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Thema: analoge Spannung per USB regeln (Gelesen 40488 mal)
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Movergan
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naja, ich werde wohl nichts im kHz-Bereich takten. Also kann ich die Bauteile direkt verbinden, auch mit dem LPT und auch mit der Spannungsversorgung.
Na ich bin mal gespannt, was das wird.
Leider kann ich momentan nicht weiter "forschen", weil ich in den kommenden beiden Wochen Klausuren habe. Aber sobald ich Resultate oder weitere Fragen habe, werdet ihr davon erfahren.
Danke nochmal an alle Beteiligten!
gez. Movergan
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Movergan
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So, es geht weiter hier. Ich bin gerade dabei die Schaltung auf einem Steckbrett aufzubauen. Hab da noch eine Frage: Bei der Beschaltung des DACs (DAC 0832 LCN) muss ich einzelne Pins fest auf Low oder High legen. Wie mache ich das in der Praxis? Kann ich sagen
- Low entspricht GND
- High entspricht 5V oder 12V oder allgemein Vcc?
Hier ist das Datenblatt: http://www.reichelt.de/inhalt....EETAUTO=;OPEN=1
Kann ich wie unter Punkt 1.2 "Single-Buffered Operation" beschrieben mit dem Anschließen vorgehen? Oder muss ich eine andere Beschaltung wählen.
Demnach müssten CS, WR2, XFER (Bezeichnungen jeweils mit Überstreichung) auf Ground, ILE auf high und WR1 auf meinen Clock, den ich auch ans Latch lege.
Laut "Note4" kommen Iout1 und Iout2 auch auf Ground? Und was mache ich mir dem Anschluss Rfb? Wo greife ich die analoge Ausgangsspannung ab?
Ihr seht, da fehlt mir noch einiges an Wissen. Danke für alle Antworten!
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TzA
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Wenn du dir im Datenblatt Digital Input Voltages anschaust (im Abschnitt Digital and DC Characteristics), so siehst du dort welche Spannungen als High und als Low ausgewertet werden (aufgeschlüsselt für die verschiedenen Suffix-Versionen, für dich wäre dann <0,8V low, >2V high).
Deine Pinbelegung scheint korrekt, jedoch darf Iout1 und Iout2 nicht auf GND, sondern muss wie z. B. auf dem ersten Schaltplan (typical application) zu sehen, an die beiden Eingänge eines Operationsverstärkers, und von dessen Ausgang muss eine Verbindung zu Rfb bestehen, am Ausgang des OPV liegt dann die analoge Ausgangsspannung an.
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Movergan
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aso, aber Iout2 liegt dort zusätzlich auf Ground.
Danke dir, ich probier mal weiter. Wird schon abrauchen 
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Movergan
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Sorry, für meine Doppelposts, aber ich hab wieder eine Frage.
Hab also die Schaltung zusammen gesteckt und erstmal geht gar nichts. Der Opamp hinten dran steht immer auf high, also hat eine hohe Spannung am Ausgang. Dem wollte ich dann auf den Grund gehen und hab dann mit einem Multimeter die Datenleitungen des LPT gegen Masse gemessen. Die Spannung dort beträgt immer 3,25 Volt, egal ob ich per Software auf low oder high schalte. Also greift entweder meine Software noch nicht oder ich hab ein anderes Problem.
Die Frage ist jetzt aber, ob ich überhaupt richtig messe. Mit einer Leitung des Multimeter gehe ich halt an die Datenleitung und mit der anderen auf Masse, die aber von einem externen Netzteil kommt, mit dem ich die Schaltung momentan experimentell versorge. Das Netzteil stellt gleichzeitig 5V und 12V zur Verfügung, so dass ich nicht mein teures PC-Netzteil für die Experimente nehmen muss. Aber wenn man jetzt bis zur Steckdose blickt, sind die Masseleitungen doch eigentlich die gleichen, oder?
Also messe ich Mist oder hab ich die Software falsch programmiert? Hab dann auch noch fertige Software ausprobiert, mit der aber alles gleich ist.
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Movergan
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Mein "kleines" Netzteil ist ein uraltes modifiziertes AT-Netzteil, welches wesentlich größer als das in meinem PC ist, also die Baugröße meine ich. Jedenfalls sollte es als ehemaliges PC-Netzteil auch ein Potential haben.
