Hallo,
mir wurde gestern bei einer Frage hier sehr gut geholfen.Daher möchte
ich noch eine Frage loswerden.
Zum Bild:
Bei der Schaltung soll ein analoger Empfängerteil mit einem digitalen
Kommunikationsteil verbunden werden. Dieses soll möglichst hochfrequent
und mit möglichst verschwindender Latenz erfolgen. Mindestanforderung
2MHz. Je mehr desto besser.
Der Analogteil wird über eine Spannungsreglung mit
Spannungssymmetrierung versorgt. D.h. ich regele eine Eingangsspannung
von 12V zunächst auf 10V und teile diese über eine geregelte
Push-Pull-Stufe auf -5V, AGND und +5V auf. Die digitale
Spannungsversorgung erfolgt duch einen 5V-Linearregler auch aus den
vorhandenen 12V. Dabei sind der digitale GND und die analoge -5V
elektrisch verbunden.
Aus Sicht des Digitalteils existieren folgende Potentiale bezüglich
digitalem GND:
+5V analog = 10V
AGND analog = 5V
-5V analog = GND
Mein Problem:
Die Ausgangsstufe der Analogschaltung wird durch den Komparator AD8561
gebildet, dessen Ausgang auf AGND bezogen ist. Ein Bezug auf GND
quittierte er mit Arbeitsverweigerung. Somit schaltet dessen Ausgang nun
zwischen AGND und +5V.
Der Ausgang des Komparators soll auf einen 74HC125 im Digitalteil
geschaltet werden. Somit muss ich die analogen 5V und 10V auf digitale
0V und 5V herunter bringen.
Bislang habe ich mir mit der im Bild gezeigten Schaltung geholfen. Die
Flanken sind recht gut, aber die Latenz ist mit t>50ns zu hoch.
Als Alternative erwog ich einen entsprechend berechneten Spannungsteiler
vom Komparatorausgang zu GND, der mich in den Bereich der TTL-Logik
bringt. Aber das soll nur sehr träge laufen.
Habt ihr einen Vorschlag, wie ich das Problem mit hoher Frequenz und
geringer Latenz lösen könnte?
Mit Gruß
Mike1
Hallo,
wie schätzt ihr die im Anhang befindliche Schaltung ein? Könnte diese
die Pegeltransformation nach TTL (hier eingestellt auf l=1,1V/h=2,9V)
mit hoher Geschwindigkeit schaffen? Ziel wäre ein Propagationsdelay
t<=10ns und eine transferierbare Frequenz >10MHz.
Ich bin über jeden Tipp dankbar.
Mit Gruß und Dank im voraus
Mike
@ Mike (Gast)
>Bei der Schaltung soll ein analoger Empfängerteil mit einem digitalen>Kommunikationsteil verbunden werden. Dieses soll möglichst hochfrequent>und mit möglichst verschwindender Latenz erfolgen. Mindestanforderung>2MHz. Je mehr desto besser.
Die LED Geschichte?
Beitrag "Schnelle TTL-Ansteuerung einer LED, f>1MHz">+5V analog = 10V>AGND analog = 5V>-5V analog = GND
Nennt man virtuelle Masse.
>Die Ausgangsstufe der Analogschaltung wird durch den Komparator AD8561>gebildet, dessen Ausgang auf AGND bezogen ist. Ein Bezug auf GND>quittierte er mit Arbeitsverweigerung. Somit schaltet dessen Ausgang nun>zwischen AGND und +5V.
"The AD8561 is a single 7 ns comparator with separate input and
output sections. Separate supplies enable the input stage to be
operated from ±5 V dual supplies and +5 V single supplies."
Du denkst zu kompliziert. Das Alles kann man mit +5V Single supply
machen. Virtuelle Masse auch 2,5V. Der Komparator kann die LED des
Optokopplers direkt treiben, er hat genung Dampf. Damit entfällt U?A.
Der Rest ist OK. Aber es bleibt die Frage, wozu die optische Trennung
benötigt wird, wenn deine Übertragungsstrecke schon optisch ist?
Wahrscheinlich ist das nur ein Angst-Optokoppler.
