Spændingsbegrænsende voltage-follower

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Danish to

Threaded View
Hej gruppe,

til beskyttelse af et mikrokontrollerinterface har jeg
behov for en spændingbegrænser, der kun tillader udgangen
at svinge mellem 0 og 5 V selvom indgangen svinger mellem
knap +/-15 V. Der skal ikke være forstærkning eller offset
i kredsløbet.

Da det skal bruges sammen med allerede konstrueret udstyr
har jeg ikke mulighed for at fjerne årsagen til det store udsving
og kredsløbet skal helst bestå af så få dele som muligt.

En zenerdiode er desværre for ulineær så jeg forestiller mig
noget med en operationsforstærker.
Ethvert forslag modtages med glæde.



Venlig hilsen

Kasper Grevsen
Skejby Sygehus











Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it

Det vil sige at du vil have DC værdien igennem ?
 
Quoted text here. Click to load it

Hvad med operationsforstærker med +/-5 volts forsyning og rail-to-rail
output koblet til 1x forstærkning ??

Klaus
--
Modelbane Europas hjemmeside: http://www.modelbaneeuropa.hadsten.dk
     Modeltog, NE2 internetopsætning, elektronik og andet:
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it

Hej Klaus,

ja, det er en DC-værdi fra et sample-hold kredsløb, der er ustabilt,
når der ikke samples. Har forsøgt med zener og seriemodstand,
men den bløde afskærring og det fænomen, at spændingen stadig
tillades at blive ned til -0.7V giver målefejl.

Quoted text here. Click to load it

Kan en op-amp tåle at indgangen bliver højere end forsyningen?
DA-konverteren på interfacet (PIC16F73) tror jeg ikke tåler negative
spændinger. Vil helst holde den indenfor 0 - 5 V.

Jeg har kigget lidt på 'den ideelle diode' fx
http://www-s.ti.com/sc/psheets/sboa092a/sboa092a.pdf
side 88. Ville noget tilsvarende kunne laves med zenerdioder?
Vil det gøre afskæringen skarpere eller fjerner det kun offsettet?


--
Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it

Nogle kan - ikke alle


Klaus
--
Modelbane Europas hjemmeside: http://www.modelbaneeuropa.hadsten.dk
     Modeltog, NE2 internetopsætning, elektronik og andet:
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Hej Kasper!

Quoted text here. Click to load it

Jeg er ikke helt sikker på, hvilke spændinger dui vil betagte som logisk
høje og lave, men hvis det drejer sig om:
Men hvis +15V svarer til høj
og -15V svarer til lav: Hvad med at bruge en jordet collektor kobling
(emitterfølger), bestående NPN-transistor, hvor collektoren forsynes med 5V,
en formodstand på basisbenet (evt. en spændingsdeler) og en pulldown
modstand fra emitterbenet og til stel?`

Quoted text here. Click to load it

Hvorfor ikke gøre det simpelt og stabilt ved at holde til BJT'ere...

Hilsen
Lars



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it
5V,

Hej Lars,

tak for forslaget. Jeg beklager, hvis jeg ikke fik udtrykt mig korrekt.
Der er tale om analoge målespændinger, der konverteres af en AD-
konverter. Spændingen kan - grundet ustabilitet - svinge mellem
-15 V og +15 V. Konverteren brænder af ved spændinger udenfor
0 - 5 V.

Jeg ønsker følgende:
indgang < 0 V giver udgang = 0 V
0 < indgang < 5 V giver udgang = indgang
indgang > 5 V giver udgang = 5 V.


Quoted text here. Click to load it

Jeg kan ikke helt gennemskue din opstilling - vil den virke som
ovenfor beskrevet?


--
Hilsen Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Hej Kasper!

Quoted text here. Click to load it

Ååh, nå ok!

Quoted text here. Click to load it

Nix, kører un-biased og er nok ret ulinær. (duer kun til digitale signaler,
eller med spændinger ca. over 6V).

Det umiddelbare gæt kunne være, at lave et maksimal-strømbegrænsnings
kredsløb på udgangen og deraf måle spændingsfaldet over en modstand (evt.
over et bufferkredsløb, der forsynes med 5V-forsyningen). Den maksimale
strømbegrænsning bestemmes udfra, at den maksimal målbare spænding over
modstanden aldrig overstiger 5V på udgangen. Holdes indgangspændingen under
de 5V, så træder strømbegrænsningen ikke i kraft og der er direkte "hul"
igennem, bliver indgangsspændingen negativ, så vil
strømbegrænsnings-kredsløbet (pga. negativ forsyningsstrøm) ikke arbejde...
Jeg ved bare ikke, om den er stabil nok... Sådan en konverter er vel dyr?!
;-)

Hilsen
Lars



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it
signaler,
under
arbejde...

