Stromspiegel vor ADC-Eingang am Mikrocontroller

[Stefan . (phreakshow)]

Hi zusammen.

Ich habe die Tage eine für mich unbekannte Beschaltung eines 
Mikrocontrollers gesehen. Leider finde ich den Originallink nicht mehr, 
ich hab es aber mal nachgezeichnet. Bei den Werten bin ich mir nicht 
sicher, aber zumindest die Größenordnung stimmt.

Warum macht man das? Das wesentliche Teil ist doch ein Stromspiegel, nur 
habe ich den selten mit pnp-Transistoren gesehen. Warum überhaupt 
Stromspiegel? Um den Eingang der Schaltung nicht mit dem ADC-Ladestrom 
zu belasten? Warum nimmt er da keinen Spannungsfolger?

[Harald W. (wilhelms)]

Stefan M. schrieb:

> Warum überhaupt Stromspiegel?

Keine Ahnung. (Nichtintegrierte-)Stromspiegel haben leider die
schlechte Angewohnheit, in der Praxis wesentlich schlechter als
in der Theorie zu funktionieren.

[Stefan . (phreakshow)]

Ich meine dass da ein Bild dabei war, das die beiden Transistoren in 
einem Gehäuse mit sechs Beinchen zeigte. Gehen wir mal von "integriert" 
aus.

[MaWin (Gast)]

Stefan M. schrieb:
> Beschaltung eines Mikrocontrollers

Sieht mir eher aus wie eine Beschaltung vor dem Game-Port eines 
ehemaligen IBM PC.
Da musste man solche Kniffe machen, wenn man eine Spannung messen 
wollte.
Aber selbst für den Anwendungsfall sirht sie falsch aus. Vielleicht 
funktioniert sie aber trotzdem.
So war üblicher:

     Schaltung      : im PC Gameport
      +--------+----:------- +5V
      |        |    :
      |       47R   :
      |        |    :
     510R    +-+-+  :
      |      |   |  :
      |    330R 180R:
     E|      |   |E : 
  PNP >|--+--(--|< PNP wie BC557
      |   |  |   |  :
      +---+  |   |  :
      |      |   |  ;
    Poti     |   +--:-2k2-+- NE555
      |      |      :    10nF
      +------+------:-----+- GND

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Die Schaltung könnte als Strom-Spannungs-Wandler mit Offset gedacht
werden (s. Anhang).

I1 in der Simulation könnte bspw. ein Fototransistor sein, dessen Strom
gemessen werden soll, wobei aber nur der Bereich von 100µA bis 300µA von
Interesse ist. Die CE-Spannung am Fototransistor bleibt dabei über den
gesamten interessierenden Bereich weitgehend konstant (ca. 4,5V), so
dass auch die die CB-Kapazität des Fototransistors nicht sehr stören
sollte.

Die Idee hinter der Schaltung könnte natürlich auch eine ganz andere
sein, je nachdem was damit gemessen werden soll.

[Stefan . (phreakshow)]

Danke euch. Das von MaWin sieht ja ein bisschen anders aus. An eine 
Fotodiode hatte ich bisher nicht gedacht. Die sehe ich sonst nicht so 
"over-engineered", aber es ergibt für mich immerhin Sinn ;)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Stefan M. schrieb:

> Warum macht man das? Das wesentliche Teil ist doch ein Stromspiegel
> Warum überhaupt Stromspiegel?

Um den Strom zu spiegeln? Wenn das Ausgangssignal des Sensors ein Strom 
ist - sagen wir mal ein PTAT Sensor wie AD590 und wenn der Sensor mit 
dem einen Pin an GND hängen muß - dann ist ein Stromspiegel eine 
elegante Möglichkeit, den Sensorstrom in eine GND-bezogene Spannung für 
einen ADC zu wandeln.

Ein anderes gebräuchliches Beispiel wäre ein industrieller Sensor mit 
Stromschnittstelle 4..20mA. Allerdings bräuchte der eher 24V Versorgung 
statt deiner 5V.

Und wenn möglich, dann würde man so einen Sensor dadurch an den ADC 
anpassen, daß man seinen Strom durch einen Bürdewiderstand nach GND 
schickt. An dem fällt dann auch eine Spannung proportional zum Strom ab. 
Aber manchmal geht das halt nicht, wenn der Sensor mit dem einen "Bein" 
fest an GND hängt.

> nur habe ich den selten mit pnp-Transistoren gesehen.

Und was spielt das für eine Rolle? Die Funktion einer Schaltung ändert 
sich doch nicht dadurch, daß man die Polarität ändert. Wenn man npn 
durch pnp ersetzt und alle Spannungen umpolt, dann ist das am Ende die 
gleiche Schaltung. Dito mit n- vs. p-Kanal MOSFET.

> Warum nimmt er da keinen Spannungsfolger?

Weil ein Spannungsfolger kein Stromspiegel ist?


Wenn du die genaue Funktion dieses Schaltungsdetails wissen willst, dann 
mußt du wohl oder übel den zugehörigen Kontext nachliefern. Irgendwo 
wird da schon stehen, warum diese Schaltung genommen werden mußte.