>Bislang habe ich mir mit der im Bild gezeigten Schaltung geholfen. Die>Flanken sind recht gut, aber die Latenz ist mit t>50ns zu hoch.
Logisch, das addiert sich halt.
Hallo Falk,
genau die LED-Geschichte :) Sender und Empfänger müssen schneller
reagieren. Es geht dabei um einen optischen Can-Bus-Aufbau als
Studienprojekt. Der scheitert derzeit allein an der Latenz der
Schaltung. Daher versuche ich an den schlimmsten Stellen die Laufzeiten
zu optimieren.
Natürlich nennt man das virtuelle Masse, aber ich dachte ich mache es
möglichst deutlich.
Ich brauche leider wegen einer Photodiodenvorspannung eine möglichst
große symmetrische Spannung (+-5V und AGND auf virtueller Masse). Das
Nutzsignal (Vsignal) nach dem TIA und direkt vor dem Komparator hängt
dementsprechend zwischen 5,x und 6V (ca. 300-400mV Nutzsignal).
Damit ist es zu hoch, um bereits hier SingleSupply bezogen auf den
Digitalteil zu fahren. Und im Analogteil kann ich leider nur die
virtuelle Masse als Bezugspunkt für die Ausgangsstufe verwenden.
Schließe ich den Referenzpin an -5V (also GND), so geht der Komparator
in seine Aussteuergrenze mit etwa 9V. Egal welche Vergleichsspannung
Vref (4V <= Vref <= 6V) ich ihm am Eingang anbiete.
Wenn du hier eine Lösung hast, so könnte ich hier schon schließen und
ich wäre nach langer Grübelei glücklich:)
Der Optokoppler stellt nur eine saubere Trennung zwischen analogem und
digitalen Bereich der Schaltung da und soll Einstreuungen in den
Analogteil vermeiden. Der Analogteil ist in einem HF-Gehäuse gekapselt.
Denn der Aufbau soll evtl mal an einer Werkzeugmaschine getestet werden.
Wenn ich den Komparator direkt auf mein Busgatter schalten kann, so wäre
ich sehr glücklich. Ich weiss nur nicht wie ich ihm das beibringe.
Mit Gruß
Mike
Das schein mir alles Overkill zu sein. Einen Komparator, um einem
Optokoppler anzutreiben ? Nebenbei zieht ein Optokoppler auf beiden
Seiten pulsfoermeige Stroeme.
Besser einen ADuM13xx (bis 100MBit), ADuM14xx (bis 100MBit), ISO721
(150MBit) einsetzten. Die sind alle stromsparend im Vergleich zu einem
Optokoppler, zumindest bei kleinen Geschwindigkeiten.
@ Mike (Gast)
>reagieren. Es geht dabei um einen optischen Can-Bus-Aufbau als>Studienprojekt.
Nimm SFH756 und SFH551, fertig ;-)
>Nutzsignal (Vsignal) nach dem TIA und direkt vor dem Komparator hängt>dementsprechend zwischen 5,x und 6V (ca. 300-400mV Nutzsignal).
Sicher, aber
>Schließe ich den Referenzpin an -5V (also GND), so geht der Komparator>in seine Aussteuergrenze mit etwa 9V. Egal welche Vergleichsspannung>Vref (4V <= Vref <= 6V) ich ihm am Eingang anbiete.
Logisch, der funktioniert nun mal so. Dann besorg dir echte -5V, dort
braucht man ja nur ein paar uA.
>Der Optokoppler stellt nur eine saubere Trennung zwischen analogem und>digitalen Bereich der Schaltung da und soll Einstreuungen in den>Analogteil vermeiden.
Nicht sonderlich sinnvoll. Mit solidem Layout schafft man das auch ohne
Optokoppler.
>Wenn ich den Komparator direkt auf mein Busgatter schalten kann, so wäre>ich sehr glücklich. Ich weiss nur nicht wie ich ihm das beibringe.
Betreibe ihn mit 5V. Fertig. Und wenn du WIRKLICH sehr vie Vorspannung
für die Photodiode brauchst, erzeuge sie per Ladungspumpe ala ICL7660.
Zum schnellen Testen tut es ein 9V Block.
Levelshifter.png
(3,7 KB)
