Signal verstärken

Gast #5267575
Guten Abend,

Ich habe ein kleines Problem/bzw. eine frage dazu.
Über einen Mikrocontroller erzeuge ich einen Puls mit einer länge 
zwischen 20 und 100 Microseconds, welcher sich ca. mit 100hz wiederholt.
Da ich eine Atmega verwende, ist der Signalpegel 5V.
Ich benötige allerdings einen Pegel von 10V.
Hierfür habe ich eine Standart Opamp Schaltung aufgebaut mit einem 
LM358.
Jedoch wird der Pegel nicht ordentlich verstärkt.
Es gibt einen "Linearen" anstieg bis zum Pegel und dann fällt er auch 
schon wieder (aufgrund der geringen Pulsbreite), es ist also nicht 
wirklich Steilflankig.


Kann das daran liegen das der LM358 einfach zu langsam ist ?
Könnt ihr mir einen passenden Opamp für mein Vorhaben empfehlen ?

Danke im Voraus !

Grüße Mars
Gast
Mars schrieb:

> Kann das daran liegen das der LM358 einfach zu langsam ist ?

Natürlich.

> Könnt ihr mir einen passenden Opamp für mein Vorhaben empfehlen ?

Die Frage ist, ob es überhaupt ein OpAmp sein muss.

Das hängt im Wesentlichen davon ab, wie steil die Flanken sein sollen 
und welche (dynamischen) Eigenschaften die Last hat.

Beides muss man übrigens auch dann wissen, wenn man zu dem Schluß kommt, 
dass es tatsächlich ein OpAmp sein muss, denn auch zu dessen Auswahl ist 
das relevant.
such nach dem Parammeter slew rate.
TSV992 z.B. bietet dir 10V/µs, also deine Flanken sind bei 10V Hub 1µs 
lang. Es gibt noch viel schnellere, kommt letzten Endes drauf an wie 
gut/steil du es brauchst. Besser als genug bringt i.a. zus. EMV-Probleme 
und erhöhten Strombedarf.
Dein LM358 schafft nur 0,5V/µs. D.h. 0 auf 10V dauert 5µs
Gast
Signal invertieren und dann auf einen Transistor, der gegen 10V 
geschaltet, WIderstand zwischen Collector/10V, Emitter auf Masse und 
Widerstand zwischen Atmega und Basis. Schaltungsbeispiele findest du im 
Netz. Am Collector hast du dann dein pegelgewandeltes Signal.

Für 50kHz (bei 20µS) sollte einen passenden Transistor geben..
Tja - es liegt wiedermal an den unbekannten Randbedingungen :-)

Die Gatterlösung braucht ebenso wie die Transistorlösung 10V 
Betriebsspannung - wenn vorher ein LM358 drin war, wird die wohl 
mindestens 12V betragen.
Bei der Transistorschaltung kommt noch als Nachteil die Unsymmetrie H/L 
vs L/H hinzu.
Gast
Danke für die zahlreichen Antworten.

Erstmal ein paar mehr Daten :

10v/uS würde ausreichen, langsamer sollte es aber nicht sein.
Eine "Last" hängt nicht wirklich dran, vielmehr das Trigger Signal eines 
Hochspannungsverstärkers.

Ansonsten ist alles total variable, da es nur für ein Versuchsaufbau 
ist.
Also Versorgungsspannung usw. kann nach bedarf angepasst werden.
Wichtig ist nur eine saubere Pegelerhöhung von 5 auf 10volt.

Wenn ich das nun richtig verstehe, sollte ich bei der Auswahl des Opamp 
auf die Slew Rate achten.

Generell, was wäre die einfachste Lösung ?
Gast
Mars schrieb:
> Eine "Last" hängt nicht wirklich dran, vielmehr das Trigger Signal eines
> Hochspannungsverstärkers.

Hochspannung hört sich nach grossen Abständen an.
Da könnte schon die Leitungskapazität manch schwachbrüstige 
Treiberschaltung überfordern.
Wie lang ist denn die Leitung zwischen diesem Verstärker und dem zu 
bauenden Treiber?
Gast
Leitungslänge zwischen Treiber und Verstärker ist ca. 1 Meter.
Es ist ein geschirmtes Koaxial Kabel.

