Forum

Hallo,

ich hab mir für einen Vergleich in meiner Schaltung den Komparator LM2901 bestellt.

Ich werde den Komparator mit einer Betriebsspannung von 5V betreiben.

Nun habe ich eine Frage zur Beschaltung.

auf der Seite 5 des Datenblattes

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXuzzs.pdf

finde ich eine Basisschaltung des Komparators:

Ich verstehe hier die Funktion des 15kOhm Widerstandes zwischen Betriebsspannung und Komparatorausgang nicht.

Was macht dieser Widerstand?

Eine zusätzliche Eingangsbeschaltung ist nicht notwendig?

(Anmerkung: ich gehe einmal von einem TrueRMS-DC-Wandler auf + und von einem DAC zum - des Komparators!)

» Hallo,
»
» ich hab mir für einen Vergleich in meiner Schaltung den Komparator LM2901
» bestellt.
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» Ich werde den Komparator mit einer Betriebsspannung von 5V betreiben.
»
» Nun habe ich eine Frage zur Beschaltung.
»
» auf der Seite 5 des Datenblattes
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» http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/SGSThomsonMicroelectronics/mXuzzs.pdf
»
» finde ich eine Basisschaltung des Komparators:
»
» Ich verstehe hier die Funktion des 15kOhm Widerstandes zwischen
» Betriebsspannung und Komparatorausgang nicht.
»
» Was macht dieser Widerstand?

Das ist ein sogenannter Pullup-Widerstand, weil der Ausgangstransistor einen offenen Kollektor hat.


» Eine zusätzliche Eingangsbeschaltung ist nicht notwendig?

Kommt drauf an was man machen will.

»
» (Anmerkung: ich gehe einmal von einem TrueRMS-DC-Wandler auf + und von
» einem DAC zum - des Komparators!)

Zu wenig Info um Dir darauf zu antworten. Es ist irgendwie aus dem Zusammenhang gerissen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » Was macht dieser Widerstand?
»
» Das ist ein sogenannter Pullup-Widerstand, weil der Ausgangstransistor
» einen offenen Kollektor hat.

Achso! Kann ich, wenn ich von der Schaltung auf Seite 2 ausgehen, mir das so denken, dass wenn der Vergleich zutrifft
(Spannung an + ist größer gleich Referenz an -)
der Transistor am Ausgang nicht mehr durchgeschaltet ist und somit fast die kompletten 5V am Ausgang anliegen.

Trifft der Vergleich am Eingang nicht zu so ist der Transistor niederohmig und der Pullup-Widerstand verhindert quasi einen Kurzschluss!

Sind meine Annahmen vom Prinzip her richtig?


» » (Anmerkung: ich gehe einmal von einem TrueRMS-DC-Wandler auf + und von
» » einem DAC zum - des Komparators!)
»
» Zu wenig Info um Dir darauf zu antworten. Es ist irgendwie aus dem
» Zusammenhang gerissen.

Das Ganze habe ich schon in folgendem Beitrag beschrieben:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=117896&page=0&category=all&order=time

ich wollte das Ganze aber nicht zu unübersichtlich machen, das schon mein letztes Thema einen ziemlich langen Rattenschwanz nach sich zieht

» Ich verstehe hier die Funktion des 15kOhm Widerstandes zwischen
» Betriebsspannung und Komparatorausgang nicht.

PullUp, wie von schaerer erklärt.

» .. dass wenn der Vergleich zutrifft (Spannung an + ist größer gleich Referenz an -)
» der Transistor am Ausgang nicht mehr durchgeschaltet ist ...

Ja, (wobei ich jezt zu faul bin nachzusehen, wann durchgeschaltet / nicht durchgeschaltet auftritt)

» Eine zusätzliche Eingangsbeschaltung ist nicht notwendig?

