5.5V, 70kHz Signal an 1uF

[Master S. (snowman)]

Hallo zusammen

Ich muss ein Manchester-Code mit 70kHz übertragen, nicht permanent aber 
Bursts. An der Leitung hängen unglücklicherweise knappe 1uF, was sich 
nicht ändern lässt. Die Zuleitung bis zum "Ziel" (wo auch die 1uF sind) 
ist etwa 20cm lang und ein Flexprint-Flachbandkabel. Es werden drei 
Spannungslevel benötigt: 3.5V, 5.0V und 5.5V. Welche Lösungen gibt es, 
resp. was ist empfehlenswert um den Manchester-Code zu übertragen? Was 
ich mir übelegt habe:
a) Die beiden Spannungen generieren und je sehr gut stützen. Dann mit 
Halbbrücken jeweils auf die "Kommunikationsleitung" durchschalten.
b) Die beiden Spannungen mit Linearregler generieren und deren Ausgänge 
jeweils auf die "Kommunikationsleitung" durchschalten. (mit 
"oben"liegenden P-MOSFETs?)
c) Andere Vorschläge?

Was knapp nicht funktioniert: Operationsverstärker mit 2A Ausgansstrom 
(siehe Signal im Screenshot)

Vielen Dank für Inputs und Hilfe
Emanuel

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Master Snowman schrieb:
> Was knapp nicht funktioniert: Operationsverstärker mit 2A Ausgansstrom
> (siehe Signal im Screenshot)
Was funktioniert da nicht? Das Signal sieht doch gut aus. Das müsste 
doch auswertbar sein...

[Master S. (snowman)]

nunja, wenn ich das pinken Antwortsignal ansehe, besteht da schon 
Verbesserungspotetial (siehe Bild) im vergleich zum grünen Signal.

[Joe F. (easylife)]

Wo befindet sich dieses 1uF?
Von Signal zu GND? Kaum zu glauben, du bräuchtest eine Quellimpedanz von 
ca. 1 Ohm, um bei einer derart großen Last-Kapazität noch eine 
Wellenform ähnlich der grünen Kurve zu erzeugen.

Oder liegen die 1uF in Serie zum Signal?
Ist die Y-Skalierung der grünen und der violetten Messung gleich? Wenn 
ja, wodurch kommt der Spannungsabfall?

Wo ist 0V? An der unteren Kante des grünen Signals, oder in der Mitte?

Vielleicht kannst du mal kurz skizzieren, wie der Signalweg tatsächlich 
aussieht.

[Master S. (snowman)]

In der "Blackbox" befinden sich A1363-Hallsensoren von Allegro; alle 
haben einen Stützkondensator von 100nF. Die Sensoren müssen aber über 
die Versorgungsspannung Vcc programmiert werden...

Bezüglich der Skalierung des Screenshots: Ja, gleiche Skalierung, jedoch 
muss das Programmiersignal L < 3.9V und H > 5.1V sein (beide Pegel an 
sich muss ich noch verbessern), das Ausgangssignal der Sensoren ist 0V 
und 5V.

Mir geht es aber um die Krümmung im Programmiersignal, wo ich lieber ein 
Rechtecksignal haben möchte. Ich denke, dass das noch verbessert werden 
könnte.

[Joe F. (easylife)]

Also, das versteht ja kein Mensch, was Allegro da macht.
Die haben einen Pin frei am Gehäuse, und anstatt diesen für die 
Programmierung zu nutzen, muss man das über VCC machen.
Und dann mit 70 KHz, die man eigentlich bei einem Sensor ganz gerne 
komplett rausgefiltert hätte.
</Rant>

Mir stellt sich allerdings die Frage, was für einen Sinn die 
Programmierung von mehreren Sensoren, die du ja nicht einzeln 
addressieren kannst, macht. Die reagieren dann ja alle gleichzeitig auf 
die Kommandos.

Über die runden Ecken würde ich mir mal nicht allzuviel Sorgen machen, 
der Witz an der Manchester Codierung ist ja gerade, dass sie sehr robust 
gegenüber Abweichungen vom idealen Rechtecksignal ist.

Schwieriger wird es wohl eher einen Treiber zu finden, der 70 KHz in 1uF 
reinbläst und dabei den geforderten Pegel erreicht.
Der Treiber müsste eine Ausgangsimpedanz von max. 1-1.5 Ohm haben, und 
bis zu 2A liefern können...

Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe, kann man mit der Bitrate auch 
auf bis zu 32 KHz runtergehen -> wäre empfehlenswert.

[MaWin (Gast)]

Master Snowman schrieb:
> Mir geht es aber um die Krümmung im Programmiersignal, wo ich lieber ein
> Rechtecksignal haben möchte. Ich denke, dass das noch verbessert werden
> könnte.

