Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Alter ADC Texas TL505


von Thomas V. (vielhaben)


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Hallo liebe Wissende,

ich schlage mich gerade mit einem altem Controller herum auf dem ein 
TL505
verbaut ist. Der Wandler liegt in der Messung mehr als 15% falsch. Ich 
konnte mir ein einen funktionierenden Controller leihen und habe alle 
Halbleiter (waren schön gesockelt) durchgetauscht und alle 
Betriebsspannung überprüft.
Fazit, der Fehler wahrscheinlich nicht ICs oder Versorgung. Beim 
untersuchen der Schaltung ist mir aufgefallen, dass die V_cc von einer 
Zenerdiode erzeugt,
über zwei 10K Widerstände schön über zwei Dioden entkoppelt von Portpins 
des MC auf Masse gezogen werden (Rechteck 0 / 5 Volt).
Frage, dient das dem Verrauschen von V_cc um dem 10 Bit Wandler noch 
eventuell ein Bit mehr abzuringen?
Kennt das jemand? Hat eventuell jemand TL 505 über? Keine Sorge , ich 
mache keine Neuentwicklung, sondern möchte das ganze nur verstehen!

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Im Datenblatt steht alles wissenswertes ...

von Peter D. (peda)


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Der TL505 ist nur der Analogteil eines ADC. Wieviel Bits gewandelt 
werden, bestimmt der MC dahinter. Die 10k sind die Pullups an den 
Steuereingängen für die Analogschalter.

von Thomas V. (vielhaben)


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Hallo,

vielen Dank an Hans-Georg und Peter!

Das Datenblatt habe ich Zeile für Zeile analysiert und keinen Hinweis 
auf die merkwürdige Beschaltung der Stromversorgung gefunden.

@ Peter, den Aufbau kenne ich schon aus dem MC Praktikum meines 
E-Technik Studiums. Damals haben wir nicht den TMS1000 MC sondern ein 
Minimalsystem aus 8085 /8155 genutzt. Es gelang aber nicht über 10Bit 
stabile Wandlerdaten zu bekommen, so steht es auch im Datenblatt.

Zum Hintergrund:
Ich soll eine Controller Karte mit TL505 ersetzen, da der TL505 schon 
lange abgekündigt war. Die Karte ist wichtig, aber nicht viele werden 
davon gebraucht. Also wurden auf der ganzen Welt Restbestände 
zusammengekauft. Langsam ist wohl nichts mehr verfügbar (ich habe einige 
in China bestellt, aber nur Ausschuss bekommen), nun kommt Panik auf. 
Ich soll ein Angebot für ein Rededesign machen. Das Ganze beginnt aber 
erstmal mit Reverse- Engineering!
Die Krux ist nämlich, die Karte ist qualifiziert. Allein die Fehler in 
der Messkette sind exakt beschrieben, dabei kommen allein sechs 
Fehlermeldungen über die AD Wandlung. Das muss „Frau oder Mann“ erstmal 
verstehen. Leider ist die 45 Jahre alte Doku dafür nicht tauglich.

Also hat jemand noch TL505 zum Testen & gibt es da Applicationstricks.
Ich dachte das an so etwas wie das Oversampling beim Atmel, bei dem auch 
Rauschen eingebracht werden muss.

Danke für den Support

von Wolfgang W. (Gast)


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Hallo,

der Anbieter SH-Halbleiter hat vielleicht noch TL505 im Bestand:

www.sh-halbleiter.de/content/de/Downloads.html

MfG Wuff_W

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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http://bitsavers.org/components/ti/_dataBooks/1984_TI_Linear_Circuits_Data_Book.pdf
ab Seite 742, eine etwas frühere Version des Datenblatts, das Original 
war von 1077, hier 1983
scheint aber auch nicht mehr zu bieten, vielleicht steht weiter hinten 
noch eine Applikation?

http://bitsavers.org/components/ti/_dataBooks/1987_TI_Linear_and_Interface_Circuits_Applications_Volume_3.pdf
hier ab Seite 164

: Bearbeitet durch User
von Thomas Z. (usbman)


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Zu deiner Frage nach der Vcc Beschaltung:
Meiner Meinung nach dient das zum Verschieben des Arbeitspunkts auf der 
Zener Kennlinie. Genaueres kann man aber erst sagen wenn du die 
Widerstandswerte mitteilst. Mit den Portpins schaltest du quasi 
Widerstände parallel zur Zenerdiode.
Du kannst ja mal messen wie sich Vcc bei den 4 Varianten verändert.

von Peter D. (peda)


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Thomas V. schrieb:
> Es gelang aber nicht über 10Bit
> stabile Wandlerdaten zu bekommen, so steht es auch im Datenblatt.

