TTL-Ausgang auf +/-15V max. 40R Innenwiderstand

Thu Sep 02, 2010 8:46 pm   

Moin!

Ich suche gerade eine möglichst Kosten- und Bauteilgünstige Lösung um
einen µC-TTL-Ausgang auf +/-15V zu bringen. Um bei einer gegebenen
Belastung noch die gewünschten Ausgangspegel zu erreichen, darf die
+/-15V max 40ohm Innenwiderstand haben. Die maximale Frequenz ist mit
ca. 1kHz recht unkritisch.

Die Versorgungsspannungen von +5V, -15V und +15V habe ich, muß sie also
nicht extra erzeugen (MAX232 oder so).

Nachdem ich zunächst an MosFet-Treiber-Chips oder einen kleinen
Audio-Verstärker gedacht haben ist meine eine Idee jetzt:

+15V
+5V |
| o----.
___ |< | |
µC -|___|--| .-. |
|\ | | |
| | | |
.-o. '-' |
| | | |/
| | o--|
.-..-. | |>
| || | | |
| || | |-|<-o-out
'-''-' |
| | |/
| '--|
| |>
| |
'-------o
|
-15V

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Widerstände alle so 4k7 oder 10k.

Gibt es da von Euch Ideen zu oder Anmerkungen zu. Oder gar ganz andere
Lösungen?

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

http://WWW.DSCHEN.DE mailto:usenet_at_dschen.de

Thu Sep 02, 2010 11:02 pm   

"Dschen Reinecke" <usenet_at_dschen.de> schrieb im Newsbeitrag
news:4C7FFF1E.1090304_at_dschen.de...

OpAmp wie L272 ?
Als Komparator mit Schwellwert um 1.4V (per Spannungsteiler erzeugt).

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://freenet-homepage.de/mawin/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

Fri Sep 03, 2010 8:40 am   

Am 03.09.2010 00:02, schrieb MaWin:

Moin MaWin!


Danke für die Idee, der Ausgangsstrom ist gut, aber der Preis leider
nicht so. Ich gucke hier bei einer als Prototyp existierenden Schaltung
nach Optimierungsmöglichkeiten für eine Produktion in Stückzahlen.

Weiter komme ich mit der Versorgungsspannung nicht mal ganz auf +/-15V
und die Ausgänge sind offensichtlich auch deutlich von R2R entfernt.
Wenn ich 'Output Voltage Swing' mit ca. 23V richtig interpretiere, dann
kriege ich da nicht mal +/-12V raus.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

http://WWW.DSCHEN.DE mailto:usenet_at_dschen.de

Fri Sep 03, 2010 9:04 am   

Hallo Dschen,


Bipolartransistoren selten ohmscher Natur sind wäre die Angabe des
gewünschten Pegels bei gegebener Last viel hilfreicher.


40 Ohm Innenwiderstand vom MAX232 wäre echt witzig.


MOSFET-Treiber hätte ich jetzt ganz spontan auch als erstes empfohlen.


Wie die Schaltung auf 40 Ohm Ausgangswiderstand kommen soll, ist mir ein
Rätsel. Die Basiswiderstände bekommen ja im oberen Bereich der
Aussteuergrenze, auf den Du anscheinend abzielst (R2R) kaum noch
Spannung zu sehen, demnach kann auch der Emitter nicht mehr viel Strom
schieben, klaut er sich doch selbst den Basistrom, wenn der Transistor
in Sättigung gehen will. Hier wäre wohl eher eine komplementäre Endstufe
angesagt, wenn nicht sogar schon ein einfacher Pullup reiche könnte
Solange man aber nicht weiss, was Du an Pegeln und Strom bei diesem
Pegel wirklich brauchst, bleibt alles nebulös.

Marte



Marte

Fri Sep 03, 2010 9:40 am   

Am 03.09.2010 10:04, schrieb Marte Schwarz:

Moin Marte!


Ok, Ich gehe mal als Worst-Case von 50mA Laststrom aus. Dann sollten
noch +/-13V überbleiben.


Sorry, war missverständlich, die Versorgungsspannungen sind belastber
und vorhanden ich muß sie nicht mit einem DC-DC-Wandler oder einen
(hiermit überforderten) MAX232 erzeugen. An letzteren hatte ich zunächst
gedacht, als der Laststrom und der maximale Spannungseinbruch mir nicht
bekannt war. Vermutlich hätte ich dann die negative Spannungsversorgung
aus der Schaltung rausschmeißen können und den MAX232 für die
Pegelwandlung genutzt.


