Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Komparator für mehrere Eingänge?


von elektroTrabi (Gast)


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Moin,

gibt es vielleicht einen IC, der mehrere analoge Signale vergleicht und 
auf die jeweils größte Eingangspannung hinweist?
Also eine Art Kreuzung aus Komparator und Priority Encoder?
Ausgabe entweder als einzelnes Flag für das jeweils stärksten Signal 
oder notfalls auch binär codiert.

Bei mindestens vier Signalen erscheint mir das schnell zu einem 
Komparatoren+Logik-Grab bei Berücksichtigung aller möglichen 
Kombinationen auszuarten. Oder ausweichen auf Analog-Eingäng vom µC. Ein 
einfacher IC (halbwegs abgeglichen) wäre mir da am liebsten.

Gibt's sowas? Wie heißt sowas?

Thx,
Trabi

von Und wech U. (quinny)


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Hallo Trabi,

das ist ja mal ne interessante Knobelaufgabe. Ich denk drüber nach....

VG

Fred

von Praktiker (Gast)


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elektroTrabi schrieb:
> Also eine Art Kreuzung aus Komparator und Priority Encoder?

Wieso Kreuzung.
Hänge die Komparatoren vor einen Priority Encoder.

von Und wech U. (quinny)


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Praktiker schrieb:
> Hänge die Komparatoren vor einen Priority Encoder.

Und wie viele Komparatoren braucht man für beispielsweise nur sechs 
Eingangssignale?

von Und wech U. (quinny)


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Ich würde eine - zuvor auf 0V entladene - gemeinsame Testkapazität von 
den - beispielsweeise sechs - Signalspannungen über Optokoppler-LEDs 
aufladen lassen.

Die Spannung an der Kapazität steigt also höher und höher und nach und 
nach verlischt ein Optokoppler nach dem anderen. Der Optokoppler, der 
als letzter noch eingeschaltet ist, liegt an der höchsten Spannung.

Die Ausgangssignale der Optkoppler kann man logisch verknüpfen, falls 
man weniger als sechs Ausgangsleitungen haben will.


"Optokoppler" ist ein Synonym für irgendeine Ladestrommesseinrichtung. 
Das kann auch die BE-Strecke eines BJT sein.

VG

Fred

von (prx) A. K. (prx)


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Grundprinzip: Differenzverstärker wie am Eingang von 
Operationsverstärkern. Nur mit mehr 2 Eingängen. Kollektorstrom gibts 
nur in dem Zweig, an dem die höchste Spannung anliegt. Dort BE-Stecke 
von PNP platzieren und an dessen Kollektor hast du dein Signal.

: Bearbeitet durch User
von Paul B. (paul_baumann)


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Fred frog:
>Und wie viele Komparatoren braucht man für beispielsweise nur sechs
>Eingangssignale?

Was meinst Du denn wieviele?
Sollen Andere für Dich zählen oder was?

Am Vernünftigsten wird es wohl mit einem Kontroller gehen, der genug
A/D-Wandler-Kanäle (mindestens 4 gibt der TO vor) hat. Da kann man
reihum messen lassen und im Programm gucken, welcher Kanal die höchste
Spannung lieferte. Der hat dann (bis zum nächsten Mal) gewonnen.

MfG Paul

von elektroTrabi (Gast)


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Moin,
Komp+Priority Encoder liefert noch nicht ganz das gewünschte.
Beim PE haben die Eingänge eine festgelegte Wertigkeit, der 
hochwertigste mit aktivem Eingangspegel setzt sich durch und bekommt 
seine Kennung auf den Ausgang.
Mir geht's aber darum, aus mehreren analog-Signalen das stärkste zu 
ermitteln, die "Wertigkeit" steckt hier also vom jeweiligen Signalpegel, 
nicht in der Reihenfolge der Eingangsbelegung.

von Und wech U. (quinny)


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elektroTrabi schrieb:
> Mir geht's aber darum, aus mehreren analog-Signalen das stärkste zu
> ermitteln, die "Wertigkeit" steckt hier also vom jeweiligen Signalpegel,
> nicht in der Reihenfolge der Eingangsbelegung.

Hallo Trabi,

dann lies Dir noch mal bitte meinen Beitrag durch ;)

VG

Fred

von (prx) A. K. (prx)


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Obige Idee als Bild.

von Und wech U. (quinny)


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Paul Baumann schrieb:
> Fred frog:
>>Und wie viele Komparatoren braucht man für beispielsweise nur sechs
>>Eingangssignale?
>
> Was meinst Du denn wieviele?
> Sollen Andere für Dich zählen oder was?