Die Auflösung dürfte davon abhängen, wie genau der MC t1 erzeugen und t2 
messen kann. Optimal nimmt man für t1 einen Compare Output und für t2 
einen Capture Input. Dann ist die Messung unabhängig von 
Programmlaufzeiten.
Den 9V Ausgang des TL505 kann man nicht direkt auf einen MC legen, da 
ist ein Pegelkonverter nötig.

Der TL505 sollte sich auch aus Einzelteilen nachbauen lassen (Dual-OPV + 
CD4066).

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


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Thomas V. schrieb:
> Zum Hintergrund:
> Ich soll eine Controller Karte mit TL505 ersetzen, da der TL505 schon
> lange abgekündigt war. Die Karte ist wichtig, aber nicht viele werden
> davon gebraucht. Also wurden auf der ganzen Welt Restbestände
> zusammengekauft. Langsam ist wohl nichts mehr verfügbar (ich habe einige
> in China bestellt, aber nur Ausschuss bekommen), nun kommt Panik auf.
> Ich soll ein Angebot für ein Rededesign machen.

Dann mach das doch. Was immer noch auf der "Controller Karte" ist, der 
AD-Wandler ist sicher nicht das Problem. 10 Bit ADC sind in heutigen µC 
die Regel, du kannst auch 12 Bit und mehr bekommen. Und weil diese ADC 
im Gegensatz zum TL505 auch noch sauschnell sind, kannst du auch 
Mittelwerte über viele Meßwerte bilden.

von Prokrastinator (Gast)


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Thomas V. schrieb:
> nun kommt Panik auf

Der Klassiker ;-)
Plötzlich und unerwartet, nach Jahren der immer schwieriger werdenden 
Beschaffung, ist alles noch lieferbare gefakter Mist aus der immer 
gleichen Quelle und alle sind hoffnungslos unvorbereitet.

Ich kenne den TL505 nicht, aber ich habe einige Erfahrung mit Reverse 
Engineering.
Daher folgende Tipps:
Dir läuft die Zeit davon und auch wenn Du das nicht zu verantworten hast 
wird man Dir bald sagen das sei doch nur ein Dreizeiler und Du hättest 
es verkackt.
Deine Vorgesetzten sitzen dort immer noch, weil die es drauf haben am 
Ende nicht Schuld zu sein. Alle dort wissen zuviel von den Leichen der 
anderen im Keller, so das die sich gegenseitig decken werden, wenn es 
hart auf hart geht.

Also hör auf die Funktion verstehen zu wollen und was genau der wie tut.
Das wird Dir nur viel Zeit kosten und am Ende weißt Du vielleicht was 
die sich dabei gedacht haben, kannst es aber nicht nachbauen, weil die 
moderneren ICs sich anders verhalten.

Ich sehe zwei Möglichkeiten:

1.Du baust die Schnittstelle zum System nach und lieferst korrekte Daten 
eines sauber designten ADC.
Die Anpassung findet dann in neuer Doku und / oder im nachfolgenden 
System statt.

2.Niemand will das System anfassen. Dumm gelaufen.
Dann baue eine Schicht zwischen ADC und System die die Werte anpasst.
Der TL505 ist ja nun spektakulär unspannend. 10bit, 3digit Genauigkeit, 
autozero, max 20 Wandlungen / Sekunde.
Da reicht eine MCU mit 12bit ADC.
Du macht eine Vergleichsmessung zwischen alt und neu, errechnest Deine 
Korrekturkoeffizienten und legst die Daten auf den Systembus.
Durch dieses Vorgehen lässt sich jede neue Karte digital kalibrieren.
Jede Karte wird sich dann genau gleich verhalten, im Gegensatz zu den 
ollen Kamellen die derzeit im Umlauf sind.

Zwingt man Dir einen Weg auf, der nicht zum Erfolg führen kann, lasse 
Dir das per Email bestätigen.
Vorgesetzte leiden alle unter selektivem Erinnerungsvermögen.
Eine Berufskrankheit der mittleren Ränge.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.rocelec.com/part/REITL505CN
schon mal bei Rochester versucht?
"The Authorized Source for Texas Instruments supporting end-of-life 
Texas Instruments devices,"
Qty In Stock:   105

RoHS:   NO
Lead Free:   NO
deshalb wird wohl keiner jammern?