Konverteren sidder internt i en PIC16F73 så prisen er ikke så væsentlig,
men vi har ikke personale, der kan skifte og genprogrammere mcu'en, når
mit praktikophold er overstået. Udstyret skal bruges af læger *s* og
anvendes i et MR-skannerrum. Har i øvrigt været ret interessant af hensyn
til EMC-problematikken. Elektronikken er ret godt beskyttet for ikke at
blive forstyrret af magnetfeltet omkring skanneren.

Jeg vil i første omgang arbejde videre med HKJs forslag og se om det er
lineært nok ellers har jeg dit forslag i baghovedet.


Tak for rådene og godt nytår

--
Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower

Quoted text here. Click to load it

Hvad med at klampe med et par dioder, en til 0 og en til +5 volt. En BAT81
har 0.4 volt ved 1mA.





Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it

Hej HKJ,

tak for forslaget, det vil jeg prøve.
Skal lige være sikker på jeg har forstået dig ret.


På denne måde?

+5V o----|<|----*----|<|----o 0V

IN o-----10kOhm-----*-----o OUT

De to strenge forbindes ved stjernen.
Out kommer til at svinge mellem -0.4 V og +5.4 V
De +5 V kan så neddeles til ca. +4.6 V så er vi
vidst tæt på.

Bliver spændende om det er mere lineært end forsøget med en zener.


--
Hilsen Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower

Quoted text here. Click to load it

Det er lige hvad jeg mener.


Quoted text here. Click to load it

Hvad mener du? Vær opmærksom på at dioderne allerede leder ved 0.2 volt når
det er schottky dioder.


Quoted text here. Click to load it

Det er ihvertfald en meget anvendt måde at beskytte indgange på.






Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it
når
Quoted text here. Click to load it


Jeg mener, at sætte en spændingdeler ind så første diode klamper til 4.6V så
bliver intervallet -0.4 til 5 V.


--
Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower


Quoted text here. Click to load it

Quoted text here. Click to load it

Meget dårlig ide, når dioden begynder at lede ved spændinger under 0.2 volt.





Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower

Quoted text here. Click to load it

Jeg plejer at dele modstanden i to, som vist her:

+5V o----|<|----*----|<|----o 0V

 IN o----4K7----*----4K7----o OUT

Det giver den fordel at strømmen de to beskyttelse dioder i porten på uC kun vil
være næsten nul.


--
  Med venlig hilsen,    Ove Kjeldgaard,    nospam AT privat DOT dk
  Natur og Friluftsliv: <http://hiker.dk

Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Quoted text here. Click to load it
kun vil


Ok, men inputmodstanden skal da stadig være 10k for at strømmen i dioden er
under 1 mA?

--
Kasper



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower

Quoted text here. Click to load it
er

Dioderne kan sagtens holde til over 1 mA, så det er kun hvis kilden ikke må
belastes med mere, at modstanden skal være større.



Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower

Quoted text here. Click to load it

Hvis jeg husker rigtig, så skal man helst ikke ret meget over 10 KOhm i samlet
modstand på en PIC16 uC, hvis nøjagtigheden skal være nogenlunde.

Og som HKJ skriver, så er det kun hvis kilden ikke kan eller må levere over 1 mA
at der er problemer med ca. 5 KOhm før "grov klipningen".


--
  Med venlig hilsen,    Ove Kjeldgaard,    nospam AT privat DOT dk
  Natur og Friluftsliv: <http://hiker.dk

Re: Spændingsbegrænsende voltage-follower
Hej Kasper,


Quoted text here. Click to load it

Tegner det lige om så det er lettere at se funktionen.

             +--O +5V
            _|_
            /_\
             |
In O--[10k]--*--O Out
            _|_
            /_\
             |
             +--O 0V

Out kan så blive
 fra 0V - et diodespændingsfald (fx. -0V4)
 til +5V + et diodespændingsfald (fx. 5V4)

Det vil være mere _symmetriskt_ end en zener (især med udmålte dioder).

Lineariteten i området 0..5V burde ikke påvirkes synderligt ved impedanser
i den størrelsesorden du bruger undtagen måske ved meget lave spændinger
(afhængig af A/D-C'ens bitbredde).
Hvis det bliver et problem kan du bruge FET-transistorer i stedet for
dioder, så kan du opnå en lækstrøm i pA-området (mod alm. dioders nA).


--
Venlig hilsen,
Søren
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.

Site Timeline