Komparator Beschattung Auslegung

[Chris T. (chris0086)]

Hallo Leute,
Ich benötige eure Hilfe bei der Auslegung der Beschaltung eines 
Komparators. Folgendes soll realisiert werden.
Ich habe ein Signal welches die Pegel 4,7V und 4,84V annehmen kann.
Das Signal darf möglichst wenig belastet werden.
Ich möchte nun mit einem Komparator den Pegel von 4,7V auf einen 
Nullpegel und das Signal 4,84V auf einen quasi 5V Pegel wandeln, damit 
ich das dann einfach mit einem MC digital auswerten kann und nicht etwa 
den ADC nutzen muss.
Ich dachte mir das dafür der Komparator gut geeignet ist, allerdings ist 
der geringe Spannungshub wohl ein Problem.
Ich habe bisher nur 5V zur Verfügung, also Single Supply. Zur Not könnte 
ich auch noch 12V zur Verfügung stellen. Schöner wäre es allerdings wenn 
es mit 5V ginge.
Ich habe hier einen LM339 liegen aber da gäbe ich es nich hinbekommen 
die schaltschwelle passend einzustellen.
Oder gibt es noch andere Möglichkeiten?
Tipps?

Grüße Chris

[Dietrich L. (dietrichl)]

Für die Funktion "Komparator" brauchst Du nicht unbedingt ein Bauteil 
mit dem Namen "Komparator".

Zum Vergleichen kannst Du einen beliebigen Operationsverstärker (OpAmp) 
nehmen, in Deinen Fall einen, der am Eingang mit Spannung bis an die 
positive Rail (Vcc=5V) funktioniert.

Spezielle "Komparatoren" haben keine interne Frequenzkompensation und 
sind deshalb besonders schnell, werden aber mit Gegenkopplung (also 
beschaltet als OpAmp) wahrscheinlich schwingen. Wenn also die 
Geschwindigkeit kein Problem ist, geht auch ein OpAmp.

Gruß Dietrich

[Dietrich L. (dietrichl)]

Auswahl OpAmps: 
Beitrag "Re: Komparator Beschattung Auslegung"
TS912, LMC6484 (oder auch die 2-fach-Version LMC6482) oder OPA2340 wären 
z.B. geeignet.

[Chris T. (chris0086)]

Hallo, im Anhang ist mein Entwurf zu finden.
Ich hab jetzt den OPA2340 genommen da der auch bei Reichelt zu finden 
ist. Mein zu messendes Signal soll so wenig wie möglich belastet werden, 
ist es sinnvoll R15 noch zu erhöhen? Die C´s hatte ich vorgesehen um 
Störungen
zu filtern. PC5 ist der Eingang des µC. Mit dem Poti wollte ich meine 
Schwelle festlegen. Funktioniert das so damit ich mein Signal in einen 
ordentlichen Pegel wandeln kann? Das Signal wird nicht höher als die 
Versorgungsspannung des OPs deswegen hab ich die Supressordioden hier 
weggelassen.
Was sollte ich noch verändern damit es klappt?

Grüße Chris

[Oldie (Gast)]

Es könnte insoweit funktionieren, dass dem µC-Eingang keine
unzumutbaren Spannungen zugeführt werden.

Erste Frage: Geht es um ns, µs, ms, oder Sekunden?

Der Wert von R15 sollte sich erst mal mit deiner Forderung
"möglichst wenig belastet" vertragen. Tut er das? OK.

Wenn R10 ein 20-Gang Cermet-Trimmer ist, könnte die
Schaltschwelle halbwegs genau einstellbar sein.

Vielleicht war das auch nur dein Problem mit dem LM339.

Ich würde von +5V einen 47k-Trimmer nehmen, der über 220 k
nach Masse geht.
Dann sehen der + und - Eingang des OpAmps schon mal fast
die gleiche Quellimpedanz - und das Abgleichen ist weniger
fummelig.

Wenn du mit dem Trimmer nun eine Spannung von 4,77 V
eingestellt hast und an I5 gerade ein fast gleicher Pegel
anliegt, wird natürlich der kleinste "Lausepups" aus der
Umgebung am OpAmp-Ausgang als wildes Schwingen sichtbar.

Erstmal könnte man externe Störungen durch einen weiteren
"Angst"-Kondensator am + Eingang des OpAmps mindern.
- Wenn es zeitlich erlaubt ist.

Außerdem quälst du den Ausgang des OpAmps, indem er dabei
andauernd den C21 ohne Strombegrenzung umladen muss.
Warum liegt R6 nicht mit >= 100 Ohm vor (!) C21?
Den µC stört das nicht.

Eine Mitkopplung über 2,2M würde um 5 mV klarere
Verhältnisse schaffen. Meinste nicht... ?

Nimm von einem Doppel-OpAmp, einen als Impedanzwandler,
einen als Komparator - dann geht auch die Mitkopplung.
Platz kostet das auch kaum.

[F. F. (foldi)]

Ich weiß ja nicht wie schnell der sein muss, aber der OPA347 
(http://www.reichelt.de/OPA-347-NA250/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=147319&artnr=OPA+347+NA250&SEARCH=opamp+r+to+r)
ist deutlich günstiger und auch nicht langsam.

Dann lies noch mal hier bitte:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209241.htm

Aber da die meisten µC das eh schon eingebaut haben, kannst du das 
Signal doch gleich dort drauf legen.
Das Signal muss doch eh da hin.
Selbst ein ATTiny10 hat den schon drin.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Schmitt-Trigger

[Chris T. (chris0086)]

Hallo und danke für die weiteren Hinweise.

>>Erste Frage: Geht es um ns, µs, ms, oder Sekunden?

Es geht wohl um ms, die Änderung liegt ca 200 bis 500ms an.
Also ziemlich langsam wie ich finde.

>>Wenn R10 ein 20-Gang Cermet-Trimmer ist, könnte die
>>Schaltschwelle halbwegs genau einstellbar sein.

Ich habe vor ein Trimmer einzusetzen nun 50k..


>>Ich würde von +5V einen 47k-Trimmer nehmen, der über 220 k
>>nach Masse geht.
>>Dann sehen der + und - Eingang des OpAmps schon mal fast
>>die gleiche Quellimpedanz - und das Abgleichen ist weniger
>>fummelig.

Okay hab ich angepasst

>>Erstmal könnte man externe Störungen durch einen weiteren
>>"Angst"-Kondensator am + Eingang des OpAmps mindern.
>>- Wenn es zeitlich erlaubt ist.

Das Signal kommt von einer fertigen Platine welche direkt unter meiner 
neuen liegt, da wurde schon eine Entstörung vorgenommen und der 
Signalweg von dort zum OP beträgt dann nur ca. 1,5cm.
Von daher würde ich es erstmal so versuchen wollen und denke nicht das 
da ständig was schwingt.


>>Außerdem quälst du den Ausgang des OpAmps, indem er dabei
>>andauernd den C21 ohne Strombegrenzung umladen muss.
>>Warum liegt R6 nicht mit >= 100 Ohm vor (!) C21?

Hab ich nicht aufgepasst, nun geändert, auch den Wert von R

Ich brauch diese Schaltung dann sechs mal, weswegen ich nicht den µC 
nehme.

Im Anhang findet ihr nun die korrigierte Schaltung.

Grüße Chris