MOSFET Dimensionierung für Signalwandlung

OP #8083618
Lesenswert?

Hallo zusammen,

Ich verwende seit einiger Zeit erfolgreich den BC547B in einer Transistor-Emitterschaltung um gepulste 5-12 V Signale in ein schönes 3,3 V Rechteck zu wandeln und dann mittels µC die Impulse zu zählen (max. Frequenz ca. 250 Hz).

In der Regel hab ich dazu einen 220 kOhm Basiswiderstand und einen 10 kOhm Pullup am Ausgang. Das Problem dabei ist immer die Strombelastung des Signals und nun hab ich wohl ein sehr empfindliches Signal, das mich ärgert. Anbei ein Foto der Signalform (blau). Laut meinen Berechnungen und Messungen fließen 0,033 mA vom Signal zur Basis. Das Signal bricht mit dieser Schaltung von 8 V auf ca. 5 V ein. Mit erhöhtem Basiswiderstand von 690 kOhm bricht es immer noch auf 6 V ein. Es funktioniert alles in beiden Fällen, aber ich würde den Spannungsabfall gerne vermeiden um die Signalquelle nicht zu belasten. Und demnach wären 0,011 mA (mit 690 kOhm an Basis) schon zu viel was mir auch ein wenig komisch vorkommt.

Ein weiteres erhöhen des Basiswiderstands bringt nix. Google und KI empfehlen einen (N-Kanal) MOSFET, der spannungsabhängig schaltet und keinen Strom vom Signal zieht. Klingt gut, jetzt möcht ich nur noch die Schaltung und die Dimensionierung der Widerstände verstehen. Der Pull-Up am Ausgang ist klar. Eingangsseitig kursieren, da aber mehrere Varianten:

  1. Widerstand zwischen Signal und Gate in Reihe Wenn ich richtig recherchiert habe, verhindert der Stromspitzen beim Umschaltvorgang bzw. Dämpft Schwingungen da sich der Gate-Eingang wie ein Kondensator verhält. Hier wird mir 10 kOhm vorgeschlagen, warum? Wie berechnet man den Widerstand? Das heißt auch es fließt doch ein Strom vom Signal? Demnach muss ich den Widerstand möglichtst hochohmig wählen, aber angeblich funktioniert das Schalten des Transistors nicht mehr wenn zu hochohmig.

  2. Widerstand zwischen Gate und Source bzw. Masse Zieht das Gate auf Masse bei undefiniertem Eingang. Das sollte in meinem Fall keine Rolle spielen

  3. Beides kombiniert (wodurch ein Spannungsteiler entsteht) Wird als beste Lösung beschrieben. Es werden mir 100 kOhm am Gate-Eingang und 220 kOhm vom Gate zur Source/Masse vorgeschlagen. Der Widerstand vom Gate zur Source/Masse soll auch EMV-Störungen vermeiden und das Gate zur Masse hin entladen. Aber ich sehe das kritisch, da über den Spannungsteiler wieder Strom vom Signal zur Masse fließt. Kann man auch hochohmig machen, aber es wird immer mehr Strom fließen als bei Variante 1, oder?

Also wie beschalte ich den Trasistor richtig und wie dimensioniere ich die Widerstände um das Signal möglichst nicht zu belasten? Mir wird übrigens ein 2N7000 vorgeschlagen.

Danke schon mal für eure Tipps und LG

Angehängte Dateien:
#8083633
Lesenswert?

Wastl schrieb:

H. H. schrieb:

und deshalb müsste man für deinen Fall wissen wie schnell das Signal ist.

Sebastian schrieb:

die Impulse zu zählen (max. Frequenz ca. 250 Hz)

Du Weltmeister - ein MOSFET zieht den Strom nicht über die Signalperiode, sondern während der Schaltflanke. "Schnelligkeit" bedeutet im Zusammenhang mit dem Schaltverhalten eines MOSFETs folglich Flankensteilheit.

#8083639
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Anbei ein Foto der Signalform (blau).

