mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Komparator


Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hi!

Habe ein Problem mit einem Komperator.
Ich möchte ein sinusförmiges Signal mit 0,6Vss das nur positiv ist mit
einem Komperator in ein TTL Signal umformen.
Habe im Internet eine Komperator gesucht und den LM319 gewählt.
Ich versorge diesen Baustein mit Masse und 5V. Die Spannung ist über
einen 10uF Elko und über einen 100nF Tantal entkoppelt.

Das Problem ist, dass der Komperator bei der fallenden Flanke einen
Interrupt auslösen soll.
Beim Schalten ist die Flanker aber leider nicht steil genug, bzw.
schwingt etwas, was ein Fehlverhalten im Interrupt auslöst.

Ich habe es schon mit einem RC-Filter probiert, bringts aber nicht. Die
Spannung kann ich leider nicht anheben.

Habt ihr Ideen wie ich dieses Problem lösen kann??
Gibt es vielleicht einen besseren Komperator oder OP der das besser
macht??


mfg, Geri

Autor: Magnus Müller (Magnetus) (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast Du am Ausgang des Komparators einen PullUp hängen?
Wenn ja: wieviel Ohm?

Was meinst Du mit "schwingt etwas"? Definiere "etwas"...

Gruß,
Magnetus

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Am Ausgang hängt ein 4k7 Pullup der den Komparator auf High zieht.

Wenn der Komparator auf low bzw. high geht ist die Flanke erstens nicht
sehr steil und er schaltet nicht exakt, er schwingt sich auf den neuen
Zustand ein.

mfg, geri

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wird der Komparator richtig betrieben, bekommt er die richtige
Eingangsspannung? Wenn das nicht stimmt, macht der Ausgang irgendwas,
was er nicht soll.

Wahrscheinlich ist es kein Problem des Ausgangs.

Bei Betrieb mit 5V gibt das Datenblatt an, daß die Spannung der
Komparatoreingänge zwischen 1V und 3V liegen muß. Das ist typisch für
Operationsverstärker, und der Komparator ist ein spezieller Typ von
Operationsverstärker.

Gruß

Dietmar

Autor: Egon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Welche Frequenz hat das Eingangssignal ? Der LM319 ist ein schneller
Typ. Für Signalfrequenzen im NF-Bereich oder etwas darüber reicht ein
LM393 oder auch ein OP ggf. auch als CMOS (TLC272). Nicht vergessen
eine Hysterese vorzugeben 50-100mV.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es hilft, den Komparator positiv rückzukoppeln, also einen
Schmitt-Trigger zu bauen. Dann können kleine Störungen im
Umschaltmoment keine Schwingungen verursachen.

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wie mache ich das am einfachsten??

mfg

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"sinusförmiges Signal mit 0,6Vss"

Wie wird denn dieses Signal aktuell in den Komparator eingespeist?

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hm am (+) Eingang und da ist auch noch ein Poti dran, damit ein kleiner
DC-Offset da ist.

der andere Eingang liegt auf Masse.

mfg

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sieht so aus, als ob deine beiden Eingangsspannungen nahe an Masse
liegen, jedenfalls unter +1V. Da macht der Ausgang möglicherweise was
unbestimmtes.

Sowohl (+) Eingang als auch (-) Eingang sollen im Bereich zwischen +1V
und +3V liegen, das ist absolut wichtig, sonst arbeitet der Komparator
nicht richtig.

Auf einfache Weise kann man zunächst mal 2 gleiche Spannungsteiler aus
Widerständen aufbauen, die die Betriebsspannung (+5V, Masse) zur
Verwendung an den Komparatoreingängen auf etwa +2V teilen (liegt im
erlaubten Bereich 1V..3V). 2 Potis gehen auch. Diese legt man separat
an die beiden Eingänge. Nun kann man über einen Entkopplungskondensator
vor einem der beiden Eingänge die 0,6Vss einspeisen, so daß man an dem
betreffenden Komparatoreingang eine Spannung aus 2V und den 0,6Vss
erhält.