Was auch immer... Welche Masse soll ich denn verwenden? Die neben der 5V oder der 12V Leitung? Sind die eigentlich gleich? Wenn ja, warum gibt es dann zwei Masseleitungen?
Die Frage ist jetzt generell. Ich versorge meine Schaltung mit 5V und 12V. Welche Masse soll ich verwenden? Alles auf irgendeine oder soll ich das schön trennen nach 12V und 5V Verbrauchern?
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Movergan
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Danke für deine anschauliche Erklärung.
Momentan sieht es so aus, dass die Software funktioniert und ich an jeder Datenleitung 3,3 Volt für High und 0,1 Volt für Low habe.
Den Latch habe ich jetzt erstmal weggelassen, da der erst für den Betrieb mit zwei Anzeigen erforderlich wird und ich weitere Fehlerquellen erstmal rausnehmen wollte. Jetzt gehe ich also mit den Datenleitungen auf den DAC und dahinter ist dann noch der Opamp geschaltet. Ich bekomme aber nicht wirklich sinnvolle Spannungsveränderungen am Ausgang.
Wie im unten angehängten Bild habe ich alles verschaltet. Mein Voltmeter zeigt zwar kleine Ausschäge, allerdings stehen die irgendwie nicht im Zusammenhang mit den Ausgaben am LPT. Mit dem Programm codiere ich die Zahlen von 0 bis 255 binär und sende sie. Das funktioniert auch, denn das kann ich mit dem Multimeter nachmessen. Die analoge Anzeige springt aber hin und her, wenn ich die ausgegebene Zahl in einer Schleife langsam hochzählen lasse. Bei 140 ist die Anzeige z.B. auf einem kleinen Wert, bei 160 auf einem großen und bei 170 wieder auf einem kleineren. Also das sind jetzt geratene Werte, aber so sieht es etwa aus. Ich habe auch geprüft, dass ich die Leitungen nicht versehentlich in falscher Reihenfolge angeschlossen habe (LSB:=MSB, MSB:=LSB). Insgesamt vermute ich aber, dass es sich noch nicht um gewollte kontrollierte Ausgaben handelt, sondern nur irgendwelche Reaktionen für diese Ausschläge sorgen.
Hier mal ein kurzer Ausschnitt der ausgegebenen Werte und den Spannungen, die ich dann zwischen Iout1 und GND messen kann:
0=1,94V
1=1,92V
2=1,92V
... alle Werte dazwischen regeln auf 1,92V
14=1,92V
15=1,92V
16=2,01V
17=1,92V
18=1,92V
... alle Werte dazwischen regeln auf 1,92V
24=2,04V
25=1,92V
26=1,92V
27=1,92V
28=2,06V
29=1,93V
30=2,07V
31=2,10V
32=2,56V
33=2,15V
34=2,17V
Nur mal zur Verdeutlichung. Das zieht sich weiter so hin, bis bei 255=6,26V. Dazwischen liegt teilweise 10 Werte lang immer die gleiche Spannung an und hin und wieder gibt es Spannungsspitzen, wie auch schon in der Liste oben. Allgemein finden von Wert zu Wert immer kleine Sprünge nach oben oder unten statt. Bei einer Interpolation lässt sich aber die Kurve erkennen. Das ist alles reproduzierbar nach eine PC-Neustart oder kurzem Abschalten der Versorgungsspannungen.
Auffällig ist auch, dass ich die Anzeige nicht auf 0 bekomme. Ich habe ermittelt, dass sie Spannungen zwischen 0 und 0,300 Volt anzeigen kann, aber meine Schaltung bringt keine kleineren Werte, als etwa bis zu einem Drittel davon, also 0,1V. Die obere Grenze kann ich ja mit dem Poti einstellen.
Wenn ich die Spannungen wegnehme, also per Schalter trenne, zeigt meine analoge Anzeige immer noch einen Ausschlag. Die Spannung kommt also über den LPT. Warum kommt die aber durch den DAC und den OpAmp durch? Beide werden doch nicht mehr mit Spannung (Vcc) versorgt.