Kommt drauf an. Bei 5V Betriebsspanung dürfen die Eingangsspannungen zwischen 0..3,5V liegen.
Ohne Hysterese kann der Ausgang schwingen, wenn Referenz und Meßspannung gleich groß sind (und unvermeidbare kleine Störungen dazukommen)

» (Anmerkung: ich gehe einmal von einem TrueRMS-DC-Wandler auf + und von
» einem DAC zum - des Komparators!)

Du willst nicht zufällig diese True RMS Spannung messen? Das ginge mit einem ADC einfacher als mit einem DAC plus Komparator. Gibt für ca 10 Euro so kleine Module, die das alles komplett machen incl. LED oder LCD Anzeige.
Aus der Sache mit den Schaltern vermute ich mal, dass ein µC nicht eigesetzt werden kann (mangels Kenntnisse oder wegen Vorgaben oder sonstworum?)

hws

» Kommt drauf an. Bei 5V Betriebsspanung dürfen die Eingangsspannungen
» zwischen 0..3,5V liegen.
das heißt ich kann bei 5V Betriebsspannung nicht von 0 bis 5V Werte vergleichen. ---> Egal da der höchste Wert, mit dem zu vergleichen ist bei 1,25V liegt.

» Ohne Hysterese kann der Ausgang schwingen, wenn Referenz und Meßspannung
» gleich groß sind (und unvermeidbare kleine Störungen dazukommen)
ICh glaub, wenn der Ausgang "ein wenig" schwingt ist das egal, der Ausgang soll schließlich nur ein FF o.Ä. setzen!


» Du willst nicht zufällig diese True RMS Spannung messen? Das ginge mit
» einem ADC einfacher als mit einem DAC plus Komparator. Gibt für ca 10 Euro
» so kleine Module, die das alles komplett machen incl. LED oder LCD Anzeige.

Doch das wollte ich so machen ich habe auch eine solche Lösung, wie du sie gerade beschrieben hast, in Betracht gezogen. Siehe Dateianhang

Ist das wirklich einfacher?
Bisher hab ich ja nur den TrueRMS-to-DC-Wandler also bin quasi "noch" entscheidungslos in Bezug auf die nächsten Schritte!
Wie heißen denn diese Bauteile, die das alles schon integriert haben?



» Aus der Sache mit den Schaltern vermute ich mal, dass ein µC nicht
» eigesetzt werden kann (mangels Kenntnisse oder wegen Vorgaben oder
» sonstworum?)
richtig Gründe: Unkenntnis (bzw. Einarbeitungszeit wäre zu hoch und die Zeit wird immer weniger )

- Vorgabe

µC soll später vielleicht dazu kommen.


»
» hws

» ICh glaub, wenn der Ausgang "ein wenig" schwingt ist das egal, der Ausgang
» soll schließlich nur ein FF o.Ä. setzen!
"ein wenig" heisst, solange Referenz und Meßspannung gleich sind, has du am Ausgang ein 5V Rechteck mit mehr oder minder hoher Frequenz.

» » Du willst nicht zufällig diese True RMS Spannung messen?

Aber offensichtlich nicht einfach "ein True RMS Multimeter" nachbauen? Also vorn Strom / Spannung rein und hinten auf ner Anzeige ablesen?

Mit den Schaltern willst du doch offensichtlich ne Schwelle (Strom) einstellen und der Ausgang soll dir anzeigen, ob die überschritten ist oder nicht?

Anmerkung zu deinem "Gatterfriedhof" es gibt einen 4Bit Vergleicher in einem IC, CD4063. Und den kann man auch auf 8, 12 .. Bit kaskadieren.

