-0,5V erzeugen

[Fabian S. (fsasm)]

Hallo!

Ich bin dabei eine alte Schaltung zu erweitern und bräuchte für die OPVs 
eine negative Spannung von ca -0,5V (+-0,1V). Mehr als -0,8V sollte es 
nicht sein, weil sonst die Versorgungsspannung für die OPVs zu groß 
wird. Die gehen nur bis 6V und sind schon mit 5V (+-0,2V) versorgt und 
etwas Spielraum sollte schon sein.

Bei den Versuchen hab ich herausgefunden, dass schon -0,34V reichen, 
damit die Messung und Steuerung gut funktioniert. Deswegen möchte ich 
eine negative Spannung von -0,4V bis -0,6V erzeugen. Nach ICs die das 
können, hab ich schon gesucht und da hab ich nur den LM7705 gefunden, 
der aber nur -0,232V erzeugt. Ich könnte auch eine Ladungspumpe nehmen 
und einen LDO dazuschalten, aber LDOs für negative Spannungen gehen nur 
bis -0,9V und nicht kleiner. Ein PWM-fähiger Pin vom Mikrocontroller 
wäre frei und könnte für eine Ladungspumpe verwendet werden.

Was sind eure Vorschläge?

[Frederic S. (frederics)]

Eine Ladungspumpe kann man zB. Mit dem NE555 bauen. Mit einem 
Isolierenden DCDC geht es auch.

Wenn schon eine negative Versorgungsspannung vorhanden ist kannst Du 
daraus mit einer Z Diode und einem Operationsverstärker eine - 0,5V 
Spannung erzeugen.

Im Prinzip reicht ein Widerstand und zwei Schoktky Dioden in Reihe um 
-0,6V aus ungeregleter negativer Spannung zu erzeugen.

[Michael B. (laberkopp)]

Fabian S. schrieb:
> Ein PWM-fähiger Pin vom Mikrocontroller wäre frei und könnte für eine
> Ladungspumpe verwendet werden.

Würde ich dann so nutzen und die Spannung am Ausgangselko mit einer 
Diode in Leitrichtung auf -0.7V begrenzen.

[Wolf17 (wolf17)]

Manchmal, je nach Details der Schaltung und Speisung, ist es möglich 
eine Diode in die Minusleitung zur Speisung einzuschleifen und die 
Schaltungsmasse auf diese +0,7V zu legen.
Dann stehen gegenüber der neuen, angehobenen Masseebene -0,7V für die 
OP-Versorgung zur Verfügung.

[Clemens L. (c_l)]

Der LM7705 is genau dafür gedacht, mit −0.23 V.

[Fabian S. (fsasm)]

Danke für die guten Antworten.

Ich werde den Vorschlag von Michael B. (laberkopp) mal ausprobieren. Da 
werde ich den PWM-Pin vom Mikrocontroller für eine Ladungspumpe 
verwenden und die negative Spannung von ca. 0,6V mit einem 
1K-Widerstand, einem 1N4148 und einem 10µF-Kondensator erzeugen. Hab das 
mit LTspice mal schnell simuliert. Ohne Last werden -0,633V erzeugt und 
mit pulsierender Last geht das auf ca. -0,5V

Wolf17 schrieb:
> Manchmal, je nach Details der Schaltung und Speisung, ist es möglich
> eine Diode in die Minusleitung zur Speisung einzuschleifen und die
> Schaltungsmasse auf diese +0,7V zu legen.
> Dann stehen gegenüber der neuen, angehobenen Masseebene -0,7V für die
> OP-Versorgung zur Verfügung.

Geht leider nicht, weil das über USB versorgt wird. Da muss GND einfach 
GND bleiben.

Clemens L. schrieb:
> Der LM7705 is genau dafür gedacht, mit −0.23 V.

Und wie komm ich dann auf die -0,5V?

[Bernhard (bernhard_123)]

>> Der LM7705 is genau dafür gedacht, mit −0.23 V.
>
> Und wie komm ich dann auf die -0,5V?

Wenn -0,2 V nicht ausreichen, solltest du deine OpV-Auswahl oder deren 
Beschaltung entsprechend ändern.

Bernhard

[ArnoNym (bergler)]

Manchmal kann man den GND-Bezug des Analogteils verschieben.

