Hallo ihr,
ich habe folgendes Problem:
Ich suche ein Bauteil X, daß folgende Funktion erfüllt:
Bei einer anliegenden Spannung von sagen wir mal um die + 0,5 V bis +14 V soll X eine konstante Spannung von 5 V ausgeben.
Bei einer Spannung von -14 V bis rund 0 V soll am Ausgang eine Null anliegen (bis max 0,8 V.) Mit der 5 V Spannung will ich den Eingang eines ganz normalen Gatters / CMOS IC´s des Typs HEF „versorgen.“ (z.B.: HEF 4000 BP)
Gibt es so etwas? Wie kann ich dieses bewerkstelligen? Die Invertierung des ganzen, also genau das andere Verhalten ist natürlich auch in Ordnung. Gibt es evtl. eine Transistorbeschaltung dafür? Wie sieht das mit einem Analog/ Digital Wandler aus? Letzte Möglichkeit, die mir einfiele, wäre der OPV, wobei ich aber keine Idee habe, wie ich diesen beschalte.
Ich bin für jede Anregung dankbar, und für Fragen jederzeit da. Vielen Dank, Euer Sebastian
Hallo Sebastian,
ich habe folgendes Problem:
Ich suche ein Bauteil X, daß folgende Funktion erfüllt:
Bei einer anliegenden Spannung von sagen wir mal um die + 0,5
V bis +14 V soll X eine konstante Spannung von 5 V ausgeben.
Bei einer Spannung von -14 V bis rund 0 V soll am Ausgang eine
Null anliegen (bis max 0,8 V.) Mit der 5 V Spannung will ich
den Eingang eines ganz normalen Gatters / CMOS IC´s des Typs
HEF „versorgen.“ (z.B.: HEF 4000 BP)
Gibt es so etwas?
Ein ganz normaler RS-232 (V.24) Receiver macht das in etwa.
Wie kann ich dieses bewerkstelligen? Die
Invertierung des ganzen, also genau das andere Verhalten ist
natürlich auch in Ordnung. Gibt es evtl. eine
Transistorbeschaltung dafür?
Viele Bastel-Schaltungen verwenden so eine Transistor-Stuve für die RS-232. SChau mal im Netz oder bei verschiedenen Elektor-Schaltungen nach.
Wie sieht das mit einem Analog/
Digital Wandler aus?
Ist im Prinzip auch machbar, aber brauche ich einen ganzen Ölbohrturm um ein Loch für einen Dübel in die Wand zu bohren ??
Letzte Möglichkeit, die mir einfiele,
wäre der OPV, wobei ich aber keine Idee habe, wie ich diesen
beschalte.
Ist eine ganz einfache Komparatorschaltung.
Was willst du eigentlich genau machen ???
Kennst du diese Seiten schon ?
http://www.elektronik-kompendium.de/
http://www.batronix.com/
http://www.ds-electronics.de/index2.html
MfG Peter(TOO)
Hallo Sebastian,
Ich weiß nicht genau was Du hier schalten willst, und wie genau Dein Schalter sein sollte. Vielleicht kannst Du dies ja noch erläutern.
Vorab aber ein Tip: Blätter mal in den Datenblättern von Analog Switches rum (z.B. von MAXIM http://www.maxim-ic.com/SwitchMux.cfm). Als Eingang eine einfache Meßbrücke und am Ausgang kannst Du auf den Schalter legen, was Du möchtest.
Aber versuche doch Dein Vorhaben genauer zu beschreiben, damit wir wissen, wie wir Dir helfen können.
Gruß Peter
Danke vorerst für die umfassende Erklärung und Deine super Ideen.
Vor allem die Sache mit dem Komparator wird mir denke ich äußerst hilfreich sein: Wenn ich also den positiven Eingang des OPV auf +0,5V lege, gibt der OPV so lange + 14V raus, solange der negative Eingang (also mein analoges Signal von -14v bis +14 V) darunter liegt. Sobald die zweite Spannung über 0,5V steigt (0,5V =0V auch +14 V ausgibt, also am Gatter dann eine Null anliegt. Kannst Du mir diesbezüglich noch mal helfen? Danke schon im Voraus.