Wenn Du jeden Eingang mit jedem anderen Eingang mit Komparatoren 
vergleichen willst, dann kommt man auf sehr viele Komparatoren. So weit 
kann ich nicht zählen ;)

VG

Fred

von MaWin (Gast)


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elektroTrabi schrieb:
> Bei mindestens vier Signalen erscheint mir das schnell zu einem
> Komparatoren+Logik-Grab bei Berücksichtigung aller möglichen
> Kombinationen auszuarten.

Aber nur, wenn man so ungeschickt ist, den grösseren von beiden 
Analogwerten nicht weiterzureichen für den nächsten Vergleich.

Von so einem build block braucht man einen weniger als Anzahl
der Eingänge um zu den grössten zu bestimmen und Signal zu geben.

                          +---+
pull down   A grösster ---|A  |
                          |  Y|-- Rückmeldung (HI)
pull down   B grösster ---|B  |
                          +---+
            A --+-----|+\   |
                |     |  >--+---- digital A>B
            B --(--+--|-/   |
                |  |      +---+
                |  +------|A  |
                |         |  Y|-- max(A,B)
                +---------|B  |
                          +---+
                         CD4053

Als Fertigbaustein kenne ich den aber auch nicht.
Rein von der Anzahl der ICs her könnte man es mit einem LM339
und einem CD4052 gleich als 4 Eingangs 2 Bit building block
aufabuen.

von Und wech U. (quinny)


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Siehe anliegendes Schaltbild.

Zuerst wird kurz die Reset-Taste gedrückt. Danach macht die Schaltung 
alles automatisch. Die LED, die zuletzt leuchtet, liegt an der höchsten 
Spannung.

Statt des Tasters nimmt man was elektronisches und die LEDs sind 
natürlich in Optokopplern drin. Aber das sind Ausschmückungen des 
Prinzips.

VG

Fred

von (prx) A. K. (prx)


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Etwas verfeinert.

Am Ausgang (Kollektor Q5, ...) zur höchsten Eingangsspannung (Basis Q1, 
...) liegt V+ an, sonst ist er offen. Über +/- gespiegelt sind es Open 
Collector Ausgänge.

: Bearbeitet durch User
von Und wech U. (quinny)


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MaWin schrieb:
> Aber nur, wenn man so ungeschickt ist, den grösseren von beiden
> Analogwerten nicht weiterzureichen für den nächsten Vergleich.


Hallo MaWin,

wie reicht man Analogwerte weiter?

Wenn Du vier Eingänge A, B, C, D hast und Du willst mit Komparatoren 
rausfinden, an welchem die höchste Spannung liegt, so brauchst Du 
folgenden Komparatoren:

AB, AC, AD, BC, BD und CD.

Das geht sogar noch. Bei sechs Eingängen (diese Anzahl hab ich mir frei 
ausgedacht) wirds schon richtig viel.

VG

Fred

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Fred Quinny schrieb:
> wie reicht man Analogwerte weiter?

Analogmultiplexer, beispielsweise CD4066, CD4053 uvam.

> Wenn Du vier Eingänge A, B, C, D hast und Du willst mit Komparatoren
> rausfinden, an welchem die höchste Spannung liegt, so brauchst Du
> folgenden Komparatoren:

Nein. Mehrstufig als Binärbaum bauen.

In der ersten Stufe vergleichst du
  V1 mit V2
  V3 mit V4
  V5 mit V6
  V7 mit V8
und reichst die jeweils grössere Spannung an die nächste Stufe durch. 
Ergebnis sind 4 Spannungen und 4 Bits.

In der zweiten Stufe vergleichst du auf die gleiche Weise jeweils 2 
Spannungen der ersten Stufe. Ergebnis sind 2 Spannungen und 2 Bits.

In der dritten Stufe vergleichst du diese beiden Spannungen und kriegst 
1 Bit.

Gesamtergebnis sind 7 Bits, die zu 3 Bits eingedampft die Nummer der 
höchsten Spannung codieren.

: Bearbeitet durch User
von Und wech U. (quinny)


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Hallo A. K. (prx),

also Komparatoren, Analogschalter, Ablaufsteuerung und Logik. Und das 
bezeichnest Du als "Aufwand O"?

