Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IC mit Ladungpumpe


von Philipp G. (geiserp01)


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Ich suche ein IC mit integrierter Ladungspumpe. Es soll folgendes Signal 
konvertieren:

Eingang: +5V DC Rechteck Signal, max 1kHz. 50/50 Tastverhältnis

Ausgang: +-5V AC Rechteck, 10Vpp, nach fallender Flanke invertieren bis 
zur steigenden

Versorgungsspannung: +12V


In Ermangelung besserer Werkzeuge vor Ort liegt ein Bild als Anhang mit 
mspaint vor.

Weiss jemand ob sowas fertig in einem IC ohne viel Beigemüse gibt?

von Falk B. (falk)


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Philipp G. schrieb:
> Ich suche ein IC mit integrierter Ladungspumpe. Es soll folgendes Signal
> konvertieren:
>
> Eingang: +5V DC Rechteck Signal, max 1kHz. 50/50 Tastverhältnis
>
> Ausgang: +-5V AC Rechteck, 10Vpp, nach fallender Flanke invertieren bis
> zur steigenden
>
> Versorgungsspannung: +12V

Dann reicht ein einfacher OPV, welcher als nichtinvertierender 
Verstärker x2 arbeitet. Den Ausgang koppelt man mit einem ausreichend 
großen Kondensator aus, schon hat man negative Ausgangsspannung.

Wenn der zu groß wird bzw. die untere Grenzfrequenz zu klein ist, muss 
man DC-koppeln und mittels Ladungspumpe (ICL7660A) aus den +12V -12 
machen. Dann braucht es aber auch wieder einen OPV mit Verstärkung x2 
und einem Offset.

> Weiss jemand ob sowas fertig in einem IC ohne viel Beigemüse gibt?

AFAIK nein.

von Helmut -. (dc3yc)


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Philipp G. schrieb:
> Ausgang: +-5V AC Rechteck, 10Vpp, nach fallender Flanke invertieren bis
> zur steigenden
>
> Versorgungsspannung: +12V

Das mit dem  "invertieren" passt irgendwie nicht zum Bild. Man könnte 
auch einen RS232-Leitungstreiber verwenden und die Spannung mit zwei 
antiseriellen Z-Dioden (4V3) begrenzen.

von Peter D. (peda)


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MAX3233E an 3V

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Falk B. schrieb:
> Dann reicht ein einfacher OPV, welcher als nichtinvertierender
> Verstärker x2 arbeitet.

Ein OPV ist übertrieben, wenn es um ein Digitalsignal geht. Ein MOSFET 
in Gateschaltung als Pegelwandler und zwei Transistoren als 
Gegentakt-Emitterfolger dahinter:
1
+12V o-----*---------.
2
           |         |
3
          4K7   .--|<  npn
4
           |    |    |
5
           *----*    *---||---*---o Out
6
+5V  o---|E     |    |        | 
7
           |    `--|<  pnp   10K (optional)
8
           |         |        |
9
In   o-----´        GND      GND

Bauteile ca. BSS138 n-MOSFET (S Eingang, G fest an +5V, D an den Pullup) 
BC847 (npn, Emitter zum Ausgang) BC857 (pnp, Emitter zum Ausgang)

> Den Ausgang koppelt man mit einem ausreichend
> großen Kondensator aus, schon hat man negative Ausgangsspannung.

Genau so.

von Falk B. (falk)


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Axel S. schrieb:
> Ein OPV ist übertrieben, wenn es um ein Digitalsignal geht.

Sicher, aber der kommt im einfachen DIL8/SO8 Gehäuse.

> Ein MOSFET
> in Gateschaltung als Pegelwandler und zwei Transistoren als
> Gegentakt-Emitterfolger dahinter:

Bääääähhh, viel zuviel Krümelkram. Wenn schon, dann ein MOSFET-Treiber 
ala ICL7667, der hat auch ein einfache 8pol. Gehäuse.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Falk B. schrieb:
> Wenn schon, dann ein MOSFET-Treiber ala ICL7667

Stimmt. Hätte ich auch drauf kommen können :)

von Thomas (Gast)


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Axel S. schrieb:

> +12V o-----*---------.
>            |         |
>           4K7   .--|<  npn
>            |    |    |
>            ----    *---||---*---o Out
> +5V  o---|E     |    |        |
>            |    `--|<  pnp   10K (optional)
>            |         |        |
> In   o-----´        GND      GND
>

Die Schaltung ist doch wohl falsch. Wie Soll denn der NPN oben im Zweig 
als High-Side Schalter und der PNP als Low-Side arbeiten ?
Wo kommt denn das Negative Basis potenzial für den PNP her?