Was könnte ich insgesamt falsch gemacht haben?
Movergan
Datenblatt vom DAC: http://www.reichelt.de/inhalt....EETAUTO=;OPEN=1
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 dac.JPG (11.78 KB - runtergeladen 50 Mal.)
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« Letzte Änderung: Juli 29, 2005, 17:00:15 von Movergan »
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TzA
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Also sicher ist wohl schonmal, dass du niemals auf 0V kommen wirst, da der Opamp ja selbst nur mit 12V/0V versorgt wird, und nicht seine eigenen Versorgungsspannungen ausgeben kann (hat ja auch nen Drop an den Ausgangstransistoren).
Außerdem steht bei der Beschreibung der Pins, dass an Vref nix größeres als 10V dran darf.
Dann stellt sich noch die interessante Frage, was für einen Opamp du verwendet hast, du solltest vielleicht mal 2.3 Opamp Considerations lesen, ein µa741 oder so ist nicht gut...
TL061/71/81 wäre schon besser, da FET-Eingänge und Offset-Korrektur-Pins, wenn du den dann auch noch mit einer negativen Spannung versorgst (also z. B. zwischen -12V und +12V hängst) und Vref z. B. mal auf 5V setzt könnte was gehen.
Sollte LPT nicht eigentlich 5V schaffen?
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Movergan
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Also ich hab natürlich genau den µa741 verwendet. Dumm gelaufen, auch wenn ich das jetzt nicht verstehe. Alternativ hätte ich noch einen LM324 (LM 324 DIL) und einen TLC272 (TLC 272 DIP) da. Ist einer davon besser? Versteh den Abschnitt 2.3 nämlich nicht wirklich.
Aber Offset-Pins hat der µa741 auch.
Also sicher ist wohl schonmal, dass du niemals auf 0V kommen wirst, da der Opamp ja selbst nur mit 12V/0V versorgt wird Versteh ich nich. Liegt das am µa741 oder ist das generell? Ich kann wegen des Drops nicht auf 12V kommen, aber warum denn nicht auf 0V?
(also z. B. zwischen -12V und +12V hängst) Öhm, wo soll ich denn ohne größeren Aufwand eine Potentialdifferenz von 24V hernehmen? Da muss ich ja was hochtransformieren oder so.
Vref z. B. mal auf 5V setzt Hatte ich vorher auch immer, bis auf die letzten Versuche. Einen Unterschied habe ich nicht bemerkt. Kann aber sein, dass meine Messwerte aus dem letzten Post dann anders ausfallen.
Sollte LPT nicht eigentlich 5V schaffen? Ich hatte das Multimeter auch mal am LPT direkt angeschlossen. Bei high liegt die Spannung bei 3,3 Volt, was ich aber jetzt auch erwartet hätte. USB hat 5V. Jedenfalls hab ich mal gebootet und kurz nach dem Einschalten lag die Spannung für einige Sek. bei 4,6V, fiel dann auf 0,1V ab und während des Windows-ladens ging sie wieder auf 3,3V.
Also die wichtigste Frage ist jetzt, welchen OpAmp?
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TzA
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Der uA741 ist mit gewöhnlichen bipolaen Transistoren aufgebaut, demnach sitzt vom Ausgang nach V- noch ein Transitor dazwischen, ebenso vom Ausgang nach V+, die "mischen" dann das Ausgangssignal zusammen. An jedem dieser Transistoren fallen ca. 0,7V Drop ab (in der Realität sind es wohl 2 Transis, man kommt so auf ca. 1,4V runter).
Außerdem ist die Eingangsstufe des uA741 auch mit bipolaren Transistoren aufgebaut, und diese brauchen einen relativ großen Basis-Strom, damit sich was wesentliches tut (bzw haben einen geringen Widerstand, d. h. es fließt viel Strom in den OPV). Beim TL071 sind zumindest die Eingänge (bei den Ausgängen weiß ich es nicht) mit FETs aufgebaut, und diese brauchen ja im Prinzip keinerlei Strom zur Ansteuerung (in der Realität fließt ein kleiner Strom, der Eingangswiderstand liegt jedoch im 1-10 MOhm-Bereich). Der Ausgang des DACs wird ungeneu, wenn die I-Ausgänge zu stark belastet werden (so steht das in diesem Abschnitt, man darf sich das wohl wie einen belasteten Spannungsteiler vorstellen), deswegen heißt es dort dass man einen OPV mit FET-Eingang verwenden soll.