Wenn das mal funktioniert, kann man weitersehen, Hysterese bzw.
Rückkopplung zum Schmitt-Trigger einbauen , wie von Egon bzw. Christoph
genannt.

Gruß

Dietmar

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Habe es ausrobiert!

Wenn die Spannung im Bereich von 1-3V ist, ist das Signal am Ausgang
noch schlechter! Habe nun einen Kondensator vom Signaleingang (+) gegen
Masse geschalten, dadurch wird das ganze etwas stabiler, jedoch nimmt
der Mikrocontroller bei einer Flanke noch immer 3 aus, die gemessene
Frequenz ist um das 3fache größer!
Weiters habe ich einen 47k Rückkopplungswiderstand eingebaut. Der
stabilisiert zusätzlich!

Wenn ich meinen Rechteckgenerator anschließe, kommt jedoch genau die
richtige Frequenz!


mfg, GeRi

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich sehe, du hast meinen Vorschlag nicht ganz richtig verstanden.
Kondensator gegen Masse ist falsch.

Na gut, ich werde jetzt mit dem Simulationsprogramm PSPICE mal einen
Schaltplan zeichnen, wie es etwa aussehen soll, und diesen als
Dateianhang hier posten.

Das dauert allerdings etwas, aber wenn es hilft???

Gruß

Dietmar

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo!

Ja bitte wenn das geht...

Ich habe deinen Vorschlag schon verstanden, aber dann funktioniert es
noch schlechter das ist das Problem!

Kondensator gegen Masse funktioniert komischerweiße besser, weiß auch
nicht warum!

mfg, geri

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So etwa sollte die Komparatorschaltung in einfacher Form aussehen, wenn
du die Frequenz der 0,6Vss messen willst.

Siehe Dateianhang.

Gruß

Dietmar

Autor: GeRi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
werde dies morgen ausprobieren!
danke!

mfg, geri

Autor: Egon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Welche Frequenz hat das Eingangssignal ?

Papa Gei

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ausgang per 10K auf GND beim Comparator?

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Prosit!, alles Gute

ich habe mal einen 339 (der vierer vom 139) genommen und mal mit
gespielt. Der Ausgangshub erreicht NICHT die Betriebsspannung und auch
NICHT Massepotenzial. (!=Railtorail)
Du müsstest den mit +7Volt und -2Volt betreiben, um richtig arbeiten zu
können. Hysterese und Anhebung(DC-Offset) der Signalquelle wurde ja
schon genannt.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier habe ich die Signalpegel bei +7,-2V Betriebsspannung rot
angestrichen

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist einfach der falsche Komparator. Nimm einen LMC6484
Ja, gibt es bei Reichelt
http://www.reichelt.de/inhalt.html?SID=17sSdnZKwQA...
http://www.national.com/search/search.cgi/main?key...

Ist zwar kein Komparator im eigentlichen Sinne, sollte aber gehen.
Zumal Dein Interrupteingang - aktueller uC vorrausgesetzt - sowieso
einen Schmitttttrigger im Eingang haben wird.
Eigentlich würde schon eine Anhebung des Gleichspannungsoffset deines
Eingangssignals knapp unterhalb der Schaltschwelle deines INtEigangs
reichen. Dann fliesst aber wieder Strom im Sleepmode...

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der der nicht auf VCC hochkommt ist ist klar. Wie soll er das mit einem
Open Collector Ausgang auch hinkriegen, wenn da niemand hochzieht
(allenfalls R2/R1).

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ja weiss ich doch, in der Simulation macht es komischerweise keinen
Unterschied - hab ich probiert mit 1K gegen VCC. Geht trotzdem nur auf
3.16V.
sieht man noch an den junctions an R1 und oberhalb.

Dann taucht die Simulation wohl nichts...

