Wenn ich den OP mit höherer Betriebsspannung betreibe ist der Ausgang nicht mehr logikkompatibel, aber anders geht es offenbar nicht.

Kann ich den Ausgang einfach mit einer Zenerdiode und Widerstand auf 5V clampen oder ist die zu langsam und ich zerstöre meinen Microcontroller der daran angeschlossen wird?

Idee:

Schalte an die Eingänge zwei identische Spannungsteiler. Dann stimmt wieder der Vergleich und die Eingangsspannung kann bei sinnvoller Dimensionierung die Betriebsspannung nicht überschreiten.

DL2JAS

Das tönt schonmal nicht schlecht, ich habe aber gerade gemerkt dass das Problem noch etwas übler ist.

Die zu messende Spannung ändert sich zwischen -0.8V und +15V. Ich möchte den Nulldurchgang der Gegen-EMK vom Motor so genau wie möglich detektieren und am Microcontrollereingang low haben wenn die Spannung negativ ist, sonst soll er high sein. Die Messung erfolgt synchron in den PWM-Pausen, dazwischen gibt es die volle Versorgungsspannung des Motors auf der Messleitung.

bei -0.8V stirbt mir jedoch der OPV wenn ich ihn single-supply versorge. wenn ich +/-5V nehmen würde überlebt das der Microcontroller nicht.

<edit>
Durch einen 1/5 Spannungsteiler würden dann die -0.8V auf -0.16V heruntergeteilt. In den absolute maximum ratings des OPV steht -0.3V als Grenze für die Eingangsspannungen. Ist es nun Murks/kriminell anzunehmen, dass das so schon funktionieren wird?
<edit>


Gibt es evtl eine bessere Methode um diese Problem zu lösen, als die Verwendung eines OPV?


[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am 23 Jul 2005 18:39 ]

Zitat :

Ich möchte den Nulldurchgang der Gegen-EMK vom Motor so genau wie möglich detektieren und am Microcontrollereingang low haben wenn die Spannung negativ ist, sonst soll er high sein.

Ein Komparator ist gut!
Siehe Bild...

vs ist deine zu messende Spannung, Vref deine "Kippspannung"!
Ist vs < Vref liegt am Ausgang Vee, vs > Vref Vdd!
Willst du den Nulldurchgang messen, ist Vref = 0!

Eine negative Versorgungsspannung möchte ich wenn irgendwie vermeidbar nicht verwenden, das kostet wieder Platz und Geld für den Wandler. In meiner geplanten Schaltung sehe ich leider keine Möglichkeit eine virtuelle Masse einzubauen. Die zu messende Spannung ist blöderweise gelegentlich die niedrigste in der ganzen Schaltung vorkommende Spannung...

Wenn ich nun die negative Eingangsspannung an V+ mit einer Schottkydiode und nachgehendem Spannungsteiler auf einen sicheren Wert reduziere (-0.05V dürfte das Leben des OPV nicht gefährden), erhalte ich dann einen sinnvollen Wert am Ausgang wenn ich V- sagen wir mal auf +0.05 V lege?

Einfach zusammenlöten und mal schauen ist momentan leider keine Alternative da ich keinen OPV da habe...

Bei den Komparatoren habe ich auch nichts besseres gefunden, die leiden unter demselben Problem keine Eingangsspannungen unter der negativen Versorgungsspannung zu mögen, ausser dass dort in den Datenblättern nicht einmal eine minimal zulässige Eingangsspannung angegeben ist.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: photonic am 23 Jul 2005 19:57 ]

Zitat : photonic hat am 23 Jul 2005 15:46 geschrieben :

...Nehmen die es mir übel wenn die Eingangsspannungen V+ überschreiten (innerhalb der maximal zulässigen Spannungen gemäss Datenblatt) oder ist das egal? Führt eine Überschreitung der maximalen common-mode Spannung zur Zerstörung des IC oder nur zu sinnloser Funktion? ....

Da hilft ein Blick ins Datenblatt:
"The input common-mode voltage of either input signal voltage should not be allowed to go negative by more
than 0.3V. The upper end of the common-mode voltage range is VCC+ -1.5V, but either or both inputs can goto +32V without damage."

Der 324 spinnt also allenfalls wenn die Eingangsspannung in der Nähe der positiven Betriebsspannung oder darüber liegt.
Andere Opamps können sich aber anders verhalten.

Außerdem ist es möglich mittels den Eingängen vorgeschalteten Widerständen den Strom zu begrenzen. Bei Eingangsströmen im Nanoampere-Bereich können das relativ hohe Werte sein, ohne daß dadurch ein nennenswerter Offset entsteht. Allerdings kann sich durch sehr hohe Werte der Frequenzgang ändern.



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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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Ich habe jetzt eine vernünftige Lösung gefunden:

Ich nehme den LM319 Komparator, der kann den Ausgang sauber auf 0V herunterziehen auch bei +/-5V Betriebsspannung, dank zusätzlichem GND Anschluss. So habe ich schonmal kein Interface-Problem mit dem MC.

Vor die Eingänge baue ich Spannungsteiler um innerhalb der zulässigen Grenzen zu bleiben.

Die -5V erzeuge ich mit einem ICL7660. So hält sich der Bauteilaufwand in Grenzen und die Sache wird sicher funktionieren.


Danke für euere Tips!

Beim Datenblattlesen bin ich noch über den LM139 gestolpert, da steht:

"These comparators also have a unique
characteristic in that the input common-mode voltage range
includes ground, even though operated from a single power
supply voltage."

Habe ich das richtig verstanden dass ich in diesem Fall Vref auf GND legen kann und dann bei einer negativen Eingangsspannung (max -0.3V) noch etwas sinnvolles herausbekomme? Dann wäre das genau das Teil das ich gesucht hatte, ohne negative Versorgungsspannung.

Ja, das siehst du richtig!
Der LM139 kann mit +/-18V oder 36V und GND betrieben werden!

LM119 und LM139 sind bis auf die Anzahl der Komparatoren im Gehäuse praktisch identisch.
Ob eine 1, 2 oder 3 an erster Stelle steht, sagt lediglich etwas über den zulässigen Temperaturbereich aus. Die mit 3 beginnen, sind die billigsten und meist auch besser zu bekommen.

Was die Übersteuerung in negativer Richtung angeht, so fackelt der Chip so schnell nicht ab, denn das Datenblatt sagt, daß dabei bis zu 50 mA ! aus dem Eingang fließen dürfen.
Ein derartig hoher Wert sollte leicht einzuhalten sein:

Zitat :

Note 3: This input current will only exist when the voltage at any of the input leads is driven negative. It is due to the collector-base junction of the input PNP transistors becoming forward biased and thereby acting as input diode clamps. In addition to this diode action, there is also lateral NPN parasitic transistor action on the IC chip. This transistor action can cause the output voltages of the comparators to go to the V+ voltage level (or to ground for a large overdrive) for the time duration that an input is driven negative. This is not destructive and normal output states will re-establish when the input voltage, which was negative, again returns to a value greater than −0.3 VDC (at 25°)C.

Wichtig ist wohl lediglich die Anmerkung, daß der Ausgang dabei ungültige Daten haben kann.


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Danke für die Tips! Ich werde es einmal probieren mit 0/5V Betriebsspannung und 0V als Referenz. Die Eingangsspannung werde ich auf -0.2V limitieren und schauen ob dann noch gültige Resultate herauskommen. Falls nicht kann ich immer noch eine negative Versorgungsspannung einrichten.