel nicht in 
voller Höhe zur Verfügung weil ein Teil über dem aktiven Element (FET 
oder Transistor) abfällt?

von Achim M. (minifloat)


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Also wenn man die Bipolartransistoren gut übersteuert, macht das so gut 
wie garnix aus. Beim FET kann man davon ausgehen, dass es geht. mfg mf

PS:
Was für einen Eingangswiderstand muss die Schaltung denn treiben?
Hast du ne grobe Einschätzung von Spannung zu Eingangsstrom?

von Stefan (Gast)


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Sowohl am FET als auch am Widerstand fällt Spannung ab. Wenn Du das 
nicht willst, brauchst Du noch eine entsprechende Treiberstufe dahinter, 
also mehr Transistoren.

Ich würde es so versuchen:
1
                            1k
2
                   +5V ---[===]---+     +5V
3
                                  |     |
4
            1k             3,9k   |   |/<
5
    +5V ---[===]---+--+---[===]---+---|
6
                   |  |               |\
7
                   |  |                 |
8
         10k     |/   |                 |
9
AVR o---[===]----|    |                 +-----o Ausgang
10
                 |\>  |                 |
11
                   |  |                 |
12
                  GND |                 |
13
                      |    10k        |/
14
                      +---[===]---+---|
15
                                  |   |\>
16
                   -5V ---[===]---+     |
17
                            1k          -5V

von Falk B. (falk)


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@  Michael (Gast)

>Die -5 V und 5 V sollten möglichst "genau" erreicht werden.

Wie genau?
Bei welchen Ausgangsstrom?
Siehe Netiquette

Man kann u.a. einen ICL7667 nehmen, mit -5 und 5V speisen. Ansteuerung 
dann per Pegelwandler aus 5,1V Z-Diode und Pull-Down nach -5V.

von Michael (Gast)


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Genau nur im Sinne von "es sollen keine 0,7 V am Transistor abfallen". 
Wenn man die Pegel auf 0,1 V genau erreicht wäre das schön. Ich schätze, 
dass so 10-30 mA fließen werden.

von Michael (Gast)


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Sind im Vorschlag von Stefan nicht auch die Diodenstrecken ein Problem? 
Fallen dort nicht wieder 0,7 V ab?

von Martin B. (statler)


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Wie schnell und wie oft wird geschaltet?
Wie genau muss die Spannung 5V resp. -5V eingehalten werden?
Hast du "beliebig" viel Energie etc. zur Verfügung, oder ist das eine 
BatteryPoweredSystem?

von Michael (Gast)


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Es muss mit circa 1 kHz geschaltet werden und die Spannung sollte wie 
gesagt vielleicht so grob 0,1 V abweichen. Energie hätte ich "beliebig" 
zur Verfügung, wüsste jetzt aber nicht direkt warum es so viel Energie 
brauchen sollte.

von Ansgar K. (malefiz)


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na mit einem Relais hättest du die weingsten Spannungsverluste aber ich 
glaube die 1k Hz sind nichts für das relais

von Harald S. (hasti)


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Ich setze den AD5665 DA-Wandler ein und mache danach eine Umsetzung von 
0/5V nach -5/5V genau wie im Datenblatt auf Seite 31, Figure 73 
dargestellt.

http://www.analog.com/en/digital-to-analog-converters/da-converters/ad5665r/products/product.html

Viel Spass damit.
Gruss Harald

von Stefan (Gast)


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In meiner obigen Schaltung fällt an den Ausgangs-Transistoren (fast) 
keine Spannung ab. Laut Wikipedia sollen es 0,2 Volt sein.

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