Gruß
Thomas

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Thomas schrieb:
> Axel S. schrieb:
>
>> +12V o-----*---------.
>>            |         |
>>           4K7   .--|<  npn
>>            |    |    |
>>            ----    *---||---*---o Out
>> +5V  o---|E     |    |        |
>>            |    `--|<  pnp   10K (optional)
>>            |         |        |
>> In   o-----´        GND      GND
>>
>
> Die Schaltung ist doch wohl falsch.

Nein. Du verstehst sie nur falsch.

> Wie Soll denn der NPN oben im Zweig
> als High-Side Schalter und der PNP als Low-Side arbeiten ?

Das sind keine Schalter.

Axel S. schrieb:
> zwei Transistoren als Gegentakt-Emitterfolger

von ArnoR (Gast)


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Hier mal außerhalb der Wertung eine Variante mit nur einem Transistor.

von Philipp G. (geiserp01)


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ArnoR schrieb:
> Hier mal außerhalb der Wertung eine Variante mit nur einem Transistor.

Sehr interessant, danke.

Wie dimensioniert Du die beiden C links?

Sehe ich das richtig, Versorgung +12V an das obere C links (12).

Das Eingangssignal geht dann an Drain vom NChannel Mosfet, und das ist 
alles?

von ArnoR (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Wie dimensioniert Du die beiden C links?

Meinst du die Batterien? Ich sehe nur einen C. Den so, daß sich eine 
brauchbare Kurvenform bei der Schaltfrequenz ergibt. Nur so groß wie 
nötig machen.

Philipp G. schrieb:
> Sehe ich das richtig, Versorgung +12V an das obere C links (12).

Meinst du mit C die 12V-Quelle?

Philipp G. schrieb:
> Das Eingangssignal geht dann an Drain vom NChannel Mosfet,

Source, nicht Drain. Genau wie bei Axel oben.

> und das ist alles?

Ja.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp G. schrieb:
> und das ist alles?
Kommt sehr auf die Impedanz der Quelle und den Lastwiderstand und die 
minimale Frequenz an...

von ArnoR (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Kommt sehr auf die Impedanz der Quelle und den Lastwiderstand und die
> minimale Frequenz an...

Ich schrob doch: "außerhalb der Wertung". Nur eine Fingerübung, die man 
auch an die Vorgaben anpassen kann.

von Philipp G. (geiserp01)


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ArnoR schrieb:
>> Wie dimensioniert Du die beiden C links?
>
> Meinst du die Batterien? Ich sehe nur einen C. Den so, daß sich eine
> brauchbare Kurvenform bei der Schaltfrequenz ergibt. Nur so groß wie
> nötig machen.

Ach ja, das sind ja Batterien. :)

Also +12V ist klar, und anstatt der 5V Batterie könnte man ja einen 5V 
Festspannungsregler machen.

Lothar M. schrieb:
> Kommt sehr auf die Impedanz der Quelle und den Lastwiderstand und die
> minimale Frequenz an...

Quelle: ATMega328, Pinout. Frequenz: 10 - 1000Hz.

Vorschläge zum C?

von ArnoR (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Frequenz: 10 - 1000Hz

Wie immer; die wichtigsten Infos zuletzt. Die Schaltungen mit 
Kondensatoren zum Potentialversatz brauchen einige Perioden zum 
Einschwingen auf den endgültigen Pegel und die müssen nach der 
niedrigsten Frequenz bemessen werden.

Ich würde eher dauerhafte -5V erzeugen und einen statischen Pegelwandler 
nehmen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp G. schrieb:
> Frequenz: 10 ... Hz.
> Vorschläge zum C?
Dann brauchst du einen dicken und fetten Kondensator. Und eine recht 
hochohmige Last. Eine Messpitze mit 1MOhm Innenwiderstand kann das 
Design wahrscheinlich noch ab. Aber sobald du mehr als ein paar µA 
entnehmen willst, ist Schicht im Schacht.

ArnoR schrieb:
> Wie immer; die wichtigsten Infos zuletzt.
Deshalb fühlte ich mich gemüßigt zu fragen. Und die Antwort auf die Last 
steht noch aus... ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Philipp G. (geiserp01)


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Lothar M. schrieb:
>> Wie immer; die wichtigsten Infos zuletzt.
> Deshalb fühlte ich mich gemüßigt zu fragen. Und die Antwort auf die Last
> steht noch aus... ;-)

Max 20mA.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Philipp G. schrieb:
> Max 20mA.
Und jetzt wäre noch arg interessant: wofür? Brauchst du da einfach nur 
10V Ampiltude oder muss da tatsächlich eine negative Spannung auftreten? 
Was soll damit angesteuert werden? Sprich: was ist die Last? Ein 
Lautsprecher? Ein Motor? Ein Xyz?

: Bearbeitet durch Moderator
von Gerald (Gast)


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