VG

Fred

von MaWin (Gast)


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Fred Quinny schrieb:
> Wie reicht man Analogwerte weiter?

Liest du Antworten oder bist du dir dazu zu fein ?

von (prx) A. K. (prx)


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Fred Quinny schrieb:
> also Komparatoren, Analogschalter, Ablaufsteuerung und Logik. Und das
> bezeichnest Du als "Aufwand O"?

;-)

Informatiker-Notation. Das war keine 0, sondern ein O. Aber weil 
missverständlich hatte ich wieder einkassiert.

von Und wech U. (quinny)


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MaWin schrieb:
> ...oder bist du dir dazu zu fein ?

Schlecht geschlafen?

von (prx) A. K. (prx)


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Gewöhn dich dran, sein Ton ist öfter etwas rauh.
Seine Tipps sind besser als sein Tonfall.

von (prx) A. K. (prx)


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Fred Quinny schrieb:
> also Komparatoren,

Ja.

> Analogschalter,

Ja.

> Ablaufsteuerung

Nein. Das ist kein Ablauf, das sind hintereinander gestaffelte 
Schaltungsstufen. Mit Ablauf lässt sich das natürlich auch machen, aber 
das kann ein µC mit ADC besser.

> und Logik.

Ja. Oder genug Eingänge und Logik in Software, wenns an einen µC geht.

: Bearbeitet durch User
von giebel (Gast)


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Ich würde die Spannungen über Dioden und R zusammenführen

V1 --|>--+--------comp
         |
V2 --|>--+
         |
Vn --|>--+---10k---GND

und damit auf einzelne Komparatoren gehen

comp -----------|-\
                |  >---Out1
V1 --|>---+-----|+/
          |
         10k+Offset+Hyst
          |
         GND

Die Ausgänge können dann mit beliebiger Logik ausgewertet werden.

Je nach Genauigkeitsanforderung, Quellimpedanz und vor allem der 
kleinsten erfassbaren Eingangsspannung können die Dioden der 
Maximalwertbildung durch eine aktive Schaltung wie in einem 
Präzisionsgleichrichter ersetzt werden. Auch eine gewisse Hysterese wäre 
angebracht.

von Und wech U. (quinny)


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A. K. schrieb:
> Gewöhn dich dran,

Hallo A. K.,

nö. Wirklich kompetente Menschen haben es nicht nötig, unfreundlich zu 
sein.

Außerdem zeigt man dem Gegenüber mit Freundlichkeit und Höflichkeit 
seine Achtung und seinen Respekt. Unfreundliche Menschen zeigen dagegen 
Missachtung und Respektlosigkeit und die hätten wohl mal eher einen 
hinter die Löffel verdient, statt ihr flegelhaftes Verhalten auch noch 
zu tolerieren.

VG

Fred

von Und wech U. (quinny)


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giebel schrieb:
> Ich würde die Spannungen über Dioden und R zusammenführen
>
> V1 --|>--+--------comp
>          |
> V2 --|>--+
>          |
> Vn --|>--+---10k---GND
>
> und damit auf einzelne Komparatoren gehen
>
> comp -----------|-\
>                 |  >---Out1
> V1 --|>---+-----|+/
>           |
>          10k+Offset+Hyst
>           |
>          GND

Hallo giebel,

warum vergleichst Du dann nicht gleich V1 mit V2 ganz ohne Dioden?

VG

Fred

: Bearbeitet durch User
von MWS (Gast)


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Fred Quinny schrieb:
> Außerdem zeigt man dem Gegenüber mit Freundlichkeit und Höflichkeit
> seine Achtung und seinen Respekt. Unfreundliche Menschen zeigen dagegen
> Missachtung und Respektlosigkeit und die hätten wohl mal eher einen
> hinter die Löffel verdient, statt ihr flegelhaftes Verhalten auch noch
> zu tolerieren.