Man kann einen auf VCC bezogenen Spannungsregler bauen, der den 
Analogteil versorgt. Aus Sicht des Analogteils liegt GND dann unterhalb 
seiner Masse.
Wenn man den Wert kleiner als VCC wählt.

Ob das hier eine Option ist, kann man ohne Schaltung aber nicht sagen.

[Michael B. (laberkopp)]

Fabian S. schrieb:
> und die negative Spannung von ca. 0,6V mit einem 1K-Widerstand, einem
> 1N4148 und einem 10µF-Kondensator erzeugen.

Ich würde C3,R1 weglassen, C1 auf 100nF und die Frequenz auf 100k-1MHz 
erhohen.

[Gregor J. (Firma: Jasinski) (gregor_jasinski)]

Fabian S. schrieb:
> Was sind eure Vorschläge?

Wie schon irgendwo oben vorgeschlagen wurde, aus einer – mit z.B. einer 
Ladungspumpe – negativen Spannungequelle die nötigen negativen 0,5 oder 
0,6V mit zwei Schottkydioden und einem passenden Widerstand 
ableiten/generieren, sofern das von den Temperaturen bzw. 
Temperaturschwankungen oder -bedingungen auch passt oder noch adäquat 
ist. Den Operationsverstärker an seinem Minuspol direkt aus einer 
Ladungspumpe (auch einer guten) zu versorgen erachte ich bei dieser 
extrem kleinen noch übriggebliebenen Spannungsreserve als extrem riskant 
– ein kleiner Überschwinger bei Lastwechsel, Start oder Powerdown und 
der OP-Amp ist gekillt.

[Fabian S. (fsasm)]

Gregor J. schrieb:
> Fabian S. schrieb:
>> Was sind eure Vorschläge?
>
> Wie schon irgendwo oben vorgeschlagen wurde, aus einer – mit z.B. einer
> Ladungspumpe – negativen Spannungequelle die nötigen negativen 0,5 oder
> 0,6V mit zwei Schottkydioden und einem passenden Widerstand
> ableiten/generieren, sofern das von den Temperaturen bzw.
> Temperaturschwankungen oder -bedingungen auch passt oder noch adäquat
> ist. Den Operationsverstärker an seinem Minuspol direkt aus einer
> Ladungspumpe (auch einer guten) zu versorgen erachte ich bei dieser
> extrem kleinen noch übriggebliebenen Spannungsreserve als extrem riskant
> – ein kleiner Überschwinger bei Lastwechsel, Start oder Powerdown und
> der OP-Amp ist gekillt.

Die BAT54 sind mir ausgegangen und müssen erst bestellt werden. Sonst 
schaut die Lösung besser aus als die vorige.

[Gregor J. (Firma: Jasinski) (gregor_jasinski)]

Fabian S. schrieb:
> Die BAT54 sind mir ausgegangen und müssen erst bestellt werden. Sonst
> schaut die Lösung besser aus als die vorige.

Wenn man die BAT54 verwendet, könnte man es mit ca. 10mA Durchflussstrom 
sogar mit einer schaffen, dass an dieser der Spannungsabfall bei 
Raumtemperatur ungefähr 0,35V betragen würde, nur würde das meiner 
Meinung nach unnötig die eh schon meistens in der Hinsicht schwache 
Ladungspumpe belasten. Das muss man alles aufbauen und testen, weil ja 
der OP-Amp bestimmt auch kleine Lastwechsel im Betrieb erfährt – ich 
persönlich würde hier zwei SK14-Dioden nehmen, wenn ich reichlich Platz 
hätte, weil da der Spannungsabfall für die einzelne Diode noch etwas 
kleiner ausfallen würde; es wäre dann aber mit diesen Dioden vom Aufbau 
her alles viel größer, klobiger sein. Die Extemstellen müsste man aber 
auch hier testen und sich mit Messungen bestätigen lassen, um den 
passenden Vorwiderstand als Kompromiss für diese zu wählen. Auch einen 
Abblockkondensator (100nF und/oder 1µF) für diese kleine negative 
Spannungsquelle würde ich dann in diesen Knotenpunkt einbauen, um einen 
guten, zusätzlichen Filtereffekt zu haben.