Ach ja, eine Frage noch: Was macht eigentlich so ein OPV, wenn er eine Versorgungsspannung von nur 12 V kriegt, jedoch eine Eingangsspannung von 14 V zu verwalten hat?
Vielen, vielen Dank, ich stehe tief in Deiner Schuld. 
Meine eigene Idee wäre noch die folgende gewesen: Einfach eine Z- Diode mit Sperrspannung von ca. 1V einbinden (diese blockiert bei -14v [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo Sebastian,
Vor allem die Sache mit dem Komparator wird mir denke ich
äußerst hilfreich sein: Wenn ich also den positiven Eingang
des OPV auf +0,5V lege, gibt der OPV so lange + 14V raus,
solange der negative Eingang (also mein analoges Signal von
-14v bis +14 V) darunter liegt. Sobald die zweite Spannung
über 0,5V steigt (0,5V
Ich würde noch eine Hystere dazubaun damit du saubere Schaltvorgänge bekommst.
Mfg
Roman
Vielen, vielen Dank erneut. Noch ein kleines Feedback:
Hallo Sebastian,
Vor allem die Sache mit dem Komparator wird mir denke ich
äußerst hilfreich sein: Wenn ich also den positiven Eingang
des OPV auf +0,5V lege, gibt der OPV so lange + 14V raus,
solange der negative Eingang (also mein analoges Signal von
-14v bis +14 V) darunter liegt. Sobald die zweite Spannung
über 0,5V steigt (0,5V Histerese halte ich also überflüssig, dennoch danke.Ach ja, eine Frage noch: Was macht eigentlich so ein OPV, wenn
er eine Versorgungsspannung von nur 12 V kriegt, jedoch eine
Eingangsspannung von 14 V zu verwalten hat?Das mag er meist gar nicht. Du kannst aber die Eingansspannung
mit einem Spannungsteiler auf kleinere Werte am IC begrenzen.
Oder du verwendest eine Z-Diode mit Vorwiderstand am Eingang.
Ich hab die Schaltung dementsprechend modifiziert
Meine eigene Idee wäre noch die folgende gewesen: Einfach eine
Z- Diode mit Sperrspannung von ca. 1V einbinden (diese
blockiert bei -14v
… noch eine Frage zum Transistor:
Hält er die + 14 V auch aus, oder sollte ich lieber eine Z Diode zwischen Basis und Emitter verwenden?
Vielen Dank, daß Ihr Eure wertvolle Zeit opfert…
Hallo Sebastian,
Bei richtiger dimensionierung sollte das soweit funktionieren.
Wenn du allerdings die Eingänge des ersten Komparators
vertauschst, kannst du dir den zweiten sparen.Den zweiten OPV baue ich ein, um die +/-14V des ersten auf
+/-5V zu begrenzen, dieses über eine Diode auf 5V / 0V
gerichtet und an das Gatter. Bleibt die Frage mit dem
Pulldown. Kriegt die Schaltung es hin, den Eingang des Gatters
auch wieder auf Null zu setzen?
Hier fangen die Detail-Probleme an:
Du darfst auf kenen Fall den Ausgang des OPV direkt an das Gatter anschliessen, da z.B. beim Einschalten der OPV kurzzeitig auf +14V springen kann.
Aber du kannst die 2 Stufe trozdem weglassen. Vom Ausgang des OPV gehst du über eine Diode (Anode am Ausgang), an die Kathode kommt ein Spannungsteiler (14:5) gegen Masse. Da CMOS-Eingänge sehr hochomig sind ist auch das „0“ kein Problem. Wenn du nicht schnell schalten musst, kann der Spannungsteiler einen Gesamtwiderstand im Bereich 100k bis 1M haben.
War eigentlich ´ne doofe Frage, weil hätt´ ich mir ja denken
können und hab ich eigtl auch gewußt, was aber echt nicht
schlimm ist, da 0,5 V wohl eher rein theoretisch bei meiner
Schaltung anzufinden sind (halt nur als Wert zwischen der
positiven und der negativen Spannung --> Histerese halte
ich also überflüssig, dennoch danke.
Wenn du ein Relais ansteuerst ist das Flattern wohl eher kein Problem, wenn dahinter aber z.B. ein Zähler ist, schon.