Zeig doch einmal, wie so ein einzelner Puls aussieht und verrate, ob das das Eingangs- oder das Ausgangssignal deiner Schaltung ist.
Welche Anforderungen stellst du an die Form des Ausgangssignals?
Besitzt dein µC einen Schmitt-Triggereingang?

H. H. schrieb:

Und Dauer des kurzen Impulses.

Das Gate wird nur während der Flanke umgeladen. Das muss natürlich ausreichend umgeladen worden sein, bevor der kurze Puls zu Ende ist. Und was "ausreichend" ist, ergibt sich u.a. aus der Eingangsspezifikation des µC.

: Bearbeitet durch User
#8083645
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Google und KI empfehlen einen (N-Kanal) MOSFET, der spannungsabhängig schaltet und keinen Strom vom Signal zieht.

Einen kurzen Impuls beim Laden der Gatekapazität wird es geben. Wenn du den mit ’nem großen Widerstand zu bändigen versuchst, wird dein MOSFET langsam öffnen, und dir so dein Signal versauen.

Sebastian schrieb:

Das Problem dabei ist immer die Strombelastung des Signals und nun hab ich wohl ein sehr empfindliches Signal, das mich ärgert.

Hast du mal den Einsatz eines OpAmps als Spannungsfolger in Erwägung gezogen?

: Bearbeitet durch User
#8083669
Lesenswert?

Es würde mich interessieren, was die Quelle dieses ominösen Signals ist. Die absolute nichtbelastbarkeit deutet eher auf was Opencollectoriges hin, wo ein Widerstand fehlt (oder von einer Anzeige-LED simuliert wird). Selbst lowest power Uhrenchips schaffen 10µA, und das bei 1,2V.

Ein CMOS-Schmitttrigger-Inverter a la 4093 oder 40106 könnte der Geschichte schon mal Beine machen, ein entsprechender Transistor ist dann kein Problem mehr.

: Bearbeitet durch User
#8083721
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Das Signal bricht mit dieser Schaltung von 8 V auf ca. 5 V ein. Mit erhöhtem Basiswiderstand von 690 kOhm bricht es immer noch auf 6 V ein. Es funktioniert alles in beiden Fällen, aber ich würde den Spannungsabfall gerne vermeiden um die Signalquelle nicht zu belasten.

Und warum soll die nicht belastet werden? Kaputt gehen tut die ja nicht dadurch, und Fehlfunktionen in Bezug auf das Ergebnis scheint diese Belastung wohl auch nicht zu ergeben ...

#8083730
Lesenswert?

Jack V. schrieb:

Wenn du den mit ’nem großen Widerstand zu bändigen versuchst, wird dein MOSFET langsam öffnen, und dir so dein Signal versauen.

"Versauen" liegt im Auge des Betrachters.
Um einen Impuls zählen zu können, sind die Anforderungen nicht sonderlich hoch. Da müsste sich Sebastian schon einmal etwas genauer zu seiner Signalquelle, zu seiner Pulsform und zu seinem µC äußern.

#8083736
Lesenswert?

Rainer W. schrieb:

Um einen Impuls zählen zu können, sind die Anforderungen nicht sonderlich hoch

Kleine OT-Anekdote am Rande: In einem anderen Forum (völlig anderes Thema) wollte jemand einen PC-Lüfter mit PWM steuern. Die K„I“ hat ihm zu einem MOSFET und 100kΩ zwischen μC und Gate geraten, und bei der Frequenz und dem ihm von der K„I“ vorgeschlagenen MOSFET wurde aus den Pulsen am Microcontroller eine flache Linie über Source/Drain.

#8083754
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

In der Regel hab ich dazu einen 220 kOhm Basiswiderstand und einen 10 kOhm Pullup am Ausgang. Das Problem dabei ist immer die Strombelastung des Signals und nun hab ich wohl ein sehr empfindliches Signal, das mich ärgert. Anbei ein Foto der Signalform (blau). Laut meinen Berechnungen und Messungen fließen 0,033 mA vom Signal zur Basis. Das Signal bricht mit dieser Schaltung von 8 V auf ca. 5 V ein. Mit erhöhtem Basiswiderstand von 690 kOhm bricht es immer noch auf 6 V ein. Es funktioniert alles in beiden Fällen, aber ich würde den Spannungsabfall gerne vermeiden um die Signalquelle nicht zu belasten. Und demnach wären 0,011 mA (mit 690 kOhm an Basis) schon zu viel was mir auch ein wenig komisch vorkommt.

