Rechteckspannung mit Referenz abgleichen

Gast #5602965
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Hallo an Alle!

Ich habe eine Rechteckspannung aus einem uC mit etwa 12,5 Hz.

Da mir die 5 V aus dem uC nicht sauber genug sind, würde ich gerne das 
Rechtecksignal mit einem ref02 abgleichen.

Hat jemand einen Ansatz, wie ich am besten vorgehe? Würde das über einen 
oPamp machen. Mir ist die Schaltung aber nicht klar.

Über Vorschläge würde ich mich freuen.

Danke
Azzidodabass
#5603054
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Azzidodabass schrieb:
> Kannst du mir das noch näher erläutern?

Einfach einen Analogschalter als Umschalter nehmen. Ein Eingang an die 
Referenz und den anderen an die Masse. Der Umschaltkontakt ist dann der 
Ausgang. gesteuert wird der Takt durch den uC.

> Gibt es nicht die Möglickeit, durch einen OP die 5 V +/- x% aus dem uC
> hochzuziehen auf die 5,0 V vom ref03?

Das wird aber unnötig aufwändig. Du müsstest ja das tatsächliche 
Ausgangssignal nachregeln, damit dieses stimmt. Das Ausgangssignal 
toggelt aber immer zwischen Masse und 5V. Die Nachregelung würde auch 
bei einem low Signal versuchen die 5V zu regeln, was aber sinnlos ist. 
Um das alles einigermaßen zurecht zu biegen müsste man deutlich mehr 
Aufwand betreiben.
#5603062
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Azzidodabass schrieb:
> Da mir die 5 V aus dem uC nicht sauber genug sind, würde ich gerne das
> Rechtecksignal mit einem ref02 abgleichen.

Azzidodabass schrieb:
> Gibt es nicht die Möglickeit, durch einen OP die 5 V +/- x% aus dem uC
> hochzuziehen auf die 5,0 V vom ref03?

> ....die 5 V +/- x%...

..+/- x% heißt in Zahlen?
Weshalb versorgst Du den uC nicht mit einer vernünftig geregelten 
Versorgungsspannung? Evtl. reicht das schon aus.
#5603075
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Azzidodabass schrieb:
> "The 7805 is specified by Fairchild as 5V ± 4%
> The 7805 equivalent spec is 5 mV / degC"
>
> von
> https://electronics.stackexchange.com/questions/25...
>
> Danke @Jörg
> Ich mache mir dazu mal Gedanken

Ich würde schon einen einstellbaren Spannungsregler verwenden, ohne 
jetzt den LM317 zu nennen. Alternativen gibt es reichlich. Oder reicht 
Dir die Genauigkeit eines 7805?
Gast #5603100
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Azzidodabass schrieb:
> Was haltet Ihr davon, wenn man den refo2 über einen Spannungsfolger
> belastbar macht und damit den uC speist.

Willst du die ganzen Störungen, die der µC durch seine schwankende und 
impulsartige Stromaufnahme auf seiner Versorgungsspannung erzeugt, auf 
deinem Ausgangssignal haben?
Was spricht gegen die vorgeschlagene Lösung mit Analogschaltern und - 
falls da eine größere Last dran hängt - einen passenden Spannungsfolger 
hinter den Schaltern?
#5603106
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Azzidodabass schrieb:
> Hat jemand einen Ansatz, wie ich am besten vorgehe?

Rechtecksignale kann man gut mit Digitalschaltkreisen formen, nimm also 
einen 74CH04 dessen Versorgungsspannung aus der REF02 stammt und lass 
das ungenaue Signal des uC durch die genauen Signalpegel des 
referenzversorgten Buffers laufen.

Wenn du mehr Treiberleistung brauchst, entweder 74AC04 bei 
hochfrequenten Signalen oder mehrere Gatter des 74HC04 parallel.

Analogschalter wie CD4053 sind hochohmig, es gibt niederohmigere aber 
sie sind unnötig da du keine analogen Pegel brauchst.
#5603115
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Azzidodabass schrieb:
> GND Pin 7
> VCC Pin 14
> Eingangsrechteck vom uC an 1A Pin 1?
> Und Ausgang dann von Ausgang 1Y Pin 2??

