Ich habe einen AT91 Controller mit angeschlossenem ADC (14Bit) und OPV Vorstufe. Diese Schaltung benötigt bislang noch eine externe Versorgungsspannung, es wäre mir aber recht, wen ich das Board mit dem PC versorgen könnte. Ich brauche also "analogtaugliche" +-5V mit möglichst geringen Verunreinigungen. Welche Bauteile könnt ihr mir hierfür empfehlen?
Guckst Du beispielsweise bei www.maxim-ic.com, die haben massenweise Spannungswandler und -konditionierer.
Wo ich die finde ist mir natürlich klar. Aber WELCHE sind empfehlenswert?
Gleiche doch bitte die Angaben in den Datenblättern mit Deinen Anforderungen ab.
Na aber wirklich. Wenn Du weißt was Du brauchst, ist alles andere nur ein wenig Recherche. Das schaffst Du doch bestimmt alleine ;-)
Hallo Lukas Slz, da du auch eine negative Spannungs brauchst, würde ich dir einen Schaltregler empfehlen. Je nach "sauberkeit" der Ausgangsspannung noch ein LC-Filter an den Ausgang und wenn möglich die Schaltfrequenz möglichst hoch wählen. Dass sollte reichen. Für die +5V solltest du einen SEPIC-Schaltregler verwenden, der USB-Port kann Spannungstechnisch schon mal stark schwanken, besonders wenn noch andere Stromsauger dran nuckeln. Ganz "böse" sind z.B. ext. Festplatten die sich nur aus dem USB Versorgen, die gehen im Anlaufmoment gerne mal hart ans Limit und ziehen die Spannung auf fast 4V runter. :) Du kannst vom USB also keine 5,00V erwarten, die Spannung schwankt immer etwas. Wenn du für die positive Spannung keinen SEPIC-Regler verwenden willst, nimm einen normalen Schaltregler als Step-Up und klebe nen Linearregler hintendran. Zugegeben der Wirkungsgrad dürfte bes**issen sein aber dafür einfach und gut erhältlich. Evtl. wäre der MC34063 als SMD ein Kandidat für dich der kann auch als Inverter Arbeiten und dir somit die negative Spannung bereitstellen. Wie sauber und genau sollen die Spannungen denn sein hast du da mal ein paar Zahlen? Roland
Zahlen habe ich leider keine genauen. Es soll damit halt ein +-2,5V 14Bit ADC versorgt werden, also sollte der Ripple <1LSB, also <~30mV sein, wenn ich das richtig verstanden habe. Welche Regler wären empfehlenswert? Ich habe leider Probleme, die benötigten hochweritgen Induktivitäten zu bekommen. Die in den Datenblättern vorgeschlagenen finde ich z.B. bei Farnell nicht und ich weiss leide rnicht, auf was ich bei der Auswahl achten muss.
Hmmm, 30mV Ripple oder kleiner sollte mit dem MC34063 kein Problem sein. Die benötigten Spulen bekommst du als SMD-Spule bei Reichelt. Wenns schön klein werden soll nimm die PISM-Spulen, die sollten bei dieser Leistungsklasse dicke reichen ansonsten die etwas "dickere" Variante PISR. Das ganze nebst Schaltregler-IC bekommst du ebenfalls bei reichelt. Wenn du den MC34063 als SMD nimmst, beachte daß der in der SMD-Variante nur 500mA Peak Schalten kann. Wenn das nicht reicht nimm den als DIL, da kann der 1,5A Peak. Die benötigten Werte kannst du auf der folgenden Seite komfortabel berechnen lassen. http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/ Werte eintippen und Calculate anklicken und du erhälst die erforderlichen Werte. Noch ein Tip, dem Spannungsteiler am MC34063 der die Ausgangsspannung bestimmt würde ich noch nen Trimmpoti (am besten Spindeltrimmer) verpassen dann kannst du die Spannung einmalig auf genau 5V einstellen. Der Trimmer hat den Zweck Toleranzen des ICs und der Widerstände des Spannungsteilers auszugleichen. Als Diode solltest du eine Schottkydiode mit kleiner Schaltzeit auswählen, eine normale 1N400x versaut dir den Wirkungsgrad und wird heiß! Nimm eine 1N5819 die passt. Wähle die Schaltfrequenz des Reglers hoch, ich würde auf ca. 90 KHz gehen das reduziert den Ripple und du musst weniger filtern. Als