In der Tat ist das schon komisch. Was ist das denn für eine Signalquelle?

Die Emitterschaltung hat einen relativ niedrigen Eingangswiderstand. Um den Eingangswiderstand zu erhöhen setzt man einen Emitterwiderstand ein. Der Eingangswiderstand erhöht sich dann um Emitterwiderstand x Stromverstärkungsfaktor. Dabei verringert sich dann die Spannungsverstärkung. Die beträgt dann Kollektorwiderstand / Emitterwiderstand.

Aber bei 8 V Signalspannung brauchst Du bestimmt nicht noch eine Spannungsverstärkung. Es wurde Dir schon die Kollektorschaltung empfohlen. Diese Schaltung ist quasi ein Spannungsfolger mit hohem Eingangswiderstand. Da Deine Signalquelle selbst mit geringen Strömen nicht klar kommt würde ich sicherheitshalber auch den 220 kOhm Basiswiderstand verwenden. Bei der Einschaltflanke könnte sonst durch die Basis-Emitter Kapazität ein kleiner Strompeak auftreten, den Deine Quelle womöglich nicht mag.

mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
#8083759
Lesenswert?

Da begegnen einem noch ganz andere unschöne Effekte, die erst bei genauerem Hinsehen überhaupt auffallen. Sogenannte "Glitches" bei bestimmten ICs (-Teilerstufen). Der nachgeschaltet angesteuerte µC sollte nur auf einen definierten Impuls hin reagieren. Das wird wohl die Hauptaufgabe der Puffer-Schaltung des TO sein. Evtl. ist sogar eine bewusste definierte Verbreiterung des Impulses nötig. Und keinesfalls ein Re-Triggern auf einen "Glitch".

Ich tendiere zu CMOS-Puffer und Monoflop.

Näheres später.

ciao
gustav

Angehängte Dateien:
#8083803
Lesenswert?

Rainer W. schrieb:

Was willst du mit diesem Spiegelbild deiner Kamera sagen?

Ist ein Dreckeffekt, den ich schon früher einmal hier thematisiert hatte. Die diesbezüglichen Tipps waren sehr nützlich. Man kann die Zeit aber nicht zurückdrehen und selbige wohlgemeinte Ratschläge rückwirkend auf das Bild anwenden. Das wäre sicher wünschenswert, ich besitze aber leider keine derartige "Zeitmaschine". Ich denke, jeder, der auch nur ein wenig auf seine möglichst positive Außenwirkung im Forum hier bedacht ist, wird das, was technisch interessant ist, aus dem zugegeben miserablen Oszillografenfoto herauslesen können und das in dem Zusammemnhang Unwichtige einfach ignorieren und nicht noch extra darauf herumhacken. Jedenfalls ist eine Lösung für das Problem des TO durchaus machbar. Eine kenne ich. Bislang besteht aber wohl kein Interesse, darauf näher einzugehen.

ciao
gustav

#8083808
Lesenswert?

Karl B. schrieb:

Ich denke, jeder, ..., wird das, was technisch interessant ist, aus dem ...
Oszillografenfoto herauslesen können.

Ich lese daraus, dass die auf dem Oszi sichtbaren sogenannte "Glitches" von der Amplitude zu klein sein müssten, um für eine Nachfolgeschaltung einen Pegelwechsel zu erzeugen. Insbesondere wenn der µC einen Schmitt-Trigger am Eingang besitzt, sind die mit einem kleinen Serienwiderstand beherrschbar.
Auch ist nicht klar, wie das Signal gemessen wurden (Bandbreite Oszi im Vergleich zu der wahren Pulsform am Logikeingang, Erdung Tastkopf zur Vermeidung von Dreckeffekten durch Masseströme oder Wirkung von Impulsströmen auf Leiterschleife durch Erdungsclip).