Du gehst über einen Widerstand direkt auf die Basis des
Transistors (Emiter an Masse). Bei Spannungen über ca. +0.6V
schaltet dann dein Transsistor durch. Da der Transistor aber
negativere Basis-Emitter-Spannungen als -5V nicht verträgt,
musst du noch eine Diode zwischen Basis und Emitter einbauen
(Kathode am Emitter), dadurch wir dann die
Basis-Emitter-Spannung auf etwa maximal -0.7V begrenzt.
Den Collector sliesst du dann am Gatter an und zusätzlich noch
einen Widerstand gegen die Versorgungsspannung (Pullup).-werde ich mal durchexercieren, weil sich das sehr verlockend
anhört: platzsparend, billig und genau das was ich will. Der
Pullup ist auch schon geklärt, toll. Wobei ich hoffe, daß ich
einen geeignteten Vorwiderstand finde (hab ich immer Probleme
damit, weil ich zu faul bin, diesen zu berechnen), und die
Leitung über den Transistor zur Masse ausreicht, um den
Eingang auf null zu setzen.(?)
Schau dir mal die spezifikation von deinen CMOS-Gattern an, da ist angegeben welche maximale Eingangsspannung noch sicher als „0“ erkannt wird. Der Wert ist von der Betriebsspannung abhängig, die wohl 5V beträgt. Auch hier machst du wieder keine Angaben über die verwendete IC-Familie. Auf jeden Fall wird alles was kleiner als 0.8V ist eindeutig als „0“ erkannt, je nach Familie kann es auch einiges mehr sein. Dein Transistor 2bringt" im durchgeschakteten Zustand 0.2V, was auf jeden Fall reicht.
Wie schon gesagt, das alles funktioniert im Prinzip. Aber da
du keine weiteren Spezifikationen angibst, kann es unter
Umständen Probleme geben.Hinsichtlich welches Punktes kann es Probleme geben?
Da gibt es hunderte von Möglichkeiten, zeig mir mal die dimensionierte Schaltung und ich kann dir sagen wo die Probleme sind. Die nächsten Fehler können dann noch beim Aufbau entstehen.
Oft ist nicht ein einzelner Punkt das Problem, sondern viele kleine „Unsauberkeiten“ welche dann erst in der Summe zum versagen einer Schaltung führen.
Die Gatter werden nicht viel Strom brauchen, sämtliche
Arbeitskreise sind über Relais und Optokoppler entkoppelt,
elektrische Felder und dergleichen Zeugs werden hoffentlich
nicht auftreten und ich habe bisher auch ganz brav jedes
Gatter mit eigenem Elko versehen.
Ein Elco ist da nicht so ideal, besser sind Keramic-Kondensatoren. Wenn du eine reine kombinatorische Logik hast, ist das mit den Abblock-Kondensatoren nicht soo kritisch, kritisch wird es vor allem bei sequenzieller Logik.
Ach ja: Ich habe den Komparator mal mit electronic workbench
getestet, wobei er mir jeweils +/-1,03MV am Ausgang anzeigt,
halt je nachdem, ob nun U(e2) größer oder kleiner als U(e1)
ist. Das Programm scheint die fehlende Rückkopplung zu
vermissen. Realitätsnah ist doch dann aber wirklich ein U(a)
mit maximal Betriebsspannung, also 14 V oder?
Eigentlich schon, ist halt die Frage was du falsch gemacht hast.
MfG Peter(TOO)
P.S. was studierst du eigentlich, deine ViKa ist da nicht echt hilfreich.
Hallo
… noch eine Frage zum Transistor:
Hält er die + 14 V auch aus, oder sollte ich lieber eine Z
Diode zwischen Basis und Emitter verwenden?
Vielen Dank, daß Ihr Eure wertvolle Zeit opfert…
Der Transistor bekommt ja nie +14V an der Basis zu „sehen“. Ausgenommen du vergisst den Basis-Widerstand, aber da hilft dann auch keine Z-Diode was !!