Was gibt es denn für schöne MOSFET-Treiber mit +/-15V? Irgendwelche SO8
von Ixys (z.B. IXDD404 o.ä.) kenne ich uns würden auf den ersten Blick
passen, allerdings ist hier eine Anpassung der Logik-Pegel auf Basis
-15V notwendig. Im Datenblatt zu dem Chip haben Sie wohl einen Fehler,
denn sie definieren ein Logik-Lo mit 0,8V bei 4,5V < Vin < 18V, meinen
aber wohl Vcc. Außerdem würde es mich für Vcc = 30V interessieren.


Danke für die Analyse.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

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Fri Sep 03, 2010 10:34 am   

Es gab ihn als TCA0372 von Motorola und da hatte er Vcc=40Vmax
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=TCA0372

MfG JRD

Fri Sep 03, 2010 10:55 am   

Am 03.09.2010 10:04, schrieb Marte Schwarz:

Bist du da sicher? Ich sehe bei digitalen Ausgängen oft unterschiedliche
Widerstände für die jeweiligen "ein" und "aus" Zuständen. Was zB bei
digitalen Schaltungen die schnelle Impulse verarbeiten, eine
impedanzrichtige Anpassung erschwert. Es muß immer mit Reflexionen
gerechnet werden. Eben ein Grund für ECL-Technik.


--
mfg hdw

Fri Sep 03, 2010 11:09 am   

Hallo Dschen,

+/- 50 mA? oder nur 50 mA treiben können, und noch 13 V übrig haben?

Das Ganze bei TTL-Eingangspegel oder wie definiert?


Mein Vorschlag: 1. NPN mit Emitter gegen GND treibt einen PNP dessen
Emitter bei + 15 V liegt. Wo die Widerstände hingehören sollte bekannt
sein dieser 2. PNP treibt dann eine Komplementärendstufe mit + / - 15 V

Marte

Fri Sep 03, 2010 4:04 pm   

Hi Dschen,

.... aber eben den NPN mit Emitter auf - 15 V und den PNP mit Emitter auf
+ 15 V versteht sich hoffentlich.

Marte

Fri Sep 03, 2010 6:20 pm   

Dschen Reinecke wrote:

Damit kriegst Du die Spannung bei der geforderten Leistung nie in die
Naehe des Pollers, besonders nicht bei +15V. Sage uns doch mal was zu
den maximalen Kosten und Stueckzahlen/Monat. Auch ob in Asien oder
Westeuropa bestueckt wird bzw. wie hoch die Pick&Place Kosten sind.

Man koennte auf MOSFETs umstellen, mit etwas mehr Widerstaenden. Aber
wenn das Bestuecken weit ueber 5c/Teil rausgeht kann man das fast vergessen.

--
Gruesse, Joerg

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Tue Sep 07, 2010 12:05 am   

Hallo Dschen,

Dschen Reinecke schrieb:

ich habe hier noch aus einer früheren Untersuchung einen
TTL-Pegelwandler als Schmittrigger, ungefähr so schnell wie TTL. Die
Werte sind grob geschätzt, in der Simulation läuft es:

o +5 V
| .--------------o--------o +15 V
| | |
| | |
.-. | |
| | >| |<
500 | | BF450 |----o-----| BF450
'-' /| | |\
| | | |
| | | |
| o------' |
| | |
| | |
| |/ |
o-------| BF199 |
BAS70 | |> |
| | o-----------o out
.->|----o | |
| | | |
| | .-. |
TTL- | | | | |
in | |/ | | 500 |
o--o-----| BF199 '-' |
|> | .-.
| | | |
'---------o | | 5.6 k
| '-'
.-. |
| | |
| | 300 |
'-' |
| o -15 V
|
===
GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Der Ausgang ist nicht belastbar, besonders nicht kapazitiv, deshalb
könnte dahinter noch ein Power-MOS-Inverter kommen:



o +15 V
|
.----------------o
| |S
| ||-+
| G||-> BS250 (BSS110)
| .---||-+
| | |D
|/ | |
.----| 2N2219A | |
| |> | |
| | | .-.
| | | | |
in | | | | |33
o-------o o---------o '-'
| | | |
| | | o-------------o out
| |< | |
'----| 2N2905A | .-.
|\ | | |
| | | |33
| | '-'
| | |
| | .
| | |
| '---||-+ D
| G ||<- BS170
| ||-+
| | S
'----------------o
|
|
o -15 V
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

In der Simulation macht der im Leerlauf wirklich rail-to-rail, der
Innenwiderstand ist auf ca. 40 Ohm gesetzt, der Querstrom durch die
MOSFETs wird durch die 33 Ohm auf ca. 0,5 A begrenzt, sonst brennen die
durch. Der MOS-Inverter ist durch die großen Kapazitäten natürlich
langsamer, erreicht +-15 V in ca. 150 nS.