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da wird offensichlich etwas ganz anderes simuliert, riecht nach
Push-Poll OP-Ausgang. Ein O.C. Ausgang kann sich nicht so benehmen.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Korrekt!!
habe mal einen LM139 statt eines LM339 in die Simulation eingesetzt.
(Hatte ich vorab nicht gefunden).
Mit 3.3K gegen 5V - funktioniert 1A!
30mV Lov und 4.93V High bei 5V unsymmetrischer Betriebsspannung.
Ohne Pullup R eierts irgentwo umher (Wie du sagtest, wird nur vom
R1(1M) hochgezogen)
Danke für den Hinweis..
http://www.national.com/pf/LM/LM139.html
@GeRi
Kannst Du also so übernehmen. funktioniert.

Prosit
AxelR.

Autor: Egon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Axel, hat sich wohl erledigt.

Wenn man am Ausgang eines LM139 1MHz Rechteck erwartet, werden die
Flanken auch nicht sonderlich steil sein. Aber das bleibt ja geheim.

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A.K.:

"Ausgang per 10K auf GND beim Comparator?"

Das ist nur zu reinen Simulationszwecken, der 10k ist nur drin, damit
der Simulator nicht meckert. Der erwartet an allen Bauteilanschlüssen
eine galvanische Verbindung.
Alle anderen Bauteilwerte sind auch nur rein qualitativ angegeben. Mein
Simulationsprogramm bietet in der Bibliothek nur Standard-OP wie den
LM324, da muß man etwas improvisieren. Aber immerhin, der erfüllt den
Zweck auch.
Weiter oben steht ja schon, daß beim LM319 ein Pullup von 4,7k am
Ausgang hängt.

Wobei ich im Datenblatt des LM319 nichts über einen Open Collector
Ausgang gelesen habe, sondern über TTL Ausgang. Und die meisten I/O
moderner Mikrocontroller wie z.B. die von mir zur Zeit verwendeten
LPC2000 von Philips, haben die I/O-Spannungspegel auf TTL
spezifiziert.

Im Übrigen erreicht die Rechteck-Ausgangsspannung des LM324 in der
Simulation auch 0..4,2V, das würde für den nachfolgenden 5V-Eingang
dann sicher reichen.

@Axel:

Wir wollen doch jetzt nicht noch mit negativen Betriebsspannungen
anfangen. Rail-to-Rail ist auch nicht nötig. Warum kompliziert, wenn es
auch einfach geht? Aus meiner Simulation mit dem LM324, der noch nicht
mal ein Komparator ist, ergibt sich ein Spannungshub von Masse bis
4,2V. Das genügt für einen 5V-Eingang, und für die TTL-Spezifikation
erst recht.

Die Philips LPC2000 haben übrigens keinen Schmitt-Trigger im
Interrupt-Eingang.

Wenn man einen LM211 oder 311 wählt: Der hat einen Ausgangstransistor,
an dem Emitter und Kollektor (relativ zur Betriebsspannung)
potentialfrei separat heraus geführt sind. Da kann man sich die
nachfolgende Schaltung bauen, wie man möchte.

Simulationsergebnis von bereits weiter oben geposteter Schaltung (Bild
10), siehe Dateianhang.

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und der Dateianhang.....

Gruß

Dietmar

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Wobei ich im Datenblatt des LM319 nichts über einen Open Collector
Ausgang gelesen habe, sondern über TTL Ausgang."

Ich schon. Erstens im Schaltbild, zweitens im Text: "The uncommitted
collector of the output stage makes the LM119 compatible with...". Und
da steht nur, dass der mit TLL kompatibel ist, von einem TTL Ausgang
lese ich nichts.

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
A.K.:

Wie auch immer, das war ja nicht das zentrale Thema, sondern ein
kleines Detail, und die Simulation hat ja ein erfolgreiches Ergebnis,
oder?

