| Optische Kopplung für analoge Signale Kategorie: Sonstige Hardware (von Reinhard Walter Buchner, http://users.better.org/rbuchner/ - 15.5.2001 19:09) | |
| Kategorie | Sonstige Hardware |
| Einen Tip für alle, diejenigen, die eine galvanische Trennung zwischen den ADC Ports und der zumessenden Spannung brauchen. Bei digitalen Signalen, kann man jederzeit einfache Optocoupler benutzen. Bei analogen Signalen geht daß leider nett, weil die normalen Optos einen SEHR begrenzten, eigentlich keinen, Bereich haben, wo sie wirklich linear arbeiten. Mit anderen Worten, eine Verdopplung der Spannung oder Stromfluß durch die Sende-LED bewirkt NICHT den doppelten Stromfluß oder Spannungsabfall an der Photodiode (Thyrister, Triac, was auch immer)!! Das leigt u.a. an der nicht-linearität der LED. Um es kompliziert auszudrücken, sie liefert bei doppeltem Stromfluß NICHT doppelt so viele Photonen. ;-( Bei digitalen Signalen ist das auch völlig wurscht, da sie ja nur zwei Zustände kennen (an oder aus). Da wir hier von DC Signalen sprechen fällt ein einfacher Trafo leider auch aus. Zum Glück für uns gibt es aber sogenannte Linear-Optokoppler; z.B. Siemens IL 300 oder HPxxxx (Hab die Nummer gerade nicht im Kopf). Diese Optos besitzen eine Sende-LED und zwei völlig identische Photodioden (Empfänger und die sogenannte Servodiode). Durch den Einsatz von zwei zusätzlichen OP-Amps kann man die nicht Linearität der LED UND Temperatur bzw. Alterungsveränderungen der Bausteine fast völlig ausregeln. Ein OP-Amp kommt "vor" den Sender (seine Rückkopplung erhält er von der Servodiode) und eine OP-Amp kommt an die Empfängerdiode (also "hinten"). Eine Rückkoppelung im Ausgangs OP-Amp erlaubt nazu jeden Verstärkungsfaktor, aber mit 100% Linearität ;o)) Hier noch ein paar Daten zum IL 300: - Couples AC and DC signals - 0.01% Servo Linearity - Wide Bandwidth, >200 KHz - High Gain Stability, ±0.005%/C (C2 = 4mV Eingangsempfindlichkeit, ist das wichtig!) - Low Input-Output Capacitance - Low Power Consumption, - Isolation Test Voltage, 5300 VAC RMS , Meine öbige Lösungsmöglichkeitist sicherlich einfacher und billiger als die zweite Möglichkeit, die es noch gibt,nämlich die Spannung in eine Frequenz zu wandeln, sie über einen normalen Optocoupler zu schicken und auf der anderen Seite, die Frequenz wieder in eine Spannung zu wandeln. Also: V->F -->galv Trennung--> F->V --> C2 ADC Port Auswerten. "Unschön" in meiner Lösung sind die zwei zusätlichen OP-Amps plus einen fingervoll anderer Bauteile (Cs und Rs). Es gibt fertige Linear Optobausteine, die Eingangseitig +/- 10Volt aufnehmen und galvanische getrennt 0-20 (oder +/- 10) Volt am Ausgang liefern. Nur leider in Deutschland nirgends erhältlich UND sie brauchen Ein und Ausgangsseitig eine +/- Spannungsversorgung. optische Grüße, Reinhard Meine Seite: http://users.better.org/rbuchner/ | |
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