Kann man so machen, unbenutze Eingänge an Masse.

Achte drauf, daß die Spannung aus dem REF02 zur selben Zeit kommt wie 
VCC des uC. Kannst du das nicht sicherstellen, kann ein 1k Widerstand 
vom uC Ausgang zum 04 Eingang helfen, unerwünschte Querströme zu 
begrenzen.
#5603128
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Azzidodabass schrieb:
> Kannst du mir das bitt erläutern?
> Der REF02 ist doch dauerhaft auf +5 V????

Nur wenn sie am Eingang auch (zumindest 7V) bekommt.

Hängen also 7805 für den uC und REF02 für den 74HC04 an derselben 
Eingangsspannungsquelle, ist es in Ordnung, es sei denn, ein Regler ist 
durch übermässige Ausgangselkokapazität ausgebremst.

Wenn aber der 7805 seine Eingangspannung woanders her bekommt als der 
REF02, könnte der eine an sein und der andere aus und dann fliessen 
Querströme über die Schutzdioden, der IC geht in latch up und schliesst 
seine Versorgung kurz. Eingezeichnet ist die Eingangsschutzdiode.
1
       +----+                  +-----+
2
+7V ---|7805|--+           +---|REF02|-- noch keine Spannung
3
       +----+  |           |   +-----+
4
             +----+  +-------+
5
             |    |  |     | |
6
             | uC |--|-|>|-+ |
7
             |    |  |74HC04 |
8
             +----+  +-------+
9
               |        |
10
              GND      GND
Persönliche Seite #5603151
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Azzidodabass schrieb:
> Das heisst, ich könnte damit auch eine rechteckspannung mit 3 Volt
> Amplitude erzeugen, wenn ich über einen Spannungsregler 3 Volt an den
> EIngang lege?

Nein, das ist kein linearer Baustein. Am Ausgang kommt eine Amplitude 
zwischen GND und Versorgungsspannung 'raus, die Höhe des Eingangssignal 
ist nur insofern von interesse, als daß sie die entsprechenden 
Logikpegel einhalten muss, d.h. der "High"-Pegel darf nicht zu niedrig 
und der "Low"-Pegel nicht zu hoch sein.
#5603208
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Azzidodabass schrieb:
> Das heisst, ich könnte damit auch eine rechteckspannung mit 3 Volt
> Amplitude erzeugen, wenn ich über einen Spannungsregler 3 Volt an den
> EIngang lege?

Na ja,

1. muss die Versorgungsspannung im Bereich liegen den der 74HC04 
verkraftet, 3V geht, 8V nicht.

2. muss das Eingangssignal auch von 0V bis 3V gehen, es geht aber von 0V 
bis 5V also muss man verhindern da0 bei vorgesetzten 5V was schlimmes 
passiert, der 1k Vorwiderstand wird helfen.
Gast #5603353
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die 74hc machen laut Datenblatt (Tabelle 6 unter Static characteristics) 
bei einem high Ausgang überschlagen
20µA:  Vcc bis minimal Vcc-100mv
4-5mA: Vcc-200mV bis min. Vcc-500mV
je nach Spannung/Temperatur, steht im Datenblatt ausführlich

je nach benötigtem Strom/Genauigkeit muss da noch ein Spannungsfolger 
dahinter

eventuell die halbbrücke aus logic level n/p mosfet diskret aufbauen, 
immerhin hat die high-side von 74hc, wenn sie bei 4mA 0.2-0.5V 
Spannungsabfall hat, etwa 50-125Ohm (worst case).

dann müsste pMos von 5V ref zum Ausgang, nMos oder Widerstand vom 
Ausgang an ground (wie genau müssen die 0V sein?), wenn du zwei mosfet 
verwendest auf deadtime achten, könnte trotz extra Aufwand einfacher 
sein als 74hc plus spannungsfolger
Gast #5640996
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Hallo laberkopp,

erstmal danke dir für deine Vorschläge.
Ich habe die Schaltung ref02 74HC aufgebaut und sie funktioniert super.