BI-FET™ op amps are highly recommended for use
with these DACs because of their very low input current.
Konkret solltest du also den TLC272 nehmen, das ist sogar noch ein OPV, dessen Ausgang bis auf einige 10mV auf GND runterkommt, wenn man V+ an GND anschließt, sodass du dort auch ohne negative Spannung halbwegs vernünftige Ergebnisse bekommen könntest. Da das jedoch ein Dual-OPV ist, gibt es leider keine Einstellmöglichkeit für den Offset (TLC271 könnte einen haben). Es kann also sein, dass das Signal stets einige mV falsch ist.
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Movergan
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Ich hab jetzt den TLC272 eingesetzt und die Vref vom DAC auf 5V gesetzt.
Die Spannung zwischen Iout1 des DAC und GND liegt jetzt bei 0V für "00000000" und bei 2,18 Volt für "11111111". Dazwischen liegen die Spannungen zumindest interpoliert auf einer Kurve. Die tatsächlichen Werte sind leider grottig und für meine analoge Anzeige nicht wirklich geeignet, da von einem Byte zum nächsten die Spannung mal 100mV steigt, dann mal wieder fällt... Die Werte liegen eher in einem Bereich zwischen zwei "parallelen" Kurven, die etwa 100mV übereinander verschoben sind.
Der Ausgang des OpAmp (TLC272) schwankt zwischen 0,3mV und 9,9mV für das kleinste und größte Byte. Diese Spannungen sind doch jetzt viel zu klein, damit kann ich ja nichts machen. Für meine Anzeige brauche ich halt mindestens 300mV.
Den OpAmp hab ich mit 12V versorgt.
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Movergan
Lötkolbenfreak
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also ich komm irgendwie nicht weiter. Der vorgeschlagene TLC272 macht irgendwie nur Mist und ich bewirke in der Konstellation mit so ziemlich allem im nahen Umfeld eine Spannungsschwankung am Ausgang. Ich brauch nur mit meiner Hand in die Nähe der Schaltung kommen ohne sie zu berühren und schon wandert die Nadel über die halbe Anzeige. Wie gesagt ist auch die Spannung zu klein, die ich da maximal rausholen kann.
Jetzt hab ich mich erstmal daran gemacht das Latch (74HC 573) zu verstehen. (Welches Geschlecht hat der/die/das Latch?) Das Latch ist im Prinzip ganz simpel, ich hab einfach nur an einem digitalen Eingang ein Data vom LPT angeschlossen und am Ausgang mein Multimeter. Mehr nich. Dann kann ich durch wackeln am LE (Latch Enable) festlegen, ob eben gelatcht wird oder ob die Eingänge direkt durchfließen. Das funzt prima, solange ich logisch 1 (also 5V) oder logisch 0 (GND) an diesen Pin lege. Bei 0 latcht das Latch . Jetzt will ich aber nachher mit einer Datenleitung das Latch umschalten. Nur das bekomme ich jetzt nich mehr hin. Die logische 1 (in dem Fall nur 3,3V vom LPT, scheint aber als high erkannt zu werden) lässt die Daten durchfließen. Wenn ich aber auf low gehe, entspricht das scheinbar nicht der Verbindung mit GND. Das Latch latcht dann nur 0en, aber 1en kann es nicht halten.
Also wenn eine 0 im Latch gelatcht ist und ich den LE auf low lege, dann kann ich den Eingang toggeln, ohne dass eine 1 übernommen wird. In dem Fall funzt das Latch. Aber wenn ich eine 1 gelatcht habe und den LE auf low lege, fällt die 1 auf 0 ab, sobald ich am Eingang wieder eine 0 anlege. Das passiert nicht, wenn ich statt LE auf low zu legen es direkt auf GND lege.
Es gibt also einen Unterschied zwischen low am LPT und GND. Bei low liegen immer noch 110mV am LPT an. Vielleicht ist das ein Problem.
Wie kann ich das lösen?
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