: Bearbeitet durch User
#8083850
Lesenswert?

Jens G. schrieb:

Und warum soll die nicht belastet werden? Kaputt gehen tut die ja nicht dadurch, und Fehlfunktionen in Bezug auf das Ergebnis scheint diese Belastung wohl auch nicht zu ergeben ...

Das weißt Du kraft Deiner Erbsensuppe? Gehe besser davon aus, dass er ein Signal abgreifen will, welches anderweitig in Verwendung ist und nicht gestört werden soll.

Sebastian schrieb:

gepulste 5-12 V Signale in ein schönes 3,3 V Rechteck zu wandeln

Die Spannung passt perfekt zu CMOS, dessen Eingänge hochohmig sind. Eventuell findet sich sogar ein CMOS-Buffer, der mit 3V3 betrieben diese höhere Eingangsspannung akzeptiert - ich habe die Typenreihen nicht im Kopf.

Falls nicht und wenn die Pegelwerte H/L passen, einen 4011 dran und den BC547 dahinter.

#8083870
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

. Das Signal bricht mit dieser Schaltung von 8 V auf ca. 5 V ein.

Ja und?
Stört nur dich das oder auch deine Signalquelle?

Hier wird mir 10 kOhm vorgeschlagen, warum?
Wie berechnet man den Widerstand?

Der Widerstand bildet zusammen mit der Gate-Kapazität einen Tiefpass. Wie man den Einfluss auf eine Impulsflanke ausrechnet, kannst du überall nachlesen (Stichworte: Sprungantwort Tiefpass).

Das heißt auch es fließt doch ein Strom vom Signal?

Ja, aber nur wenn sich das Signal ändert. Irgendwie muss sich Ladung bewegen, damit sich die Spannung über der Gate-Kanal-Kapazität entsprechend dem Signalverlauf ändert.

: Bearbeitet durch User
#8083873
Lesenswert?

Mit den Angaben des TS komme ich auf einen Innenwiderstand der Quelle von 90kOhm (Einbruch auf 5V bei 33µA) bzw. 180kOhm (Einbruch auf 6V bei 11µA). Also angeblich was mit negativen differentiellen Innenwiderstand. Angeblich ...

Da sich der TS seit 12 Stunden nicht mehr gemeldet hat glaube ich wir sind im Märchenland.

#8083875
Lesenswert?

So eine hochohmige ist tatsächlich problematisch, denn sie reagiert äußerst empfindlich auf elektrostatische Ladungen. Die kleinen MOSFETS gehen davon ratzfatz kaputt und die großen mit rund 1 nF Fate-Kapazität belasten deine Quelle zu sehr kapazitiv. Schutzdioden kommen auch nur bedingt in Frage. Außerdem sind die 12 Volt am Gate für die meisten kleinen MOSFET zu viel.

Deswegen möchte ich hinterfragen, was das für eine Spezielle Signalquelle ist. Besser das Problem dort lösen, sofern möglich.

#8083877
Lesenswert?

Hans W. schrieb:

So eine hochohmige ist tatsächlich problematisch, denn sie reagiert äußerst empfindlich auf elektrostatische Ladungen. Die kleinen MOSFETS gehen davon ratzfatz kaputt

Wenn man nicht damit umgehen kann, ist das so.

Hans W. schrieb:

Deswegen möchte ich hinterfragen,

... ob es besser wäre, wenn Du Dich hier raus hälst. Bedenkenträger und Leute, die den FET nicht verstanden haben, helfen hier nichts.

#8083914
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

In der Regel hab ich dazu einen 220 kOhm Basiswiderstand ...
...
Laut meinen Berechnungen und Messungen fließen 0,033 mA vom Signal zur Basis.
Das Signal bricht mit dieser Schaltung von 8 V auf ca. 5 V ein. Mit
erhöhtem Basiswiderstand von 690 kOhm bricht es immer noch auf 6 V ein.

