Hallo, ich möchte einen "digitalen Poti" bauen. Keinen echten, aber zumindest so etwas Ähnliches: Ich habe ein 4-bit Signal und möchte damit die Dauer einer 555er-monostabilen Kippstufe steuern. Eine ähnliche Situation habe ich noch in einer anderen Schaltung: Hier verwende ich einen IC (HT12E) der einen internen Oszillator hat dessen Frequenz über einen externen Widerstand eingestellt wird. Auch hier habe ich ein 4-bit Signal, um die Frequenz dynamisch zu steuern. In beiden Fällen kommt mir aus einer vorigen Schaltung ein 4-bit Signal und ich muss für die nachfolgende Schaltung einen Widerstand entsprechend der 4 Bits wählen. Gleich vorweg: Ich weiß, dass es digitale Poti-ICs gibt, aber die scheinen alle mit I2C oder SPI anzusprechen sein und ich habe hier keinen Mikrocontroller, sondern nur eine schlichte Logik-Schaltung. Also habe ich mir grundsätzlich die Schaltung in "digipoti.png" ausgedacht: Je nachdem ob ein BIT high oder low ist, wird durch einen n- bzw. einen p-channel MOSFET der Strom durch die eine oder andere Bahn geleitet. In den n-channel-Bahn (die für high "zieht") ist ein Widerstand in der Größe der Stelle des Bits entsprechend platziert. die p-channel-Bahn (die bei low "zieht") lässt den Strom unverändert durch. Und das wird entsprechend vier Mal wiederholt. Somit würde z.B. 1001 (=9) 495 Ohm und 0110 (=6) 330 Ohm ergeben. Ich weiß, dass die MOSFETs auch einen Widerstand darstellen, aber der ist mit 10 Ohm zu vernachlässigen, da ich das später dann im Kiloohm-Bereich verwenden möchte. Ich habe hier nur diese Werte gewählt, damit diese Schaltung mit der LED am Schluß annähernd einen Sinn ergibt. Ein weiterer Grund für MOSFETs ist, dass sie die Spannung der zu schaltenden Strecke nur im mV-Bereich reduzieren, was ja nicht unwesentlich ist wenn der Strom mal durch einige Transistoren durch muss. Und zu guter Letzt wird das alles Batterie-betrieben und da sind die MOSFETs wegen des minimalen Stromverbrauchs auch fein. Ich habe dann begonnen das schrittweise aufzubauen und habe die Schaltung "bs170-experiment" auf meinem Steckbrett gemacht. Nun passiert Folgendes, was ich nicht verstehe: Wenn ich S2 drücke, dann leuchtet die LED, obwohl S3 nicht gedrückt ist. Der rechte MOSFET ist danach kaputt (schaltet nicht mehr). Damit habe ich gestern 7 BS170er zerschossen. By-the-way: Ich habe hier BS170er, weil die am Steckbrett leicht zu verwenden sind. Später möchte ich dann BSS123 und BSS84 verwenden. Die sind zwar SMDs aber damit kann man ja gut Platz sparen, sie sind sehr billig und den BS250 welchen man als Komplementär zum BS170 ansehen könnte bekomme ich nirgends. Deshalb habe ich auch nur mal die "high"-Strecke gebaut. Nun bitte ich euch um Hilfe: Versteht wer, warum da überhaupt ein Strom geflossen ist? Der rechte BS170 sollte ja sperren, da S3 nicht gedrückt war! Könnte sein, dass es funktionieren wird, wenn ich die "low"-Stecke dazu baue? Davon aber unabhängig möchte ich verstehen was hier passiert - und nebsbei es mir ersparen weitere MOSFETs zu zerschießen ;-)
Angehängte Dateien:
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digipoti.png
60 KB -
bs170-experiment.png
25 KB
Theoretisch geht das so, aber deine BITx Soannungen müssen +15V umd -10V zum sicheren ein- und ausschalten betragen (mit LogicLevel MOSFETs +10V und -5V). Daher funktioniert der BS170 test eher nicht. Nimm lieber Analogschalter wie CD4066 so lange du nur so kleine Ströme schalten musst.
Joe F. schrieb: > bss84 ist falsch herum Interpretiere ich deine Antwort richtig, wenn du meinst BSS84 schaltet von Source->Drain? Schaltet ein p-channel MOSFET nicht die Strecke Drain->Source?