Jetzt möchte ich den Ausgang des 74HC über einen Spannungsfolger 
belastbar machen. Jedoch bricht mir das rechtecksignal am Ausgang des 
oPamp auf 4 V ein.

Kann sich das jemand erklären?

Die ca. 12 Hz sollten für einen handelsüblichen oPamp kein Problem 
darstellen, oder? Ich habe testweise unterschiedliche OPs verwendet.
Bei Allen das Gleiche.

Freu mich auf Rückmeldungen.

Danke
Gast #5641065
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Azzidodabass schrieb:
> Kann sich das jemand erklären?

Drei Angestellte + ein Chef müssen sich dazu einig sein:

Der Schaltplan (welcher mit der Wirklichkeit übereinstimmen sollte)
Der OPV (dessen Datenblatt als seine Ehefrau viel zu sagen hat)
und seine Geliebte, die Versorgung (hier vor allem die positive).

Geht aber nicht ohne einen Mediator: Die Last (bzw. der Strom
bei gegebener Spannung), bringt wohl die Entscheidung.


Du scheinst es kaum mit Logik und/oder viel mit Hellseherei zu
halten. Hier regiert ersteres, zweiteres erscheint nur durch
raffinierte Anwendung dessen überhaupt manchmal existent.
(Die sogenannte "Glaskugel".)

Wer aber kann Logik anwenden, um Lösungen zu finden, wenn ihm
nur die Überschriften der einzelnen Probleme geliefert werden?
Gast #5641183
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VCCRRIO schrieb:
> Drei Angestellte + ein Chef müssen sich dazu einig sein:

Hallo VCCRRIO,

ich bin ganz begeistert von deiner Poesie.

Ich hoffe, dass die Qualität deiner für dieses Forum
relevanten Beiträge mit der Quantität deiner
irrelevanten mithalten kann.

Aber dazu hast du ja jetzt ausgiebig Zeit, dies unter Beweis zu stellen.

Anbei ein Funktions-Schaltplan.

Aus 12 V mach ich über einen 7805 5 Volt, mit denen ich einen
uC speise.
Parallel dazu generiere ich aus den 12 V über einen ref02
eine zweite, genauere 5 V Spannung.

Ein gepulstes Ausgangssignal des uC wird anschließend über einen 78HC04 
Invertierer geführt, der über die 5 V des ref02 gespeist wird.

Das resultierende Signal ist eine gepulste rechteckspannung mit
einem genauen 5 V Spitze-Wert.

Diese möchte ich jetzt über einen Spannungsfolger belastbar machen.
Dazu kommt ein oPamp zum Einsatz.

Bin gespannt auf deine Meinung.

Danke
Azzidodabass
Angehängte Dateien:
Gast #5641337
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Kann es sein, dass der Eingangswiderstand des oPamp nicht groß genug 
ist, im Vergleich zu dem Ausgangswiderstand des in Reihe geschalteten 
74HC, so dass nicht die ganze Spannung an diesem abfällt?
Würde dann ein großer Widerstand gegen GND am Eingang des oPamp abhilfe 
schaffen?
Mit groß mein ich 1 MOhm <= R <= 100 MOhm???
Beitrag #5641354 wurde von einem Moderator gelöscht.
Gast #5641358
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Azzidodabass schrieb:
> Ich hoffe, dass die Qualität deiner für dieses Forum
> relevanten Beiträge mit der Quantität deiner
> irrelevanten mithalten kann.

a.) Ein (angeblich) irrelevanter Post ===> "(hohe) Quantität"?
    Deine äußerst eloquente Antwort gründet sich nicht auf Logik.

b.) Der Post war nicht irrelevant. Er enthielt (ja, "poetisch")
    einige Hinweise bzw. Fragen, die ich Dir jetzt mal übersetze.