Da hast du dich verrechnet, vermessen oder verschrieben.
Ein Strom von 0,033 mA müsste alleine an deinem 220 kΩ Basisvorwiderstand zu einem Spannungsabfall von 7,26 V führen - sagt das ohmsche Gesetz.
Dein Messungwert von "ca. 5 V" würde abzüglich der Basis-Emitter-Spannung des BJT von 620 mV aber einen Spannungsabfall von 4,4 V besagen. Der Strom dürfte sich bei 220 kΩ also eher auf 20 µA einstellen. Für die Quelle würde das einen Innenwiderstand von ca. 150 kΩ bedeuten.
Die Messung mit 690 kΩ passt allerdings nicht so richtig dazu. Die würde einen Innenwiderstand von 256 kΩ bedeuten.

: Bearbeitet durch User
#8083965
Lesenswert?

Manfred P. schrieb:

Und warum soll die nicht belastet werden? Kaputt gehen tut die ja nicht dadurch, und Fehlfunktionen in Bezug auf das Ergebnis scheint diese Belastung wohl auch nicht zu ergeben ...

Das weißt Du kraft Deiner Erbsensuppe? Gehe besser davon aus, dass er

Natürlich ...

ein Signal abgreifen will, welches anderweitig in Verwendung ist und nicht gestört werden soll.

Deswegen solle der TO ja mal was zum Kontext sagen, was das überhaupt für eine Signalquelle ist, und wozu das Signal "verschönert" werden soll, obwohl es doch auch so funktioniert.

OP #8083967
Lesenswert?

Hallo,

und vielen Dank für die zahlreichen Antworten, Ideen und Anregungen. Ich werde mal versuchen die Fragen so gut es geht zu beantworten.

Was erwarte ich vom Ausgangssignal? Ich will die Impulse mit einem µC zählen, in diesem Fall mit einem Raspi. Daher soll der Pegel 3,3 V betragen.

Genauere Spezifikation des Eingangssignals Ich verstehe nun, dass die Dauer des Impulses entscheidend ist (Stichwort Tiefpass). Ich kann mit meinem Oszi leider keine Daten aufzeichnen, daher bin ich auf Screenshots beschränkt und da einen Einzelimpuls zu erwischen ist mir bislang nicht gelungen. Ich werde versuchen das Signal mal besser zu triggern, vielleicht bekomm ich da eine bessere Aufnahme. Mit den bisherigen Messungen kann man von ca. 3 ms Impulsdauer ausgehen.

Die ominöse Signalquelle Ich hab leider keinen detaillierten Schaltplan dazu, alles was ich gefunden habe ist das Blockschaltbild (siehe Anhang). Es geht um Signal A pulse output yellow. Vielleicht hilft das jemanden.

Es muss kein MOSFET sein, vielleicht ist der gar nicht mal so gut geeignet für den Fall. In die Kollektorschaltung muss ich mich noch genauer einlesen, aber derzeit ist mir rätselhaft wie ich damit auf die 3,3 V komme. Vielleicht durch nachschalten der vorhandenen Emitterschaltung an den Ausgang der Kollektorschaltung? OpAmp als Spanngsfolger klingt sehr vielversprechend, werd mich die Tage damit befassen. Auch da würde man die Emitterschaltung zur Pegelwandlung vermutlich nachschalten.

Hab ich mich verrechnet? Kann natürlich sein. Meine Messreihe mit verschiedenem Widerstand an der ursprünglich geposteten Schaltung schaut für mich plausibel aus. Das war allerdings ein Testaufbau mit Netzgerät und wurde NICHT am echten Signal gemessen. Mit den 690 kOhm hab ich nicht gemessen, nur jetzt im Nachgang gerechnet.

Ist der Spannungseinbruch des Signals nun egal oder nicht? Wie kann ich das objektiv bewerten? Es funktioniert alles wie es soll soweit ich das subjektiv beurteilen kann. Mir gefällt es aber gar nicht, dass ich das Signal beeinflusse und suche daher nach einer optimaleren Lösung.

Vielen Dank und LG

Angehängte Dateien:
#8083981
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Mit den bisherigen Messungen kann man von ca. 3 ms Impulsdauer ausgehen.

Bei 250 Hz beträgt die Periodendauer 4 ms, d.h. die 3.x ms wären der positive Teil. Für die Pulsformung ist der kurze Teil (H-L-H) der kritische, d.h. die Dauer liegt im Bereich weniger 100 µs.

