Problem mit Spannungsversorgung einer Schaltung

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo.

Bin noch ziemlicher Anfänger, was elektronische Schaltungen angeht. Im Augenblick habe ich konkret folgendes Problem:

Funktion der Schaltung (im Groben)

Ein schwaches Signal wird mit Hilfe eines nicht invertierenden OPs verstärkt.
Das verstärkte Signal wird mit Hilfe eines Doppelkomparators mit einem Schwellwert U1 verglichen und wenn dieser überschritten wird, wird ein Flip/Flop gesetzt. Wenn dann ein Schwellwert U2 unterschrittenwird, soll das Flip/Flop zurückgesetzt werden.

Ich habe auf einer Schaltung einen Doppelkomparator mit zwei NAND-Gattern (NE521). Laut Datenblatt liegt die minimale Versorgungsspannung bei +/-4,75V

Die Schaltung soll relativ kompakt sein und von Batterien gespeist werden, die leicht im Handel zu besorgen ist.

Wie bekomme ich nun die Spannungsversorgung für den NE521 hin? Mit zwei Festspannungsreglern (7805 und 7905) bräuchte ich ca. 12V. Die größte, in jedem Supermarkt verfügbare Batterie hat aber nur 9V. Muss ich wirklich mehrere Baterien verwenden? Eine Alternative zum NE521 mit geringerer Versorgungsspannung konnte ich nicht finden.

Die Alternative, die mir einfällt, ist den NE521 mittels zwei OPs, die weniger Versorgungsspannung brauchen und einen NAND-Baustein selbst nachzustellen - wodurch die Schaltung wieder größer würde :frowning:

Vielen Dank für jede Hilfe

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Hallo Namenloser

Ich habe auf einer Schaltung einen Doppelkomparator mit zwei NAND-Gattern (NE521).

Ich nehme an, es handelt sich um den Nachbau eines vorhandenen Schaltungsvorschlages.

Laut Datenblatt liegt die minimale Versorgungsspannung bei +/-4,75V

Du meinst eine symmetrische Versorgungsspannung von +4,75V und -4,75V.

Die Schaltung soll relativ kompakt sein und von Batterien gespeist werden … Mit zwei Festspannungsreglern (7805 und 7905) bräuchte ich ca. 12V. Die größte, in jedem Supermarkt verfügbare Batterie hat aber nur 9V.

Das ist richtig.

Wenn Du mit Primärzellen arbeiten willst, wirst Du auf jeden Fall für die positive und für die negative Betriebsspannung je einen Batterieblock von 9V benötigen.
Du musst dabei berücksichtigen, dass die Entladeschlußspannung z.B. eines 9V Alkali-Mangan-Blocks bzw. von 6 Alkali-Mangan-Rundzellen bei 6,0V bis 5,4V liegt. Du wirst die Kapazität der Batterien möglicherweise nur zu etwa 80% ausnutzen können.

Die Alternative, die mir einfällt, ist den NE521 mittels zwei OPs, die weniger Versorgungsspannung brauchen und einen NAND-Baustein selbst nachzustellen - wodurch die Schaltung wieder größer würde:

Denk mal über die Möglichkeit nach, einen LM339 zu benutzen. Der Baustein hat 4 Komparatoren mit open collector Ausgängen auf einem Chip und arbeitet mit einer einfachen Betriebsspannung im Bereich von 3,5V bis 36V, und wenn Du die Ausgänge zweier Komparatoren über einen gemeinsamen „Pull Up Widerstand“ an die positive Betriebsspannung legst, hast du an dem Verbindungspunkt der zwei Ausgänge eine NAND-Funktion. Dann stehen Dir noch zwei Komparatoren zur freien Verfügung, welche Du nach Belieben als Inverter oder auch als Ausgangsverstärker verwenden kannst. Jeder Ausgang kann mindestens 6mA, typisch aber 16mA, gegen 0V schalten. Davon müsstest Du doch mit etwas Gehirnakrobatik etwas Brauchbares machen können.

Gruß merimies

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Ich nehme an, es handelt sich um den Nachbau eines vorhandenen
Schaltungsvorschlages.

Grundsätzlich nein, wobei ich mir natürlich angeschaut habe, wie Festspannungsregler, OPs und damit auch Komparatoren funktionieren.

Du meinst eine symmetrische Versorgungsspannung von +4,75V und
-4,75V.