: Bearbeitet durch User
von 2aggressive (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> RoHS:   NO
> Lead Free:   NO
> deshalb wird wohl keiner jammern?
Afaik bei einer Reparatur kein Problem; bei einem "Rededesign" einer 
(dann völlig neuen Baugruppe) nicht iO. Egal, Thomas will/soll ja auch 
nicht ein neues Teil mit dem o.G. Baustein herausbringen. Danke für die 
links zu den Databooks, genau meine Lektüre für die Zeit in der 
Badewanne :D


Thomas V. schrieb:
> ich mache keine Neuentwicklung, sondern möchte das ganze nur verstehen!
Gibts einen Trimmer zur Herunterteilung der Vref? An der Stelle würde 
ich bei einem "Fehler von 15%" weiter suchen, die Halbleiter haste ja 
schon abgecheckt.
Danke an Hans-Georg L. für das Dabla :D


Thomas V. schrieb:
> Ich soll ein Angebot für ein Rededesign machen. Das Ganze beginnt aber
> erstmal mit Reverse- Engineering!
Also doch eine Neuentwicklung. Meine Einschätzung:
Beim rededesign solltest du dir erstmal weniger einen Kopp über die 
A/D-Wandlung machen; wurde ja schon erwähnt das moderne Controller dies 
Problemlos bewerkstelligen können...eher dein Problem: wie Kommuniziert 
die vorhandene Karte auf der Digitalseite, dieser Teil kann richtig 
haarig werden.
HTH

von Thomas Z. (usbman)


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Es wird wohl darauf rauslaufen den alten AD Wandler mit einem 
Microcontroller zu emulieren.
Der alte Wandler liefert am Comp Ausgang ja nach der Wandlung wieder ein 
HI. Die Zeit bis der Ausgang high wird (nachdem der Wandler an den 
Controleingängen auf entladen gestellt wird) entspricht dem Digitalwert. 
Diese Zeit muss dann eben der neue Microcontroller aus dem AD Wert 
errechnen und einen Portpin passend setzen.

Der Chip entspricht im Prinzip dem analogen Frontend eines ICL7106/07 
bei dem die Ablaufsteuerung und Displaytreiber fehlen.

Die Chinesen zeigen mit ihren Panel Metern wie man so ein Dualslope 
Wandler heute mit einem Mikrocontroller macht.

von H. H. (Gast)


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Thomas Z. schrieb:
> Die Chinesen zeigen mit ihren Panel Metern wie man so ein Dualslope
> Wandler heute mit einem Mikrocontroller macht.

Das ist keine Erfindung der Chinesen.

von Thomas Z. (usbman)


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H. H. schrieb:
> Das ist keine Erfindung der Chinesen.
Natürlich nicht, trotzdem zeigen sie eindrucksvoll wie man das im 
Lowcost Bereich macht wenn man sich auf das Wesentliche konzentriert.

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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Thomas V. schrieb:
> Fazit, der Fehler wahrscheinlich nicht ICs oder Versorgung. Beim
> untersuchen der Schaltung ist mir aufgefallen, dass die V_cc von einer
> Zenerdiode erzeugt,
> über zwei 10K Widerstände schön über zwei Dioden entkoppelt von Portpins
> des MC auf Masse gezogen werden (Rechteck 0 / 5 Volt).

Solange VCC groß genug (siehe Datenblatt) und störungsfrei ist, spielt 
die absolute Spannung keine Rolle. Die Referenzspannung von typ. 1,22V 
wird chipintern erzeugt und sollte an Pin 3 (bzw. ggf. heruntergeteilt 
an Pin 4) sauber anliegen.

Die beiden gezeigten Widerstände/Dioden sind die vorgeschlagene 
Beschaltung bei Ansteuerung von A und B per 5V-TTL-Pegel (wie es bei der 
Applikation offensichtlich der Fall ist). Dann wird der 
Komparatorausgang COMP (sehr wahrscheinlich intern mit einem Pull-Up 
nach VCC) ebenfalls per Diode auf 5V geklemmt (Datenblatt Fig. 4).