Ich kann mit meinem Oszi leider keine Daten aufzeichnen

Das liegt aber an dir und nicht am PicoScope. Mit Rapid Captures hast du sogar die Möglichkeit, mehrere aufeinanderfolgende Pulse einzeln aufzuzeichnen.
In dem unscharfen Screenshot kann man leider nur rätseln, was du eingestellt hast.

Sebastian schrieb:

Signalverlauf.png

Sebastian schrieb:

Ich werde versuchen das Signal mal besser zu triggern

Gute Idee: Trigger Mode z.B. auf "Repeat" oder "Single", Triggerlevel z.B. auf 4 V und auf "falling Edge", damit du den kurzen Puls einfangen kannst.

OpAmp als Spanngsfolger klingt sehr vielversprechend, werd mich die Tage damit befassen. Auch da würde man die Emitterschaltung zur Pegelwandlung vermutlich nachschalten.

Oder man nimmt einen Komparator mit Open-Kollektor bzw. Open-Drain Ausgang. Den kannst du dann auch gleichzeitig als Schmitt-Trigger aufbauen.

: Bearbeitet durch User
#8083987
Lesenswert?

H. H. schrieb:

UAF2115 von ITT. Der "Pulse Output" braucht einen Pullup.

Wenn ich das aus Fig 3 richtig sehe besteht der Pullup aus einem 680 Ohm Widerstand parallel mit 1 nF Kondensator. Das dürfte für 250 Hz schon gut passen. Das Signal muß man dann nur noch auf 3,3 begrenzen.

Da sieht man wieder, je genauer die Infos sind um so besser werden die Antworten sein!

mfg Klaus

Angehängte Dateien:
#8084013
Lesenswert?

Klaus R. schrieb:

Signal muß man dann nur noch auf 3,3 begrenzen.

Was willst du da begrenzen?

Der Pull-Up kommt natürlich von den 3.3V des RaspPi, wenn man ein 3.3V-Signal haben möchte. Wo sollte in dem Fall dann eine höhere Spannung her kommen können?

Die aktuell gemessenen 8V werden wohl dem Leckstrom der internen Diode im UAF2115 geschuldet sein und durch den Pull-Up platt gemacht, wie wir wissen.

Damit der RaspPi einen vernünftigen Puls bekommt, wird ein Pull-Up von ein paar Kiloohm ohne irgendwelche Verzierungen ausreichend sein. Ob der Widerstand passt, sieht man mit dem Oszi. Kilometerlange Leitungen werden da wohl nicht als kapazitive Last im Spiel sein, oder?

: Bearbeitet durch User
#8084043
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Ich kann mit meinem Oszi leider keine Daten aufzeichnen, daher bin ich auf Screenshots beschränkt und da einen Einzelimpuls zu erwischen ist mir bislang nicht gelungen. Ich werde versuchen das Signal mal besser zu triggern,

Du brauchst den single-shot Modus und einen Trigger auf die fallende Flanke, um einen einzelnen Impuls zu erfassen.

: Bearbeitet durch User
#8084146
Lesenswert?

Rainer W. schrieb:

Klaus R. schrieb:

Signal muß man dann nur noch auf 3,3 begrenzen.

Was willst du da begrenzen? Der Pull-Up kommt natürlich von den 3.3V des RaspPi, wenn man ein 3.3V-Signal haben möchte. Wo sollte in dem Fall dann eine höhere Spannung her kommen können?

Als ich das vorschlug war die Art der Signalquelle noch unbekannt. Da waren zuerst die 8 V gemessen worden. Jetzt ist es klar das ein Pullup auf 3,3 V die richtige Lösung ist.

Das von dem TO Sebastian gelieferte Blockschaltbild weist ja schon selber auf den Einsatz eines Pullup hin. Das hätte er ganz zu beginn zeigen sollen.

Klaus R. schrieb:

Da sieht man wieder, je genauer die Infos sind um so besser werden die Antworten sein!

Der Spruch hat sich wieder bestätigt.