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter, ich habe Dir jetzt mal eine Mail mit einem Schaltplan gesendet. Ich hoffe, daß das weiterhilft. Den Spannungsteiler habe ich bestimmt verkehrt aufgestellt, obwohl ich der Meinung bin, daß jetzt 5V am Gatter anliegen müßten. -Eigentlich errechnet sich die Gesamtspannung als Addition des Ersatzwiderstands der hinteren Masche plus den 270kohm Widerstand. Und da das Gatter hochohmig ist, müßte der Ersatzwiderstand der hinteren Masche demzufolge um die 100kohm liegen, also müßte es klappen
Ich wünsche Dir noch einen schönen Freitag,
Sebastian
Hallo,
ich habe folgendes Problem:
jaja, das Leben ist grausam 
Ich suche ein Bauteil X, daß folgende Funktion erfüllt:
Bei einer anliegenden Spannung von sagen wir mal um die + 0,5
V bis +14 V soll X eine konstante Spannung von 5 V ausgeben.
Einfachste Variante:
Ein npn-Transistor. Die Basis-Emmiterspannung eines solchen
normalen Bipolartransistor ist ja ca. 0,6V.
Mit einem Basisvorwiderstand von ca. 5…20 KOhm wird der
Transistor also bei Spannungen unter 0,6V sperren und bei
höheren Spannungen leiten.
Diese Signal kann mit einer 2. Transistorstufe, die gleich
gegen die 5V-betriebsspannung arbeitet leicht invertiert werden.
Mit einem Rückkoppelwiderstand kann auch etwas Hysterese eingebaut
werden, so daß der Übergangsbereich "schnell durchlaufen wird.
Bei einer Spannung von -14 V bis rund 0 V soll am Ausgang eine
Null anliegen (bis max 0,8 V.) Mit der 5 V Spannung will ich
den Eingang eines ganz normalen Gatters / CMOS IC´s des Typs
HEF „versorgen.“ (z.B.: HEF 4000 BP)
Gibt es so etwas? Wie kann ich dieses bewerkstelligen? Die
Invertierung des ganzen, also genau das andere Verhalten ist
natürlich auch in Ordnung. Gibt es evtl. eine
Transistorbeschaltung dafür? Wie sieht das mit einem Analog/
Digital Wandler aus?
Was Du hier brauchst, ist ein AD-Wandler mit 1 Bit Auflösung 
So ein Teil wird Komparator oder auch Trigger genannt.
Letzte Möglichkeit, die mir einfiele,
wäre der OPV, wobei ich aber keine Idee habe, wie ich diesen
beschalte.
Eben als Komparator mit etwas Gegenkopplung für die Hysterese.
Bei Eingangsspannung =negativ soll ja auch der Ausgang neg. sein.
Also wird der pos. Eingang als „Detektoreingang“ über einen
Vorwiderdtand von 10…50 KOhm an die zu detektierende Spannung
gelegt.
Der negative Eingang kommt an eine Spannungsteiler, der von
einer Refrenzspannung von (z.B. mit 78L05 oder REF02 oder
sonstwas ) gespeist wird.
Die Referenzspannung kann auch über einen Spannungsteiler aus einer
ausreichend stabilen Betriebsspannung
(z.B. +5V oder +14V->OPV-Spannung) abgeleitet werden.
Der Rückkopplungswiderstand sollte ungefährt den 50…100-fachen
Wert des Eingangswiderstandes haben.
Nun noch die Problematik mit den hohen Eingangsspannungen.
Dazu gibt es 2 gängige Schaltungsvarianten:
-
Eine Z-Diode oder 1 LED oder 2…3 Si-Dioden in Reihe in
Flußrichtung von Masse an +OPV-Eingang. -
2 Schutzdioden in Sperrrichtung gegen Masse und
Betriebsspannung geklemmt, verhindern auch zuverlässig
Beschädigungen des OPV (sehr gut geeigent für schnelle
Schaltungen und vollen Nutzbereich der Eingangsspannung.
Die Möglichkeit von „Klemmdioden“ (dann gegen die +5V und Masse)
ist auch für den Ausgang sehr zweckmäßig.
Ich bin für jede Anregung dankbar, und für Fragen jederzeit
da. Vielen Dank, Euer Sebastian
Falls nicht klar ist, was ich meine (bin da mögl. schon etwas
betriebsblind), dann kann ich das auch mal als Schaltpläne schicken.
Gruß Uwi