Filterspule würde ich eine 47uH gefolgt von gestaffelten Elkos und einem Kerko verwenden. Ich betreibe mit einer solchen Schaltreglerschaltung einen XPORT-AR der bei 3,3V bei Vollast fast 500mA Säuft und er rennt ohne Probleme und die Dinger sind dafür bekannt daß die bei dem kleinsten muckser auf der Speisespannung abstürzen oder einfach hängenbleiben. Falls du noch Fragen hast, her damit :) EDIT: Die Schaltung für den MC34063 findest du im Datenblatt, sowohl Step-Up, Step-Down und Inverter. EDIT2: Achte bei den Ausgangselkos auf einen kleinen ESR, am besten Aluelkos verwenden. Ein kleiner ESR ist bei Schaltreglern pflicht sonst bekommst du die Spannung nie schön "platt" und die Dinger können je nach Last auch ganz schön heiß werden. Du solltest auch die Eingangselkos der Schaltreglers mit Low-ESR-Typen besetzen. Achte auch auf den max. Ausgangsstrom des USB-Ports, wenn die Elkos leer sind ist der Inrush-Current recht groß und kann die Sicherung des Mainboards ansprechen lassen. Dann bekommst du eine "Meckermeldung" von Windows :D Eventuell den Stoßstrom bei der Ladung der Elkos ebenfalls mit einer "Bremsspule" dämpfen :D Gruß Roland :)
Danke für die Hilfe! Nur mal interessenhalber: Was können die moderneren Alternativen zum MC34063 besser? Und wie soll ich den Filter dimensionieren?
@ Lukas Slz (luky) >Es soll damit halt ein +-2,5V 14Bit ADC versorgt werden, also sollte der Schon mal anspruchsvoll. >Ripple <1LSB, also <~30mV sein, wenn ich das richtig verstanden habe. Grundrechenarten? 2^14 = 16384 5V / 16384 = 300uV Je nach Schaltung und ADC vertragen die auch mehr Ripple als 1 LSB OHNE dass es als Störung auf die messung durchschlägt. Stichwort CMMR, Common Mode Reject Ratio. >Welche Regler wären empfehlenswert? Viele. Sorry, hab da keine Typen parat. MfG Falk
Hallo, der MC34063 ist schon recht "alt" es gibt besser Schaltregler. Die können insbesondere eine viel höhere Schaltfrequenz, teilweise bis in den MHz-Bereich hinein. Das hat den Vorteil daß die Spule schön klein wird. Jedoch die höhere Schaltfrequenz hat auch den Nachteil daß die Umschaltverluste im Schalttransistor oder FET und der Diode größer werden. Es gibt auch da "mittel" dagegen doch die machen die Schaltregler-ICs dann um einiges teurer, siehe einige Schaltregler von Maxim. Die Werte sind traumhaft, aber der Preis recht hoch und du bekommst die Teile fast nirgends als Privatperson. Bei moderneren Schaltreglern ist die Ausregelung der Spannung teilweise besser und schneller, das verhindert bei pulsweiser Belastung wie in uC-Systemen einen Spannungseinbruch. Der MC34063 ist da aber meiner Meinung nach auch schnell genug wenn er vernünftig beschaltet wird. Ohnehin sollte man nicht die Speisespannung des uC-Systems noch nebenher als Referenzspannung verwenden. Dem Analogteil eines ADCs wie OP usw sollte man eine eigene Spannungsversorgung gönnen, oder wenn das nicht geht den Zweig der das Analoggemüse versorgt gut (!) Abblocken damit starke Spannungsschwankungen und Störungen da nicht reinschleichen können. Zum LC-Filter, ich könnte dir hier Seitenweise Formeln hinknallen aber ich selbst Dimensioniere solche Filter immer nach meinem "Standartrezept" welches ich für ADCs usw nehme. (Es sei denn es ist eine absolute "Spezialanwendung" die extrem Empfindlich ist) Nimm eine 15uH-Spule (auf kleinen Spulenwiderstand achten, evtl auch eine aus der PISM-Serie (Diese kleinen Spulen die wie dicke Widerstände aussehen gehen zwar auch aber nicht so gut, da der Spulenwiderstand zu hoch ist!) oder die L-PIS2408 15µ ebenfalls bei Reichelt. Beachte aber den max. Strom den die Verträgt und den Spannungsfall, nimm im Zweifelsfalle lieber eine die ein wenig größer ist. Nach der Spule nehme ich immer Elkos 330uF, 100uF, 10uF, 2* 100nF als Keramikkondensator (=Kerko). Der Kerko schluckt die restlichen Spitzen den die Elkos noch übriglassen. Die Staffelung der Elkos hat den Zweck daß größere Kapazitäten meistens "träger" sind was die Stromaufnahme und Abgabe angeht. Nach dem LC-Filter ist die Spannung dann sicherlich total "platt". ;) Grade Aufgefallen: Deine 30mV LSB für einen 14bit-ADC stimmen übrigends nicht du solltest schon (überschlagsweise gerechnet) unter 1mV Ripple kommen. sollte aber zu schaffen sein. Roland