Möglicherweise ist eine DAC + Komparatorschaltung tatsächlich einfacher - je nach Verfügbarkeit der entsprechenden IC's.
Wobei eine Einstellung über 2Hexschalter für den Strom doch etwas gewöhnungs / rechenbedürftig ist.
Siehe deine Rechnung mit den "krummen" Referenzspannungen.

hws

» » » Was macht dieser Widerstand?
» »
» » Das ist ein sogenannter Pullup-Widerstand, weil der Ausgangstransistor
» » einen offenen Kollektor hat.
»
» Achso! Kann ich, wenn ich von der Schaltung auf Seite 2 ausgehen, mir das
» so denken, dass wenn der Vergleich zutrifft
» (Spannung an + ist größer gleich Referenz an -)
» der Transistor am Ausgang nicht mehr durchgeschaltet ist und somit fast
» die kompletten 5V am Ausgang anliegen.

Ich formuliere das jetzt mal korrekt:

Wenn die Spannung am nichtinvertierenden Eingang grösser ist als am invertierenden ist der Ausgangstransistor offen und der Ausgang liefert die Betriebsspannung - hier 5 VDC - mit einem Quellwiderstand der dem Wert des Pullupwiderstandes entspricht.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

»
» Aber offensichtlich nicht einfach "ein True RMS Multimeter" nachbauen?
» Also vorn Strom / Spannung rein und hinten auf ner Anzeige ablesen?
Nein ich möchte eine Vergleichswert einstellen, wenn dieser erreicht oder überschritten worden ist soll ein Signal an den Eingang einer SPS auflaufen. (nur0 oder 1)

»
» Mit den Schaltern willst du doch offensichtlich ne Schwelle (Strom)
» einstellen und der Ausgang soll dir anzeigen, ob die überschritten ist
» oder nicht?
richtig nur eingestellter Schwellwert soll überprüft werden.

»
» Anmerkung zu deinem "Gatterfriedhof" es gibt einen 4Bit Vergleicher in
» einem IC, CD4063. Und den kann man auch auf 8, 12 .. Bit kaskadieren.

Ok ich glaube ich bleibe dennoch bei der Lösung mit OP.
auch wenn ich das andere schon nicht schlecht finde aber meine "indirekte" Vorgabe ist eine andere!

» Möglicherweise ist eine DAC + Komparatorschaltung tatsächlich einfacher -
» je nach Verfügbarkeit der entsprechenden IC's.
» Wobei eine Einstellung über 2Hexschalter für den Strom doch etwas
» gewöhnungs / rechenbedürftig ist.
» Siehe deine Rechnung mit den "krummen" Referenzspannungen.

Ja das stimmt gewöhnungsbedürftig ist das.
Das einfachste wäre es (meine erste Idee dazu) festzuhalten welche Kombi (z.B 8D) entspricht welchem Strom.

» »
» » Aber offensichtlich nicht einfach "ein True RMS Multimeter" nachbauen?
» » Also vorn Strom / Spannung rein und hinten auf ner Anzeige ablesen?
» Nein ich möchte eine Vergleichswert einstellen, wenn dieser erreicht oder
» überschritten worden ist soll ein Signal an den Eingang einer SPS
» auflaufen. (nur0 oder 1)

Und warum machst Du das nicht ganz einfach nur analog
ganz ohne AD und DA Wandlung? Da reicht dann ein
einzelner Komparator.
Gruss
Harald

» Und warum machst Du das nicht ganz einfach nur analog
» ganz ohne AD und DA Wandlung? Da reicht dann ein
» einzelner Komparator.

Ich verstehe nicht genau worauf du hinaus möchtest.
Den DA-Wandler zur Generierung der Referenzspannung halte ich für legitim?

