CMOS Gatter als Komperator ?

[PICture]

Hallo!

Ich möchte ein CMOS Gatter mit einem Transistor am Ausgang (A) als von Akkuspannung abhängigen Schalter für Mikrostepper in meinem Solarbot ausnutzen. Mein Prinzip ist gleich, wie dort: https://www.roboternetz.de/community...C2%B5C-messen? . Könnte es wie skizziert funktionieren ?

             VCC=2 bis 2,7V variabel (Akkuspannung)
              +
              |
           +--+
           |  |
          .-. |
        R | | |
          | | |
          '-' | 1/6 74HC14
           | |\
           +-| >O-> A
           | |/
     LM385 z  |
     1,2V  A ===
           | GND
          ===
          GND

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

[JonnyBischof]

Ich versuch mal die Schaltung nachzuvollziehen:

Also, der 74HC14 ist ein Schmitt-Trigger (invertierend).

Das Gatter schaltet also nur, wenn du mit der Eingangsspannung entweder sehr nahe an die Versorgungsspannung oder sehr nahe an GND kommst. Wenn du dich irgendwo in der Mitte dazwischen hin und her bewegst, passiert nichts.

Mit der Z-Diode willst du die Eingangsspannung bei konstanten 1.2V halten. (R = Vorwiderstand für die Z Diode).
-> 1.2V ist deine Schaltschwelle, bei welcher der "Komparator" schalten soll.


Beim Aufstarten mit VCC = 2.7V liegst du mit 1.2V am Eingang etwa in der Mitte des Schaltbereichs -> "keine Änderung", somit Anfangszustand unbekannt da Eingangsspannung weder nahe VCC noch GND ist.


Wenn VCC nun absinkt, so wird das Gatter logisch '0', sobald VCC ~= 1.2V erreicht (Eingang erreicht Schmitt-Trigger Schwelle).
-> Dieser Teil dürfte funktionieren.


Wenn VCC wieder ansteigt, so wird sich nichts verändern, weil die Eingangsspannung sich wiederum nur in den undefinierten Bereich zwischen den Schaltschwellen des Schmitt-Triggers bewegt.
-> keine Änderung.


So wie ich das sehe, funktioniert die Schaltung im momentanen Zustand nicht, weil die untere Schaltschwelle nie erreicht wird und der Ausgang somit nie den Zustandswechsel von logisch '0' auf logisch '1' machen kann. Dies müsste jedoch beim Aufstarten passieren, damit es später beim Erreichen der kritischen Akkuspannung wieder von '1' auf '0' schalten kann.

Vielleicht kannst du das Gatter "initialisieren", indem du z.B. einen Kondensator parallel zur Z-Diode schaltest, welcher beim Einschalten dafür sorgt, dass die Eingangsspannung kurzzeitig 0V beträgt (lange genug, dass das Gatter schalten kann)?

[PICture]

Hallo Jonny!

Danke dir für deinen gescheiterten Versuch die Schaltung nachzuvollziehen. Die Frage habe ich nur deshalb gestellt, weil ich immer sowohl sinnloses Basteln als auch Kommentare vermeinden versuche.

[JonnyBischof]

Hm, jetzt versteh ich nicht mehr was du wolltest...

Wenn die Schaltung doch funktioniert, würd ich aber gern wissen, wie

[PICture]

Das ist bisher noch nicht ausprobierte Schaltung ("verrückte Idee"), die ich, falls niemand ein Denkfehler findet, aufbauen und prüfen werde.

Vereinfachte Erklärung (basierend auf Datebblätter für CMOS):

Umschaltpunkt ohne Hysterese Ug = 1/2 VCC
Hysterese Uh = 1/3 VCC
oberer Umschaltpunkt mit Hysterese Uhh = Ug + Uh = 2/3 VCC
unterer Umschaltpunkt mit Hysterese Ulh = Ug - Uh = 1/3 VCC
Rechnerich komme ich dann für VCC = 2,7 V auf Uhh = 1,8 V und für VCC = 2 V auf Ulh = 0,6(6) V.

Ich bin eben nicht sicher, was sich mit Varieren der VCC ändert und das muss ich praktisch ermitteln, da ich die Zenerspannung aus "dem Bauch" genommen und nur ums Prinzip gefragt habe.

[markusj]

Ich habe gerade Mal in ein Datenblatt von NXP gesehen:
Spannung für eingehendes L->H: ca. 0.6VCC .. 0.5VCC (Abnehmend mit steigender Versorgungsspannung)
Spannung für eingehendes H->L: ca. 0.26VCC .. 0.31VCC (Zunehmend mit steigender Versorgungsspannung)

Was bedeutet das für deine Schaltung? Du wirst mit Vin = 1.2V bei einer Unterschreitung von VCC = ca. 2,2V ein eingehendes High (und damit als Ausgangssignal ein Low) bekommen. Wenn dann die Versorgungsspannung wieder steigt, wird der Komparator bei einer Überschreitung von ca. 4,2V auf High umschalten.

Hoffe mich nicht verrechnet zu haben, die Werte wurden aus dem NXP-Datenblatt extrapoliert.

mfG
Markus