Eventuell könntest du auch durch mehrmaliges messen und anschließende Mittelwertbildung im uC den Meßwert "beruhigen". Kommt halt drauf an wie schnell sich die zu messende Spannung ändert und wieviel Zeit du dafür (für die Messungen) hast. @Falk brunner, mist ich war wieder zu langsam beim Tippen :) Vordrängler :D :D wegrenn In der Schaltung ist wenn ich das richtig sehe auf der Analogseite ein OP Verbaut der den ADC füttert. OPs reagieren jedoch je nach Typ auf Spannungsschwankungen "spitziger" als ADCs. Es kann sein daß sich Lukas dann nicht mit dem ADC aber sehr wohl mit dem OP seine Meßwerte "versaut" @Lukas, was nimmst du als Referenz für den ADC? Betriebsspannung oder ext. präzisions-Referenzspannungsquelle, oder hat der ADC schon ne genaue Referenz drin? Poste doch mal den Typ was du als ADC verwendest. Roland
Maxim ICs kann ich problemlos über die Uni erhalten. Beim Ripple habe ich mich leider verrechnet. 30mA war natürlich viel zu groß.
Also von Maxim kannst du folgende Verwenden: MAX1797 <-- gut aber Sauteuer MAX710/711 <-- bezahlbar aber die Spule ist etwas kritisch MCP1252-33X50 <-- sehr günstig aber nur direkt von Microchip (ja die machen auch die AVR-Konkurrenz = PIC) zu bekommen, oder von Digikey. Es gibt natürlich auch noch weitere Typen aber zum alles durchzusuchen fehlt mir die Zeit. Außerdem sollst du ja auch noch was zu tun haben :) Benutze mal die Parametersuche z.B. von Maxim, die spuckt dann interessante Sachen raus. Bevor du dich auf einen Baustein "einschießt" schau genau nach ob die anderen benötigten Bauteile wie Spulen, Dioden usw in der geforderten Qualität beschaffbar sind. Sonst hast du nen tolles Schaltregler-IC aber durch eine z.B. murksige Popelspule sind die guten Regeleigenschaften zum Teufel und du hättest gleich nen billigeren Schaltregler verwenden können... :D Roland
Also für eine ordentliche Analogschaltung sollte man tunlichst hinter den (die) Schaltregler noch einen kleinen LDO setzen, um das Rauschen raus zu bekommen. Bei 14 Bit ADC auf jeden Fall.
Hi Ich bau auch gerade so etwas ähnliches. Schau dir dir doch mal die DC-DC-Converter von Traco an. Da gibts welche mit 5V Eingang und +/- 12V oder so am Ausgang. Danach einen LDO und du solltest brauchbare ERgebnisse erzielen. Beachte dabei aber nur folgendes. Der Traco darf nur eine gewisse Kapazität am Ausgang haben, ansonst kommt er nicht zurecht. Und fallst du dann mal ein paar messungen machs, stell die Strombegrenzung etwas grosszügiger ein. Das Teil zieht beim Einschalten kurzzeitig recht viel Strom(~800mA), und wenn er den nicht bekommt, fliesst der immer weiter. Aber keine sorge... die USB Schnittstelle ist so mies, dass sie das nicht mal bemerkt ;-) Und ja... wie schon oben erwähnt, beachte auch noch den CMRR des ADCs... und vorallem, schau das du ein ordentliches Layout hin bekommst... sonst bringt dir die ganze schöne Versorgungspannung nichts, wenn du dir jeglich anderen mist über deine leitungen rein holst. mfg SChoasch
@ Lukas Slz (luky) >Beim Ripple habe ich mich leider verrechnet. 30mA war natürlich viel zu >groß. Jetzt ist es sogar die völlig falsche Einheit. :-(
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