Ob die Schaltung in der Praxis funktioniert, kann ich jedoch nicht sagen.


mfg. Winfried

Tue Sep 07, 2010 6:29 pm   

Am 02.09.2010 21:46, schrieb Dschen Reinecke:

Moin!


[Schaltung]


Widerstände habe ich auf 4k7 für die beiden Basis-R, 10k Pull-Down und
2k2 Pull-Up geändert. Mit dem Ergebnis bin ich sehr zufrieden.

Das ganze ersetzt einen komplizierter aufgebauten Teil einer bestehenden
Schaltung kostengünstig. Hier ist eine Last von max. 1k Vorgesehen,
dabei bricht die Spannung nicht zu weit ein. Für meinen Anwendungsfall
passt es also.

Danke allen für Eure Ideen.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

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Tue Sep 07, 2010 6:41 pm   

Am 03.09.2010 19:20, schrieb Joerg:

Moin Jörg!


Wie im anderen Posting geschrieben: für den Anwendungsfall scheint meine
Schaltung ein guter Kompromiss aus Kosten und Leistung zu sein, der
Ausgang sieht gut genug für den Anwendungsfall aus.

Etwas der gut +/-15V dient als Puffer und wird über einen Widerstand und
Z-Dioden gekappt (so aus der bestehenden Schaltung übernommen).


Wenn ich das genau wüsste. Ich hätte auch gerne eine Faustformel für
Bestückungskosten pro Bauteil. Es kommt aber wohl bei unseren Bestückern
auf zu viele Parameter an, als, daß es hier sinnvoll nutzbare Zahlen
gibt: Lieferform: Rolle, Tray, Gurtabschnitte, Schüttgut, etc.; Bauform:
unterschiedlicher Aufwand für ICs, Widerstände, MELF-Bauform etc.


Da die Bestückungskosten wenig transparent von kleinen Änderungen
abhängen, halte ich mich an: verbrauchter Platinen-Platz, Bauteilkosten,
bekannte/anderweitig verwendete Typen (Lagerhaltung), Verfügbarkeit,
Reduktion der Typenvielfalt, Vereinfachung des Routings.

Alles in allem die Parameter die man sich selbst erarbeitet hat, bei der
Arbeit mitbekommt und hier aufschnappt.

Ciao Dschen

--
Dschen Reinecke

=== der mit dem Namen aus China ===

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Tue Sep 07, 2010 8:18 pm   

Dschen Reinecke wrote:

Hatte ich gelesen. Dann war Deine Last ja am Ende doch nicht so hoch wie
gedacht.



Wenn Du kappen kannst, haette es dann nicht ein einfacher Opamp getan?



Die mauern oft mit CPP Zahlen, kriegt man nur raus wenn man sie gut
kennt. Oder viele Projekte dort machen laesst. MELF ist ziemlicher
Driss, moegen einige Bestuecker nicht. Alles andere ist an sich immer
Bulk oder Reel.

Eine Methode: Angebot fuer eine Platine machen lassen, dann nochmal je
eines fuer eine weitere mit hundert 0603 mehr und eines mit hundert
SOT23 mehr. Ist was fies aber dann weisst Du es :-)

M.W. hatte Charles Henri Mangin mal was darueber verfasst, mit Zahlen.



Ja, vieles geht nach einigen Jahren aus dem Bauchgefuehl raus und das
passt meist ganz gut.

--
Gruesse, Joerg

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Wed Sep 08, 2010 3:06 am   

Merkwürdigerweise hier nicht angezeigt...


Bei unserem Bestücker in Berlin kosten R und C in 0805 pauschal 2¢.
Davon ist jeweils die ein Cent fürs Bestücken und ein Cent für das
Bauteil einschließlich Beschaffung. Das Ganze bei Mini-Serien von 10x
bis 20x.
Die 5 ¢/Teil würde ich bei SO8 und ähnlichem ansetzen.

---<)kaimartin(>---
--
Kai-Martin Knaak
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