Das soll hier keine Schelte sein. Sondern dieser Vorgang ist lehrreich und wird in der Praxis immer wieder vorkommen. Man kann dadurch nur lernen. Und man lernt nie aus!

mfg klaus

: Bearbeitet durch User
#8084295
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Die ominöse Signalquelle Ich hab leider keinen detaillierten Schaltplan dazu, alles was ich gefunden habe ist das Blockschaltbild (siehe Anhang).

Das ist die komplette, detailierte Schaltung, wenn auch ohne Angabe der Werte der Bauelemente.

Das, was dich vermutlich zu "Blockschaltbild" hingerissen hat, d.h. alles im gestrichelten Rahmen, ist ein einziges Bauelement, dessen Innenleben symbolisch dargestellt ist und dessen Typenbezeichnung nur leider fehlt. Die Zahlen an den Anschlüssen des umstrichelten Bereichs sind die Pin-Nummern. Das Abbild des Innenlebens ist direkt dem Datenblatt entsprungen. Wenn du die Platine erreichen und angucken kannst, wirst du die Bezeichnung möglicherweise sogar direkt lesen können.
Aber H.H. mit seinem unergründlichen Erfahrungsschatz hat das IC ja trotzdem sofort erkannt ;-)

: Bearbeitet durch User
OP #8084781
Lesenswert?

Jens M. schrieb:

Puls Output Yellow ist doch eindeutig ein open collector

Meine Güte, natürlich ist das ein OC! Wie konnt ich das übersehen... Das ist wahrscheinlich auch der Grund warum trotz Spannungseinbruch alles scheinbar normal funktioniert hat. Das Signal am OC-Eingang hab ich ja nicht beeinflusst. Und vermutlich könnte man den Spannungsabfall in dem Fall sogar wirklich vernachlässigen.

Rainer W. schrieb:

Die aktuell gemessenen 8V werden wohl dem Leckstrom der internen Diode im UAF2115 geschuldet sein

Das wäre meine nächste Frage gewesen, wo die 8 V dann eigentlich herkommen. Aber okay soweit.

Rainer W. schrieb:

Kilometerlange Leitungen werden da wohl nicht als kapazitive Last im Spiel sein, oder?

nein, ca. 1 m Kabel

Rainer W. schrieb:

Bei 250 Hz beträgt die Periodendauer 4 ms, d.h. die 3.x ms wären der positive Teil.

Achtung, die 250 Hz ist die maximale Frequenz mit etwas Sicherheit. Die Aufnahme ist bei viel geringerer Frequenz entstanden. Der Low-Anteil scheint aber immer gleich lange. Aber vernünftige Messung probiere ich nochmal am Wochenende.

Klaus R. schrieb:

Das von dem TO Sebastian gelieferte Blockschaltbild weist ja schon selber auf den Einsatz eines Pullup hin. Das hätte er ganz zu beginn zeigen sollen.

Wofür steht TO? Ich hoffe nix gemeines ;) Ja natürlich, aber das Schaltbild war nicht leicht zu finden.

Rainer W. schrieb:

Aber H.H. mit seinem unergründlichen Erfahrungsschatz hat das IC ja trotzdem sofort erkannt ;-)

Ja Wahnsinn! Respekt und vielen Dank.

Kann mir jemand erklären, was die Diode am OC-Ausgang zu den 12V macht? Wenn ich einen Pullup auf 3,3 V lege und der Transistor ist offen, würde Strom von 12 V auf 3,3 V fließen wollen, richtig? Aber das verhindert die Diode. Umgekehrt vom niedrigem zum höheren Potential wird kein Strom fließen wollen. Und bei geschlossenem Transistor fließt Strom nur von 3,3 V über den Pullup zu Masse.

Baulich wirds für mich nun wahrscheinlich einfacher sein, einen Pullup auf die 12V zu legen und mit diesem Signal dann in meine vorhandene Schaltung zu gehen, das teste ich am Wochenende mal aus.