Gruß

Dietmar

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
PS: Erklär mir bitte mal den Unterschied zwischen LM311 und LM319, was
den Ausgang angeht.

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wiewohl der LM324 fast bis auf GND runter kommt, sollte man dabei nicht
vergessen, dass er unterhalb von ~1V kaum noch Strom ziehen kann. Das
ist kein Problem, wenn man bloss einen CMOS-Eingang dranhängt, aber in
anderem Kontext u.U. schon.

Wäre ganz interessant zu wissen, ob die üblichen Simulatoren diese
Charakteristik ebenfalls simulieren.

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hast du das datenblatt des 311 vorliegen?

Mein Schaltbild des LM 319 (Datenblatt von National Semiconductor)
zeigt einen gewöhnlichen OP-Ausgang, auch wenn im Text was anderes
stehen mag.

Nun, den LM311 kann man am Ausgang als Open-Collector, oder auch als
Open-Emitter schalten.

Gruß :-)

Dietmar

Autor: A.K. (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Beide frisch von NS runtergeladen, direkt noch warm. Der LM311 sieht
genauso aus, nur die Widerstandswerte sind etwas anders.

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Wiewohl der LM324 fast bis auf GND runter kommt,..."

Wie gesagt, das ist nur die Simulation. Meine Bauteilbibliothek gibt
nichts anderes her. Da was anderes machen, liegt doch am Designer
(Signalaufbereitung interfacen, oder was auch immer).

Es ging hier nur darum, die Schaltung überhaupt mal qualitativ ans
laufen zu kriegen, ist denn das so schwer???

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Na, ich habe vom 311 ein Datenblatt, in dem der Ausgangstransistor mit
dem offenen Emitter und Kollektor zu sehen ist. Im Datenblatt vom 319
hingegen nicht.

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Natürlich, bei den Simulatoren muß man immer ein wachsames Auge auf die
Modellparametersätze haben.

Vor längerer Zeit, habe ich jedoch auch mit dem 324 experimentiert, und
der steuert gut gegen Masse, jedoch nicht nach VCC.

Gruß

Dietmar

Autor: A.K. (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dito LM311.

Diese Schaltung sieht mir auch nicht so aus, als ob sie für einen
Open-Emitter-Konfiguration mit Output=VCC und GND=Ausgang wirklich
passend sei.

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"und der steuert gut gegen Masse"

Aber nur noch mit 10-50µA (min-typ).

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Betriebsspannungen sind bis +/-18V wählbar, und bei
Emitter-Konfiguration mit Pulldown-Last (ist etwas unüblich) kommt man
bei Ausgang high immer noch etwa auf VCC-0,6V.

Gruß

Dietmar

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"und der steuert gut gegen Masse"

"Aber nur noch mit 10-50µA (min-typ)."

Was stellt denn der Interrupt-Input eines CMOS-µC für eine
anspruchsvolle Last dar?

Gruß

Dietmar

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Diese Schaltung sieht mir auch nicht so aus, als ob sie für einen
Open-Emitter-Konfiguration mit Output=VCC und GND=Ausgang wirklich
passend sei."

Das nehme ich zurück. Text sagt es geht, ON Datasheet zeigt sogar ein
Beispiel. Wenngleich man bei den Parameter dann etwas allein steht.
Geht beim LM319 freilich nicht, da der einen gemeinsamen GND-Anschluss.

Autor: Dietmar (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ältere Datenblätter in Erinnerung, muß ich sagen, daß in neueren
Datenblättern (über den selben Baustein) oft etwas zu viel an
Information (Sofortübersicht) gespart wird, obwohl sie umfangreicher
sind. Ist mir z.B. bei Philips Datenblättern über 74HC-Bausteine
aufgefallen. Die neueren sind oft abstrakter abgefaßt, mit
Querverweisen (z.B. TTL Spezifikationen) an andere Orte.

Was anderes: Können wir eigentlich dem Schreiber des Threads weiter
helfen?

Gruß

Dietmar

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.