Du bist ein Dummschwätzer.

von giebel (Gast)


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Weil ich so nur N Komparatoren für N Eingänge brauche und (innerhalb der 
Toleranzen) immer nur ein einziger Ausgang aktiv ist.

von Und wech U. (quinny)


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MWS schrieb:
> Fred Quinny schrieb:
>> Außerdem zeigt man dem Gegenüber mit Freundlichkeit und Höflichkeit
>> seine Achtung und seinen Respekt. Unfreundliche Menschen zeigen dagegen
>> Missachtung und Respektlosigkeit und die hätten wohl mal eher einen
>> hinter die Löffel verdient, statt ihr flegelhaftes Verhalten auch noch
>> zu tolerieren.
>
> Du bist ein Dummschwätzer.

q.e.d ;)

von Und wech U. (quinny)


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giebel schrieb:
> Weil ich so nur N Komparatoren für N Eingänge brauche und (innerhalb der
> Toleranzen) immer nur ein einziger Ausgang aktiv ist.

Hallo giebel,

das finde ich interessant. Das ist klug!

VG

Fred

Edit: giebels Lösung ist zur Zeit für mich der Favorit!

: Bearbeitet durch User
von MWS (Gast)


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Fred Quinny schrieb:
> q.e.d ;)

Ja, genau das wollte ich Dir ja auch demonstrieren, nämlich welchen 
Level an Respekt ich Dir Warmluftschleuder entgegenbringe. Ich denk', Du 
hast wenigstens das begriffen.

von oszi40 (Gast)


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elektroTrabi schrieb:
> Oder ausweichen auf Analog-Eingäng vom µC

1.Dein Komparator braucht einen geeigneten Vergleichswert wo er schalten 
soll. Pauls Vorschlag misst mit dem µC-analog-Eingängen und ist dadurch 
variabler.

2.Es ist ein "kleiner" Unterschied, ob ich steile Nadelimpulse hoher 
Frequenz oder die Änderung der Mondphase auswerten soll. Bisher hat ja 
noch keiner über konkrete Impulse etwas geschrieben. Die Frage ist auch, 
wie schnell was ausgewertet werden muss, welche Impulsformen 
_|__||||_~~~~~ zu erwarten sind und wie genau es denn sein soll.

3.Über eine Hysterese hat der TS bisher auch kein Wort verloren. Wenn er 
z.B. immer bei 2,16767676 Volt schalten möchte und der Wert ein 
hundertstel V abweicht, dann schaltet der Komparator pfeilschnell wieder 
zurück. Das gibt ein schönes Impulsbild am Ausgang des Komparators ...

von MaWin (Gast)


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Fred Quinny schrieb:
> Schlecht geschlafen?

Im Gegenteil, aber die Antwort auf deine Frage stand schon in dem 
Beitrag, auf den du die Frage folgen lässt, da muss man schon die Frage 
nach deiner Lesefähigkeit stellen. Vielleicht schläfst du ja immer noch 
?

Aber wenn man deine Rückfragen so liest, so bemerkt man, daß du gar 
nicht verstehst, von was da geschrieben wurde, auch bei anderen Leuten.

Fred Quinny schrieb:
> Edit: giebels Lösung ist zur Zeit für mich der Favorit!

Man bemerkt deine Kompetenz. Du solltest eher auf MWS hören.

Giebel bildet ein Maximum und vergleicht gegen dieses, beachtet aber 
nicht daß Dioden durchaus Streuungen von 0.1V haben und es damit zu 
Fehl- und Doppelanzeigen kommen. Seine Schaltung ist also nicht klug, 
die funktioniert nur in der Theorie (Spice).

Ausserdem stellt sich die Frage, was du überhaupt über Lösungen zur 
Frage von elektroTrabi zu beurteilen hast.

von Und wech U. (quinny)


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MaWin schrieb:
> Ausserdem stellt sich die Frage, was du überhaupt über Lösungen zur
> Frage von elektroTrabi zu beurteilen hast.

Hallo MaWin,

eine Lösung zu meinem Favoriten zu erklären, diese Freiheit nehm ich mir 
einfach mal.

Auch wenn es dem MaWin nicht gefällt, der sich aber im gleichen Atemzug 
um die Beurteilung meines Verständisses für Threadbeiträge erdreistet.

VG

Fred

von Und wech U. (quinny)


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MaWin schrieb:
> Du solltest eher auf MWS hören.

Steht "MWS" für "Ma Wins Sockenpuppe"?

von MWS (Gast)


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Fred Quinny schrieb...

Und er schrieb und schrieb und es ward warme Luft. Und er glaubte klug 
zu sein und wollte das alle wissen lassen. Er beglückte sein Forum mit 
seinem großartigen Unwissen und nachdem er keinen mehr fand, der zu 
beglücken war, sucht er nun das MC.net heim.