Bei der Fehlersuche würde ich zunächst die beiden Kondensatoren Cx und 
Cz genauer anschauen und ggf. austauschen. Mit deren konstanter 
Kapazität (bzw. geringem Leckstrom) steht und fällt das Messergebnis, 
denn der Rest sind nur Zeitmessungen durch den µC.

Wenn die beiden Kondensatoren in Ordnung sind, könnten es auch 
Leckströme an deren Anschlüsse auf der Platine sein. Oder das 
COMP-Signal ist gestört (muss während den beiden Rampen ein jitterfreies 
LOW-Signal zum µC sein, HIGH-Pegel vermutlich nicht mehr als ca. 5,6V).

Vielleicht zeigst du Screen-Shots von A, B, COMP und vom 
Integrator-Ausgang (Pin 10).

Bestimmt gibt es auch einen Schaltplanauszug rund um den TL505.

Nachtrag: Natürlich muss die zu messende Spannung auch störungsfrei sein 
(Screen-Shot Pin 2).

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Thomas Z. schrieb:
> Es wird wohl darauf rauslaufen den alten AD Wandler mit einem
> Microcontroller zu emulieren.

Keine schlechte Idee. Z.B. ein ATtiny24 liest den Eingang mit seinem 
10Bit-ADC ein und gibt ihn über die 16Bit-PWM wieder aus.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wie Eberhard schon schrieb, die Dioden/Widerstände sind in der Appnote 
erklärt.
Ein Dithering zur Erhöhung der Bitzahl käme mir für so eine alte 
Schaltung sehr ungewöhnlich vor.
Sind die 15% Fehler vielleicht ein Messfehler, oder hatte die Schaltung 
schon immer das Problem?

von Thomas Z. (usbman)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wie Eberhard schon schrieb, die Dioden/Widerstände sind in der Appnote
> erklärt.

Das ergibt auch Sinn entspricht halt nicht der ursprünglichen Skizze des 
TO und hat mich auf den Holzweg geführt.

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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Microchip liefert ein vergleichbares Dual-Slope-Frontend TC500A etc., 
das zwar mit dem TL505 etc. nicht 1:1 kompatibel ist, aber bestimmt 
passend gemacht werden kann, so dass man die µC-Software nicht ändern 
muss.

Die genannten Screen-Shots wären jedenfalls hilfreich, falls weitere 
Unterstützung gewünscht ist.

Die erwähnten 15% Fehler scheinen mir sowas von daneben. Dass es am 
TL505 liegt, kann ich mir nicht vorstellen. Das muss einen anderen Grund 
haben.

von Rainer V. (a_zip)


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Prokrastinator schrieb:
> Zwingt man Dir einen Weg auf, der nicht zum Erfolg führen kann, lasse
> Dir das per Email bestätigen.
> Vorgesetzte leiden alle unter selektivem Erinnerungsvermögen.
> Eine Berufskrankheit der mittleren Ränge.

Richtig!! Während der redliche Ingenieur sich ob des Problems die Haare 
ausreißt, hat der Vorgesetzte schon die Optionen samt Kosten abgeschätzt 
und schaut gelassen, was Ingenieur macht/machen will. Im Zweifelsfall 
wird er entweder ermutigt (sie schaffen das schon...) was aber 
eigentlich schon egal ist oder er bekommt den Rüffel (sind sie 
wahnsinnig???).
Habe das hier zitiert, weil Leute immer wieder die Notwendigkeit einer 
sauberen Dokumentation solcher Vorgänge verkennen! Schon nach einer 
lockeren Gesprächsrunde, wo irgendein mögliches Projekt etwas 
detailliert angesprochen wurde, wirkt es wunder, wenn ich als Teilnehmer 
eine einfache Gesprächsnotiz verfasse und den anderen mit der Bitte um 
ev. Korrektur und Kenntnisnahme (tolles Wort!!) zusende. Wer das noch 
nie gemacht hat, wird aus den Socken springen, angesichts der möglichen 
Reaktionen...alle anderen kennen dann schon die nächste Ebene, wo die 
"maßgeblichen" Leute sofort dafür sorgen, dass auch die richtigen 
Notizen aktenkundig werden. Ist das Projekt nicht weiter wichtig oder 
gestorben, dann verschwindet das alles im Ablagepapierkorb. Wenn nicht, 
dann freut sich der, der die Notizen angeleiert hat. Also TO...versuch 
mal über den Tellerrand zu schaun und frage dich ernsthaft, welchen 
Aufwand du da wirklich reinstecken willst oder kannst!
Gruß Rainer

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