Für mich erscheint der CD40109 als eine sehr gute Lösung, wenn ich das 
richtig verstehe macht er ca 200ns/10Volt, korrekt ?
Gast
Ergänzung : Bei einem Aufbau mit BS170, welche Schaltzeit uS/v kann ich 
dort erwarten ? Und welche möglichen Probleme bringt ein solcher Aufbau 
?
Letztendlich ist das natürlich mit Abstand die einfachste Variante.
Gast
Besser wäre noch ein PNP statt NPN, der verbraucht keinen Strom während 
der High Phase. Und da beim invertierten das Signal ja fast nur High 
vorliegt, wäre das meiner Meinung nach sinnvoller.

Wenn das Signal kurz Low, wird der Transistor aktiv und schaltet durch. 
Emitter auf 10V, Basis über Vorwiderstand an µC-Pin und zwischen 
Collector und Masse einen Widerstand. Dann hast du am Collector dein 
Signal. Widerstände im kOhm Bereich und gut ist.
Gast
Mars schrieb:
> Leitungslänge zwischen Treiber und Verstärker ist ca. 1 Meter.
> Es ist ein geschirmtes Koaxial Kabel.

Kapazitätsbelag beachten!


> Für mich erscheint der CD40109 als eine sehr gute Lösung, wenn ich das
> richtig verstehe macht er ca 200ns/10Volt, korrekt ?

So lahm ist der nicht, zumindest bei 5V-->10V.

Und wegen der Ausgangslast kann man die vier Gatter auch parallel 
schalten.
Gast
> Besser wäre noch ein PNP statt NPN

Damit kommt man dann aber nicht auf 10 Volt

> Basis über Vorwiderstand an µC-Pin

Hast das mal gemacht? Das ist nicht so unproblematisch, wie man es sich 
auf den ersten Blick denkt. Dann doch lieber zwei Transistoren 
verwenden.
Stefan U. schrieb:
> Wobei man bei so vielen Bauteilen vielleicht doch lieber ein 1-Gatter
> Logik  IC verwenden möchte. Gibt es die auch für 10V?

fragst du das echt?

HEF/CD 4000serie aber die wollen dann nicht nur VCC 10V dann auch mit 
60% VCC mindestens high haben, muss man aber von 5V auch wieder mit 
einem Transistor NPN Emittergrundschaltung hochsetzen das invertiert und 
dann einen invertierenden CD4049 wählen.
Gast
> fragst du das echt?

Ja, weil für die Umsetzung von 3V zu 5V gibt es ja welche aus der TTL 
Serie. Da ist es doch nicht allzu abwegig, dass es für diesen 
Anwendungsfall ein entsprechendes Pendant geben könnte.
Gast
Stefan U. schrieb:
>> fragst du das echt?
>
> Ja, weil für die Umsetzung von 3V zu 5V gibt es ja welche aus der TTL
> Serie. Da ist es doch nicht allzu abwegig, dass es für diesen
> Anwendungsfall ein entsprechendes Pendant geben könnte.

Das auch schon genannt wurde: 40109.
Wolfgang schrieb:
> Eddy C. schrieb:
>> Mani W. schrieb:
>>>> Warum nicht mit einem Transistor?
>>
>> Weil das Geschiss mit Sättigungseffekten gibt.
>>
>> Dann lieber MOSFET, z.B. BS170 oder 2N7000
>
> Und warum ist in deinen Augen ein Feld-Effekt-*Transistor* kein
> Transistor?

Weil der übliche Kontext, in dem die Bezeichnung Transistor fällt, die 
bipolare Variante meint.

Wenn jemand an MOSFET denkt, sagt er einfach MOSFET.

Und richtig, ich habe auch nicht spezifiziert, ob P-Kanal oder N-Kanal. 
Und dennoch versteht jeder Nicht-Korintenkacker und -absichlich 
Doofsteller völlig von selbst, was gemeint ist. Verstehst Du, was ich 
andeute?

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