Aber allgemein würde es mich schon interessieren, was die beste Lösung für ein nicht belastbares Signal wäre. Angenommen wir hätten das Schaltbild nicht und wüssten auch nicht viel über die Signalquelle. Gibts eine universelle Lösung (Kollektorschaltung, OpAmp als Spannugnsfolger,...) für ein Signal in dem Spannungs- und Frequenzbereich?

Danke und LG

#8084915
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Aber allgemein würde es mich schon interessieren, was die beste Lösung für ein nicht belastbares Signal wäre. Angenommen wir hätten das Schaltbild nicht und wüssten auch nicht viel über die Signalquelle. Gibts eine universelle Lösung (Kollektorschaltung, OpAmp als Spannugnsfolger,...) für ein Signal in dem Spannungs- und Frequenzbereich?

Klaus R. schrieb:

Es wurde Dir schon die Kollektorschaltung empfohlen. Diese Schaltung ist quasi ein Spannungsfolger mit hohem Eingangswiderstand.

Klaus R. schrieb:

Der Eingangswiderstand erhöht sich dann um Emitterwiderstand x Stromverstärkungsfaktor.

Ein FET hat generell einen sehr hohen Eingangswiderstand. Ich würde auch einen OP wie den TLC271 empfehlen.

Übrigens, TO steht für Thread Owner.

mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
#8084918
Lesenswert?

Sebastian schrieb:

Angenommen wir hätten das Schaltbild nicht und wüssten auch nicht viel über die Signalquelle.

Dann müsste man die Eigenschaften des Ausgangs der Signalquelle ausmessen, d.h. Ausgangsimpedanz bei High und Ausgangsimpedanz bei Low. Dabei würde man in diesem Fall sehen, dass letztere bei Low relativ niedrig ist, bei High aber sehr hoch und würde zu dem Schluss kommen, dass es sich um einen Open-Kollektor oder Open-Drain Ausgang handelt.

#8084932
Lesenswert?

Klaus R. schrieb:

Ein FET hat generell einen sehr hohen Eingangswiderstand. Ich würde auch einen OP wie den TLC271 empfehlen.

Wieder ein Dummkommentar wegen Nichtlesens der Beiträge. Es wurde geklärt, dass das Signal von einem Open-Collector-Ausgang kommt. Bei sinnvoller Beschaltung kann es direkt an den µC und hätte auch kein Problem, (s)einen BC547B zu treiben.

Sebastian schrieb:

Die aktuell gemessenen 8V werden wohl dem Leckstrom der internen Diode im UAF2115 geschuldet sein

Das wäre meine nächste Frage gewesen, wo die 8 V dann eigentlich herkommen. Aber okay soweit.

Die 8V kommen aus einem Längsregler, Automotive-Variante eines LM7808. War im TO-220 und saß hinter dem Kombiinstrument auf der Folienleiterplatte, dank Steckkontakten wechselbar.

Ich finde ihn nicht, nach meiner Erinnerung kam der von ITT bzw. deren Vorgängern - vielleicht erinnert HHinz noch den genauen Typ.

Gibt es extrem preiswert von den Ersatzteilabzockern, Beispiele:

https://www.oldtimer-werk.de/golf-2-und-co/elektrik/montagematerial-elektrik/4194/spannungsregler-konstanthalter-kombiinstrument-golf-co-passat-t3-oe-ref.-171919803?c=608

https://www.werk34.de/de/spannungsregler-fuer-kombiinstrument-919-171-803.html

#8084987
Lesenswert?

Manfred P. schrieb:

Klaus R. schrieb:

Ein FET hat generell einen sehr hohen Eingangswiderstand. Ich würde auch einen OP wie den TLC271 empfehlen.

Wieder ein Dummkommentar wegen Nichtlesens der Beiträge. Es wurde geklärt, dass das Signal von einem Open-Collector-Ausgang kommt. Bei sinnvoller Beschaltung kann es direkt an den µC und hätte auch kein Problem, (s)einen BC547B zu treiben.

Nach dem bekannt war, daß es sich um einen Open-Collector-Ausgang handelt, wollte Sebastian noch etwas mehr über (Kollektorschaltung, OpAmp als Spannugnsfolger,...) wissen.

mfg Klaus

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren