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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC durch einen Optocoupler trennen.


Autor: romanua (Gast)
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Hallo,


Ich moechte einen ADC Eingang von der zu messenden
Spannung trennen. Dafuer habe ich vor, einen Optocoupler
zu benutzen.

Zum einen moechte ich das zwecks Trennung machen und zum anderen um
mir die kompliziertere High-Side (300V) Strom Messung zu ersparren.

Nun die Fragen:
Macht diese Loesung im Prinzip Sinn?

Welche Nachteile, den anderen ADC Trennmethoden gegenueber, hat so eine
Loeseung?

Worauf muss man aufpassen?


Danke im Vorraus.

P.S. Ich meine etwas zum Thema hier im Forum gelesen zu haben. Kann
aber jetzt leider nichts finden. Fuer einen Threadverweis waere ich
auch dankbar.

Autor: Schoasch (Gast)
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Wie willst du denn den ADC mit einem Optokoppler trennen? Das
Eingangsignal... geht mit einem Optokoppler nicht, da dieser nicht
linear ist. Die Ausgänge könntest du über einen Optokoppler zum µC
hinführen. Dazu bräuchtest du halt Optokoppler die Schnell genug dafür
sind und deren LEDs auch bei dem Strom durchschalten, den die Ausgänge
des ADCs liefern kann.

Ich baue mir auch gerade eine galvanische Trennung für mein Oszi. Dazu
verwende ich einen galvanisch getrennten OPV mit V=1 (ISO124 von TI).
Dazu noch einen DC-DC Wandler und einen ISO150(OPV mit programmierbarer
Verstärkung). Das ganze geht halt "nur" bis 50kHz(bestenfalls). Aber
ich habe eine galvanische Trennung die bis 1500Vrms geht.

mfg Schoasch

Autor: romanua (Gast)
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Hallo Schoasch,

Danke fuer die Anregung.

Es gibt auch linear optocouplers wie z.B LOC110

http://www.clare.com/home/PDFs.nsf/www/AN-107.pdf/...

Den gibt es 3.5$ in Stueckzahlen bei Digikey.

200kHz Bandwidth, 3750 Vrms isolation. Wieso nicht diesen?

Autor: Schoasch (Gast)
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Hört sich eh gut an. Ich kannte dieses Bauteil nur noch nicht. Was dabei
wahrscheinlich das Problem ist, ist die Tatsache, dass du nur ein
positives Signal übetragen kannst(Die Reversspannung von max 5V darfst
du dabei nicht übersehen). Weiters ist der Eingangswiderstand des
Optokoppler sehr klein sodass du dein zu messendes Signal verfälschst.
Aus diesem Grund müsstest du halt mit einer OPV Schaltung das ganze
wieder ausgleichen.

Aber 200kHz und 3750Vrms Isolation hört sich nicht schlecht an. würde
mich interessieren wie dein Lösungsweg dann aussieht.

mfg SChoasch

Autor: mthomas (Gast)
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Weitere "Analog-Optokoppler": IL300 und HCNR200/HCNR201. Dazu gibt es
auch recht informative Applikation-Notes auf den Web-Seiten der
Hersteller. Mglw. wird es aber einfacher/genauer, einen
Analog-Digital-Wandler "auf der heissen Seite" anzuordnen und dessen
Digitalinterface per Optokoppler anzubinden.

Autor: Jojo S. (Gast)
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eine Lösung habe ich nicht, aber das Zauberwort heist
'Trennverstärker'. Es gibt auch IC's die eine kapazitive Kopplung
machen, aber da weiss Google auch mehr als ich.

Autor: Schoasch (Gast)
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Hm.. SPI könnte man doch eigentlich recht einfach galvanisch trennen. Da
sollten ja 4 Optokoppler reichen. Und das ganze wäre sicher etwas
genauer als lineare Optokoppler.

Autor: romanua (Gast)
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Hallo, wuerde so etwas, wie im Anhang funktionieren?

Vout geht zu ADC, dessen Eingang hohe Impedanz hat.

Die Schaltung rechnet auf zwei gleiche Optocoupler und zwei gleiche
Widerstaende, ist das eine plausible Annahme?

Ob Optocoupler linear sind oder nicht, ist unwichtig, solange sie auf
dieselbe Weise nicht-linear sind.

Autor: Profi (Gast)
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Vermutlich wird der Strom und nicht die Spannung linear übertragen,
sodass Du eine Stromquelle brauchst und die beiden Sendedioden in Reihe
schalten solltest.

Ich würde die Trennung auf der digitalen Seite machen, mit SPI, so wie
es Schoasch vorschlug. Meist kommst Du mit 3 Kopplern aus.

Google mal nach
ADC serial opto
oder
adc seriell galvanisch getrennt
In vielen Datenblättern und Application Notes wird das extra
hervorgehoben, wenn sich ein ADC dazu eignet.

Autor: A.K. (Gast)
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Auf der digitaln scheint mir auch sinnvoller. Aber zu analogen
Variante:

- Strombegrenzung (Serienwiderstand) für LED sollte rein. Der OP wird
nämlich sonst für kurze Zeit in die LED reinpumpen was die
Ausgangsstufe hergibt.

- Da Optokoppler notorisch träge Genossen sind, ist mit massivem
Einschwingen zu rechnen. Es kann sinnvoll sein, den OP künstlich zu
verlangsamen (siehe Kondensator in der AN-107).

- Die Parameter getrennter Koppler können weit auseinander liegen. Wenn
also schon nicht ein 1:2-Koppler wie in der AN verwendet wird, dann
sollte es zumindest ein 2-fach-Koppler sein.

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