Umladen von Kondensatoren erfolgt nur über den Strom.

1uF in 1us von 3.5V auf 5.5V umzuladen kostet 2A, ein kräftiger OpAmp 
ist also schon nicht verkehrt.

Ich befürchte eher, daß du andere Problemstellen hast: 
Leitungswiderstand wird bei 2A erheblich, so daß eine RC-Kurve entsteht, 
und der Leitungswiderstand wird auch noch unterschiedlich zu den 10 
Hallsensoren mit ihren jeweils 100nF sein.

Man KÖNNTE mit Überspannung/Unterspannung arbeiten, also 6.5V zum 
aufladen für 1us, dann reduzieren auf 5.5V, bzw. 2.5V für 1us, dann 
erhöhen auf 3.5V, damit man die Leitungswiderstände überwindet, muss das 
aber auf den konkreten Aufbau auslegen damit kein IC gebraten wird bzw. 
in UVLO geht.

Das zweite Problem wäre Zuleitungsinduktivität, die in klingeln und 
damit Störimpulse bewirkt, dafür hilft wiederum ein nicht unerheblicher 
Leitungswiderstand als Dämpfung. Hoffentlich ist wenigstes die 
Masseleitung breit.

[spess53 (Gast)]

Hi

>Also, das versteht ja kein Mensch, was Allegro da macht.
>Die haben einen Pin frei am Gehäuse, und anstatt diesen für die
>Programmierung zu nutzen, muss man das über VCC machen.
>Und dann mit 70 KHz, die man eigentlich bei einem Sensor ganz gerne
>komplett rausgefiltert hätte.

Ich kann im Datenlatt nicht erkennen, das der A1363 überhaupt für 
Parallelschaltung vorgesehen bzw. überhaupt geeignet ist.

MfG Spess

[Joe F. (easylife)]

Master Snowman schrieb:
> Bezüglich der Skalierung des Screenshots: Ja, gleiche Skalierung, jedoch
> muss das Programmiersignal L < 3.9V und H > 5.1V sein (beide Pegel an
> sich muss ich noch verbessern), das Ausgangssignal der Sensoren ist 0V
> und 5V.

Ah, jetzt steige ich so langsam durch.
Ja, die Pegel müssen natürlich stimmen, und zwar am Sensor gemessen (VCC 
und GND) - das Kabel wird einen Einfluss haben.

Geh mal mit der Bitrate runter, und achte darauf, dass die geforderten 
Pegel eingehalten werden. Das könnte schon viel helfen.
Das Signal deiner Op-Amp Schaltung sieht an sich ja nicht so verkehrt 
aus.

[Master S. (snowman)]

OK, vielen Dank für die vielen Inputs. Dann werde ich mich wohl dran 
machen, die Spannungspegel zu optimieren und mit der Tacktrate spielen. 
Ich melde mich dann wieder. Danke.

[uwe (Gast)]

Wie wärs mit nem FET Treiber?!

[Andreas D. (rackandboneman)]

"Man KÖNNTE mit Überspannung/Unterspannung arbeiten, also 6.5V zum
aufladen für 1us, dann reduzieren auf 5.5V, bzw. 2.5V für 1us, dann
erhöhen auf 3.5V, damit man die Leitungswiderstände überwindet, muss das
aber auf den konkreten Aufbau auslegen damit kein IC gebraten wird bzw.
in UVLO geht."

Dass man in dem Flexprintkabel so ein paar Watt in Hitze umsetzt sollte 
man ne nach Einsatzfall auch nicht vergessen.

....ob man eine völlig kranke Lumped Transmission Line unter 
Einbeziehung der Kondensatoren bauen könnte?

[Andreas D. (rackandboneman)]

Sag mal kann es sein dass die Programmierspannung zwischen VCC und 
AUSGANG angelegt werden muss und der Kondensator daher gar nicht im 
Stromkreis ist?

[Stephan H. (stephan2807)]

Andy D. schrieb:
> Sag mal kann es sein dass die Programmierspannung zwischen VCC und
> AUSGANG angelegt werden muss und der Kondensator daher gar nicht im
> Stromkreis ist?

lt. Seite 22 des Datenblatts ja.
Zwischen Ausgang und VCC wird programmiert.

[Joe F. (easylife)]

Nein. GND ist immer angeschlossen. VCC und Ausgang werden zum 
programmieren verwendet (VCC zum Empfangen, Ausgang für ACK, und - damit 
es nicht zu einfach zu implementieren ist - wird "Ausgang" ausserdem als 
Eingang für einen EEPROM Programming Pulse genommen).
Daher sind die Abblockkondensatoren durchaus störend im Signal-Weg.
Und selbst wenn man den GND Pin des Sensors wegnehmen würde (was aber 
Unsinn ist), hingen die Kondensatoren noch an VCC und GND.