VCCRRIO schrieb:
> Drei Angestellte + ein Chef müssen sich dazu einig sein:

Insgesamt vier relevante Informationsgruppen, eine davon sehr.

> Der Schaltplan (welcher mit der Wirklichkeit übereinstimmen sollte)

Na ja.

> Der OPV (dessen Datenblatt als seine Ehefrau viel zu sagen hat)

Bis hierhin versteht es sicher jeder, auch Nichtpoeten. Das Datenblatt
des OP07 hzättest Du gern verlinken können - hier, "im Auftrag":

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/op07.pdf

> und seine Geliebte, die Versorgung (hier vor allem die positive).

Die Höhe (und auch Art) der Versorgung des OPVs - nicht genannt.

> Geht aber nicht ohne einen Mediator: Die Last (bzw. der Strom
> bei gegebener Spannung), bringt wohl die Entscheidung.

Das, gleich Anfangs von mir "der Chef" genannt, fehlt natürlich auch.

Woran willst Du Dieses Rechteck schlußendlich haben, was willst
Du damit ansteuern, wie_viel_Strom soll Dein Spannungsfolger also
liefern können?

Azzidodabass schrieb:
> Bin gespannt auf deine Meinung.

Meine Meinung: Ist & bleibt, daß wirklich alle genannten Infos benötigt
werden, um sowohl das Problem erkennen, als auch eine denkbare Lösung
erarbeiten zu können.

Meine Vermutung: Dein OPV kann den hier am Ausgang geforderten Strom
(unbekannt) in die Last (unbekannt) entweder gar nicht, oder zumindest
nicht bei der von Dir für ihn benutzten +/pos. Versorgung (unbekannt)
liefern. Ob er dabei bis GND kommt? Hm. Negative Versorgung?

Mein Versprechen: Je mehr potentiell relevante Daten man in Foren
liefert, desto einfacher ist "das helfen". "Potentiell", weil mir
ja völlig klar ist, daß Dir nicht völlig klar ist, was davon nun
relevant ist, und was nicht. Gerade darum solltest Du fast_alles als
relevant betrachten, sofern Du es nicht als "gesichert irrelevant"
ausschließen kannst. Später kannst Du das mal, aber so lange Du das
noch nicht kannst, wird das Vorenthalten jener Infos hier/woanders
gerne als (äußerst unbeliebte) "Salami-Scheibchen-Taktik" aufgefaßt.
Gast #5641427
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Der Op hängt an den +12 V Versorgung und am V- an GND.
Später soll ein Transistor am Ausgang des Opamp höhere Ströme schalten.
Das sollte also nicht das Problem sein.

Am OP hängt derzeit keine Last. Ich sollte jedoch trotzdem die 
Ausgangsspannung +5 V messen können.

Das klappt jedoch nicht.

Lege ich statt der Rechteckspannung eine 5 VDC Gleichspannung an, dann 
habe ich am Ausgang die 5 V. Der Spannungsfolger funktioniert.
Gast #5641480
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Azzidodabass schrieb:
> Diese möchte ich jetzt über einen Spannungsfolger belastbar machen.
> Dazu kommt ein oPamp zum Einsatz

Ist doch Humbug.

Ein OP07 ist langsamer und schwächer als ein HC04 und benötigt 
mindestens -3V um auf Masse schalten zu können.

Lerne erstmal vernünftige Bauteilauswahl.

Die beginnt mit der Frage, wie hoch die Frequenz ist und welche 
Flankensteilheit bei welchem Strom benötigt wird.
Persönliche Seite #5641569
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Oben hat doch VCCRRIO fein aufgedröselt, welche Informationen man 
braucht um dir zu helfen.

VCCRRIO schrieb:
> Woran willst Du Dieses Rechteck schlußendlich haben, was willst
> Du damit ansteuern, wie_viel_Strom soll Dein Spannungsfolger also
> liefern können?