Liebe Mods, wäre es denn möglich, diesen Vollhorst zu entsorgen?

von Und wech U. (quinny)


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MWS schrieb:
> sucht er nun das MC.net heim.

Hallo MWS,

es ist ja nicht so, dass Ihr/Du mir nicht leid tut. Das darfst Du nicht 
denken. Ich bin schon ne Heimsuchung für ein Forum. Das geb ich ja auch 
zu.

Aber nun ist es mal so gekommen wie es gekommen ist.

Das MC war sozusagen zur falschen Zeit am falschen Ort. Es kreuzte 
meinen Weg und nun ist es passiert.

Da müsst Ihr nun durch. Aber mach Dir keinen Kopf: Du wirst Dich 
gewöhnen. Der Mensch kann sich an vieles gewöhnen. Er ist fast unendlich 
leidensfähig. Sieh es als Prüfung an. Du schaffst das. Ich glaube ganz 
fest an Dich!

Tschagga!

Fred

von MWS (Gast)


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Fred Quinny schrieb:
> Du wirst Dich
> gewöhnen. Der Mensch kann sich an vieles gewöhnen. Er ist fast unendlich
> leidensfähig.

Da sprichst Du nicht für mich, ich gewöhn' mich nicht an bestimmtes 
Volk.

von elektroTrabi (Gast)


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Och Leute...

Eigentlich hoffte ich auf 'nen rundum-sorglos-IC, nicht darauf, einen 
solchen aus diversen Schaltungskonzepten erst zu entwerfen ;o)

Geht um vergleichsweise langsame Signale im Umfeld von Empfangsstärken 
und Antennen-Ausrichtung, da kommt's auf einige Millisekunden nicht 
drauf an.

Freds Lösung ergibt durchaus Sinn, ist aber am Ende mit Ablaufsteuerung 
für's Takten und buffern des letzten, noch nicht erloschenen 
Optokopplers aber auch wieder nicht mehr ganz einfach.

Über MaWins Vorschlag muss ich nochmal nachdenken, so ganz durchdringe 
ich den noch nicht im Detail, wenn's an mehr Eingänge geht.

Wird dann aber vorraussichtlich wohl ein µC mit mehreren 
analog-Eingängen werden.

von MaWin (Gast)


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elektroTrabi schrieb:
> Über MaWins Vorschlag muss ich nochmal nachdenken, so ganz durchdringe
> ich den noch nicht im Detail, wenn's an mehr Eingänge geht.

     GND GND
      |   |
     10k 10k
      |   |   +---+
AX ---+---(---|A  |
          |   |  Y|--+
BX -------+---|B  |  |
              +---+  |                   HI (+5V)
A --+-----|+\   |    |            +---+  ^
    |     |  >--+    +------------|A  |  |
B --(--+--|-/   |                 |  Y|--+
    |  |      +---+  +------------|B  |
    |  +------|A  |  |            +---+
    |         |  Y|--(-----+--|+\   |
    +---------|B  |  |     :  |  >--+
              +---+  |  +--(--|-/   :
     GND GND         |  |  :      +···+
      |   |          |  |  +······:   :
     10k 10k         |  |         :   :-- max(A,B,C,D)
      |   |   +---+  |  +·········:   :
CX ---+---(---|A  |  |  |         +···+
          |   |  Y|--+  |
DX -------+---|B  |     |
              +---+     |
C --+-----|+\   |       |
    |     |  >--+       |
D --(--+--|-/   |       |
    |  |      +---+     |
    |  +------|A  |     |
    |         |  Y|-----+
    +---------|B  |
              +---+

A, B, C, D sind die Spannungseingänge,

AX, BX, CX, DX sind die digitalen Ausgänge,
nur einer ist HI, der der grössten Spannung.
Der letzte gepunktete 4053 ist nur nötig,
wenn man die analoge grösste Spannung auch wissen will.

von Und wech U. (quinny)


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elektroTrabi schrieb:
> Eigentlich hoffte ich auf 'nen rundum-sorglos-IC....

Hallo Trabi,

erstens wäre das unsportlich und zweitens ist das Leben nun mal kein 
Ponyhof ;)

Wenns nur vier Kanäle sind, dann nimm doch halt nen Controller mit 
AD-Wandler. Da ist doch schon alles drin. 20 Zeilen Source-Code und die 
Sache ist vom Tisch.

Aber wie gesagt: das wär unsportlich ;)

VG

Fred

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