Die SPS ist teil eines größeren Systems und ich habe nur einen Eingang dieser SPS zur Verfügung um zu sagen "Strom zu Hoch bzw. Strom normal"

» » Und warum machst Du das nicht ganz einfach nur analog
» » ganz ohne AD und DA Wandlung? Da reicht dann ein
» » einzelner Komparator.
»
» Ich verstehe nicht genau worauf du hinaus möchtest.
» Den DA-Wandler zur Generierung der Referenzspannung halte ich für
» legitim?
»
» Die SPS ist teil eines größeren Systems und ich habe nur einen Eingang
» dieser SPS zur Verfügung um zu sagen "Strom zu Hoch bzw. Strom normal"

Der Komparator hat ja ein digitales Ausgangssignal
für Deine SPS und trifft die Entscheidung "Strom zu
hoch" über seinen Analogeingang. Die Schwelle kann
natürlich über ein Poti auch einstellbar gemacht
werden. Im gewissen Sinn ist ein Komparator also ein
1Bit-Analog-Digital-Wandler.
Gruss
Harald

» Im gewissen Sinn ist ein Komparator also ein
» 1Bit-Analog-Digital-Wandler.

Klar das ist ja so beabsichtigt

Ich habe die Schaltung jetzt so weit aufgebaut und habe dabei ein kleines Problem festgestellt.

Wenn ich meine Referenzspannung z.B. auf 570mV stelle, muss ich schon bei 580mV im zu messenden Zweig liegen, damit der OP-Ausgang die vollen 4,9...V hat.
damit der OP Ausgang bei 0V (0,035V) liegt muss die zu messende Spannung schon bei 550mV oder kleiner liegen?

Dieser Übergangsbereich wird größer je größer die angelegte Referenzspannung ist?

Wie kann ich das Problem beheben? Ist das normal?

Ich habe mal 3 Messtabellen angefügt:

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20100409131132.pdf

» » Im gewissen Sinn ist ein Komparator also ein
» » 1Bit-Analog-Digital-Wandler.
»
» Klar das ist ja so beabsichtigt
»
» Ich habe die Schaltung jetzt so weit aufgebaut und habe dabei ein kleines
» Problem festgestellt.
»
» Wenn ich meine Referenzspannung z.B. auf 570mV stelle, muss ich schon bei
» 580mV im zu messenden Zweig liegen, damit der OP-Ausgang die vollen
» 4,9...V hat.
» damit der OP Ausgang bei 0V (0,035V) liegt muss die zu messende Spannung
» schon bei 550mV oder kleiner liegen?
»
» Dieser Übergangsbereich wird größer je größer die angelegte
» Referenzspannung ist?
»
» Wie kann ich das Problem beheben? Ist das normal?
»
» Ich habe mal 3 Messtabellen angefügt:
»
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20100409131132.pdf

Ein Komparator sollte eigentlich nur die Zustände
"High" und "Low" kennen. Zwischenzustände sprechen
für eine falsche Schaltung. Wie sieht diese denn aus?
Gruss
Harald

» Ein Komparator sollte eigentlich nur die Zustände
» "High" und "Low" kennen. Zwischenzustände sprechen
» für eine falsche Schaltung. Wie sieht diese denn aus?

In dieser Schaltung befindet sich der Komparator ich habe die Eingänge direkt verbunden.
Die Versorgungsspannung für den OP ist nicht mit eingezeichnet!

» Ein Komparator sollte eigentlich nur die Zustände
» "High" und "Low" kennen.

Ähm, es ist ein Komparator, kein Schmitttrigger.


» Zwischenzustände sprechen für eine falsche Schaltung.

Sagen wir ehr eine so geringe Verstärkung spricht für einen Fehler.

» » Ein Komparator sollte eigentlich nur die Zustände
» » "High" und "Low" kennen.
»
» Ähm, es ist ein Komparator, kein Schmitttrigger.

Ja, aber die Verstärkung sollte gross genug sein,
das es keine Zwischenzustände gibt. Ausserdem
sollte das Verhalten des Komparators nicht von
der Höhe der Referenzspannung abhängig sein. Ich
vermute einen Schaltfehler, der aus den Schaltplänen
nicht hervorgeht. Irgendwie juckt es einem in den
Fingern, an den passenden Stellen mal ein Multimeter
ranzuhalten, um die Ungereimtheiten aufzulösen.
Gruss
Harald