> Mein Versprechen: Je mehr potentiell relevante Daten man in Foren
> liefert, desto einfacher ist "das helfen". "Potentiell", weil mir
> ja völlig klar ist, daß Dir nicht völlig klar ist, was davon nun
> relevant ist, und was nicht. Gerade darum solltest Du fast_alles als
> relevant betrachten,

Dazu noch, was das ganze werden soll, dabei kommen dann so entscheidende 
Sachen heraus, wie die Versorgungsspannung: Steckernetzteil, Bleiakku, 
KFZ?

Oft gibt es dann ein einfacheres Konzept, denn mit dem 74HC04 einen OP07 
und damit einen Transistor anzusteuern, ohne ihn in die Regelschleife zu 
integrieren, ist suboptimal. Vielleicht braucht die Last auch gar nicht 
diese Flankensteilheit.
#5642123
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Azzidodabass schrieb:

> Als Verbraucher sollen 4 gepulste Kurzbogenlampen in reihe eingesetzt
> werden.
> Widerstand pro Lampe ca. 1 Ohm.
> Das heisst bei 4 Lampen in reihe 4 Ohm.
> Pro Lampe sollen 1,25 V Volt anliegen.
> Also 1,25 Ampere Gesamtstrom

Bogenlampen haben typischerweise einen (differentiellen)
negativen Widerstand. Du brauchst also einen konstanten
Strom und keine konstante Spannung von 5V. Typisches
Salamitaktik vom TE die letztendlich eine völlig andere
Lösung erfordert. Also kein "Rechteckspannung mit Referenz
abgleichen".
#5642328
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Azzidodabass schrieb:
> Als Verbraucher sollen 4 gepulste Kurzbogenlampen in reihe eingesetzt
> werden.

Was für ein SCHWACHSINN

Warum sollte man dafür eine hochgenaue Spannung brauchen? 
Entladungslampen brauchen typisch eine hohe Zündspannung und dann eine 
Strombegrenzung. Man schaltet solche Lampen auch nicht in Reihe. Und 
überhaupt: was für eine Lampe soll das sein, mit 1.25V Brennspannung und 
gerade mal 1.5W?
#5642982
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Azzidodabass schrieb:

> Alles klar. Ich merk schon dass man hier nicht vernünftig weiterkommt.

Ja, das kommt daher, weil Du die einfachsten Grundlagen der
Elektrotechnik nicht beherrscht und Du deshalb von völlig
falschen Voraussetzungen ausgehst.

> Danke an diejenigen die ein wahres interesse hatten sich konstruktiv
> einzubringen.

Bitte, gern geschehen. Wenn Du früher gesagt hättest, worum
es eigentlich geht, hätte der Thread wesentlich kürzer aus-
fallen können.
Gast #5643026
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Axel S. schrieb:
> Entladungslampen brauchen typisch eine hohe Zündspannung

Zur Stoßionisation. Erst die leitet allmählich Stromfluß ein.

> und dann eine Strombegrenzung. (bzw. Konstantstromregelung)

Wegen des negativ differentiellen Widerstandes der Strecke.

> Man schaltet solche Lampen auch nicht in Reihe.

Für gewöhnlich kommt auf die Idee keiner bei Entladungslampen.
Sondern es gilt: 1 Betriebsgerät pro Lampe. (LSR ausgenommen.)

> Und überhaupt: was für eine Lampe soll das sein,

Das frage ich mich auch.

> mit 1.25V Brennspannung und gerade mal 1.5W?

"Das wenigste": 75W KuBoLa, 15V Brennspannung @ ca. 5A Strom.
#5643361
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VCCRRIO schrieb:

>> Man schaltet solche Lampen auch nicht in Reihe.
>
> Für gewöhnlich kommt auf die Idee keiner bei Entladungslampen.
> Sondern es gilt: 1 Betriebsgerät pro Lampe.

Das geht durchaus, siehe Tandemschaltung
https://de.wikipedia.org/wiki/Tandemschaltung

>> Und überhaupt: was für eine Lampe soll das sein,
>> mit 1.25V Brennspannung und gerade mal 1.5W?

Eine bogenförmige, rote LED?
Aber auch diese würde eine Stromquelle als Netzteil benötigen.

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