MaWin schrieb: > Theoretisch geht das so, aber deine BITx Soannungen müssen +15V umd -10V > zum sicheren ein- und ausschalten betragen (mit LogicLevel MOSFETs +10V > und -5V). > > Daher funktioniert der BS170 test eher nicht. Warum? Ich habe aus der Schaltung aus BS170-experiment zuerst die linke Seite mit einer LED in Betrieb und das hat super funktioniert. So habe ich das Ding schön öfters verwendet. > Nimm lieber Analogschalter wie CD4066 so lange du nur so kleine Ströme > schalten musst. Klingt auch interessant, wobei ich dann noch eine Pendant mit "p-channel Eigenschaft" bräuchte. Also einen der bei negativen Strom öffnet.
In [[Schalterfunktionalität mit BF245 bzw. BSS123]] habe ich auch gelesen dass der BSS83 statt dem BSS123 besser sein soll, weil der ein Substrat hat. Da frage ich mich aber: - Was ist ein Substrat und was bewirkt es? - Welches Bauteil wäre dann das p-channel Pendant dazu?
Stephan P. schrieb: > Warum Grundlagen der MOSFET Transistoren und real mögliche Spannungsverhältnisse in deiner Schaltung. Die meisten BS170 gehen übrigens wegen ESD kaputt weil man sie anfasst, bzw das Gate im eingebauten Zustans verübelt. BS170 gehören zu den Bauteilen, wegen der man sagt, MOSFETs sind empfindlich. ICs enthalten meist Schutzdioden. Stephan P. schrieb: > wobei ich dann noch eine Pendant mit "p-channel Eigenschaft" bräuchte. Analogschalter sind bidirektional und um zu öffnen bei positiven Signal kommt einfach ein Inverter vor den Steuereingang oder ein CD4053 Umschalter. Deine Schaltung braucht aber beudes nicht, wenn ein Widerstand durch kurzschliessen überbrückt wird, muss man ihn nicht noch razsklemmen durch abschalten. Grundlagen...
Stephan P. schrieb: > aber deine BITx Soannungen müssen +15V umd -10V >> zum sicheren ein- und ausschalten betragen (mit LogicLevel MOSFETs +10V >> und -5V). Ich habe in Ultra low power: MOSFET als Schalter auch gelesen, dass der BSS84 erst bei -10V zuverlässig schaltet. Wo im Datenblatt kann ich so etwas sehen? Meine Schaltspannungen sind immer +5V/-5V (oder knapp darunter). Kennt irgendwer ein n-/p-Paar, dass mit diesen Spannungen gut schaltet? Im Beitrag wird der IRLML2502 als n-channel vorgeschlagen. Da müsste ich den passenden p-channel noch heraus bekommen. Ich weiß aber nicht, ob der für +5V/-5V richtig schaltet.
> Analogschalter sind bidirektional und um zu öffnen bei positiven Signal > kommt einfach ein Inverter vor den Steuereingang oder ein CD4053 > Umschalter. > > Deine Schaltung braucht aber beudes nicht, wenn ein Widerstand durch > kurzschliessen überbrückt wird, muss man ihn nicht noch razsklemmen > durch abschalten. Das klingt gut! Ich werde das so probieren. > Grundlagen... Ja, sorry.
Stephan P. schrieb: > habe ein 4-bit Signal Dann machst du dir mit deinem Ansatz das Leben aber unnötig schwer. Wenn du 4 Widerstände oder Leitfähigkeiten, die 1-2-4-8 gewichtet sind, schalten willst, dann nimm doch den 4-fach-Analogschalter CD4066. Wenn du beliebige andere Wichtungen für die 16 möglichen Stufen brauchst, empfehle ich dir einfach zwei der 8-fach Analogmultiplexer CD4051 zusammenzuschalten. Diese ICs sind für Betriebspannungen zwischen 3V..15V geeignet, wobei die Eigenschaften der eingebauten MOSFET-Schalter mit zunehmender Spannung deutlich besser werden. Die funktional gleichen Typen, jedoch mit besseren ON-Widerständen gibt es als CD74HC4xxx und CD74HCT4xxx. Diese kannst du verwenden wenn die Versorgungspannung sicher unter 6V bleibt. Die HCT-Typen haben eine etwas andere Eingangsschaltung, wodurch sie mit TTL-kompatiblem Signalen angesteuert werden können.
P.S.: Stephan P. schrieb: > ch weiß, dass es digitale Poti-ICs gibt, aber die > scheinen alle mit I2C oder SPI anzusprechen sein Es gibt auch welche mit eingebautem Zähler, bei denen man nur ein Signal für den Takt und ein weiteres für die Richtung liefern muss. Beachte aber bei diesen "Potis" immer den zulässigen Betriebsspannungsbereich!
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