Genau

Denk mal über die Möglichkeit nach, einen LM339 zu benutzen.
Der Baustein hat 4 Komparatoren mit open collector Ausgängen
auf einem Chip und arbeitet mit einer einfachen
Betriebsspannung im Bereich von 3,5V bis 36V, und wenn Du die
Ausgänge zweier Komparatoren über einen gemeinsamen „Pull Up
Widerstand“ an die positive Betriebsspannung legst, hast du an
dem Verbindungspunkt der zwei Ausgänge eine NAND-Funktion.
Dann stehen Dir noch zwei Komparatoren zur freien Verfügung,
welche Du nach Belieben als Inverter oder auch als
Ausgangsverstärker verwenden kannst. Jeder Ausgang kann
mindestens 6mA, typisch aber 16mA, gegen 0V schalten. Davon
müsstest Du doch mit etwas Gehirnakrobatik etwas Brauchbares
machen können.

Das muss ich mal näher ansehen. Vielen Dank für den Tipp.

Ladi

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Hallo Fragewurm,

Das verstärkte Signal wird mit Hilfe eines Doppelkomparators
mit einem Schwellwert U1 verglichen und wenn dieser
überschritten wird, wird ein Flip/Flop gesetzt. Wenn dann ein
Schwellwert U2 unterschrittenwird, soll das Flip/Flop
zurückgesetzt werden.

Hast du zwei unterschiedliche Signale, die mit U1 und U2 vergleicht werden?
Oder geht es um die Eintellbarkeit?

Ein Schmitt-Trigger mit Hysterese verhält sich ganz ohne Flip-Flop auch so.

Vielleicht machst du ein paar Angaben mehr zu deiner Anwendung.

Es gibt auch diverse ICs zur Spannungsüberwachung, aber dazu muss man wissen was das ganze soll und welche Anforderungen gestellt werden.

MfG Peter(TOO)

5

Hallo,
zur konkreten Funktion deiner Schaltung kann ich wenig sagen.
Das ganze Konzept scheint mir aber zweifelhaft.

Es gibt meist sehr viele Möglichkeiten, elektr. Funktionen umzusetzen.
Wenn es für Batteriebetrieb sein soll, dann ist es von Anfang an
vorteilhaft, die Schaltung darauf auszulegen. Dann nimmt man BE die
selbst geringsten Ruhestrom brauchen, mit möglichst wenig Betriebsspannung
auskommen und wenn möglich macht man die Schaltung so, dass keine
symetrische Stromversorgung nötig ist.

Beipiel:
Wenn du z.B. aus einem 9V-Block 5V mittels 7805 erzeugst, hat dieser Regler
schon bis ca. 5mA Ruhestromverbrauch. Da wäre z.B. ein 78L05 besser.

Der NE521 ist für Batterieschaltungen noch viel schlechter geeignet.
Mit Stromaufnahme +27mA/-15mA lutscht der dir einen 9V-Block schnell leer.
Muß es denn solch ein High-Speed-Komparator sein? Ich nehme an, so schnell
braucht es deine Schaltung wahrscheinlich nicht.
Deine Schaltung liegt jetzt wohl schon bei ca. über 50mA.
Für Batteriebetrieb sinnvoll wäre was unter 1mA oder auch ein wenig mehr.
Praktisch ist das machbar, sofern die Randbedingungen es zulassen.

Wenn es unbedingt eine neg. Stromversorgung braucht, dann kann man eine
solche leicht mit einer Ladungspumpe erzeugen.
ICL7660, MAXS660, MAX860 und andere.
Gruß Uwi

Bin noch ziemlicher Anfänger, was elektronische Schaltungen
angeht. Im Augenblick habe ich konkret folgendes Problem:
Funktion der Schaltung (im Groben)
Ein schwaches Signal wird mit Hilfe eines nicht invertierenden
OPs verstärkt.
Das verstärkte Signal wird mit Hilfe eines Doppelkomparators
mit einem Schwellwert U1 verglichen und wenn dieser
überschritten wird, wird ein Flip/Flop gesetzt. Wenn dann ein
Schwellwert U2 unterschrittenwird, soll das Flip/Flop
zurückgesetzt werden.

Ich habe auf einer Schaltung einen Doppelkomparator mit zwei
NAND-Gattern (NE521). Laut Datenblatt liegt die minimale
Versorgungsspannung bei +/-4,75V

Die Schaltung soll relativ kompakt sein und von Batterien
gespeist werden, die leicht im Handel zu besorgen ist.

Wie bekomme ich nun die Spannungsversorgung für den NE521 hin?
Mit zwei Festspannungsreglern (7805 und 7905) bräuchte ich ca.
12V. Die größte, in jedem Supermarkt verfügbare Batterie hat
aber nur 9V. Muss ich wirklich mehrere Baterien verwenden?
Eine Alternative zum NE521 mit geringerer Versorgungsspannung
konnte ich nicht finden.

Die Alternative, die mir einfällt, ist den NE521 mittels zwei
OPs, die weniger Versorgungsspannung brauchen und einen
NAND-Baustein selbst nachzustellen - wodurch die Schaltung
wieder größer würde :frowning:

Vielen Dank für jede Hilfe