optokoppler mit opv und il300

[Ingo (Gast)]

Liebe Mitstreiter,
Es soll proportional zur Eingangsspannung (Trimmer) die zweite 
potentialgetrennte Photodiode D2 angesteuert und durch D1 kompensiert 
werden.
Die Versorgungsspannung ist unsymmetrisch. Die Dimensionierung ist nur 
als Orientierung anzusehen.
Ohne Gegenkopplung funktioniert die Schaltung nicht und verhält sich wie 
ein Schmidt Trigger, was ich auch logisch finde. Mit Gegenkopplung tut 
sie genau das Erwartete. Meine Frage ist nun, ob die Kompensation durch 
die Photodiode richtig angeordnet ist.
Vielen Dank im Voraus!
Ingo

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

Ingo schrieb:
> Meine Frage ist nun, ob die Kompensation durch die Photodiode richtig
> angeordnet ist.
Leider kann man den Schaltplan dank der verwirrenden Blocksymbole nicht 
lesen. Beim IL300 sieht man nicht mal, was wohin wirkt... :-/

> Es soll proportional zur Eingangsspannung (Trimmer) die zweite
> potentialgetrennte Photodiode D2 angesteuert und durch D1 kompensiert
> werden.
Das funktioniert nur, wenn du den selben OP-Zweig auf der "anderen" 
Seite auch aufbaust und die zweite Fotodiode dort auf gleiche Weise 
einbaust. Im Datenblatt gibt es eine Applikation dazu. Da taucht dein R1 
nicht auf...

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

ELV hatte mal einen Trennverstärker mit IL300, aber den gibt es nicht 
mehr, nur noch die Kurzbeschreibung. Veröffentlicht Heft 03/1999

Optischer Trennverstärker für analoge Audiosignale, Komplettbausatz ohne 
Gehäuse
Optoelektronische Übertragung von analogen Stereo-Signalen im 
Frequenzbereich von < 20 Hz bis > 40 kHz mit ausgezeichneter 
Signalqualität......
Artikel-Nr.: 68-03 69 01

[Falk B. (falk)]

@ Ingo (Gast)

>Ohne Gegenkopplung funktioniert die Schaltung nicht und verhält sich wie
>ein Schmidt Trigger, was ich auch logisch finde. Mit Gegenkopplung tut
>sie genau das Erwartete.

> Meine Frage ist nun, ob die Kompensation durch
>die Photodiode richtig angeordnet ist.

Warum baust du nicht die Standardschaltung aus dem Datenblatt nach? Die 
ist (fast) OK.

Es fehlt je nach OPV noch eine Frequenzgangkompensation mittels 
Kondensator vom OPV-Ausgang zu IN-.

Beitrag "Re: IL300: Dimensionierung der Teile"

[Falk B. (falk)]

Das Ganze gibt es auch fix und fertig als IC, ACPL-C870 und andere.

[Ingo (Gast)]

Die Schaltung ist aus Target, weil diese ich immer gleich als 
Platinenprojekt nehme.
Danke für die Hinweise, ich habe das Ganze als Testaufbau mit 2x6n135 
Koppler aufgebaut (1ner Referenz, 1ner für "das andere" Potential, nur 
die Fotodioden angeschlossen). Finde aber keinen Arbeitspunkt mit der 
Datenblatt - Schaltung. Daher mit zusätzlicher Gegenkopplung. Die 
Gegenkopplung scheint aber die gewünschte Kompensation zu verhindern, da 
die Übertragungskennlinie nicht linear ist. Die Datenblattschaltung 
arbeitet doch mit unsymmetrischer Spannungsversorgung ?! Ich muss die 
Lieferung der IL300 wohl abwarten. Da ich mit höheren Spannungen 
arbeite, etwa 24 -30 V, wird die Auswahl anderer Alternativen wohl 
kleiner. Vielleicht wäre eine kurze Erläuterung der Funktionsweise der 
OPV Schaltung möglich, da sie für mich wie ein Trigger aussieht. 
Vermutlich müsste ich ersteinmal die Kennlinie der 6N135 Kopplerdioden 
aufnehmen, um den richtigen Arbeitspunkt zu bestimmen.

vielen Dank und einen angenehmen Abend!!
Ingo

[Falk B. (falk)]

@ Ingo (Gast)

>Danke für die Hinweise, ich habe das Ganze als Testaufbau mit 2x6n135
>Koppler aufgebaut (1ner Referenz, 1ner für "das andere" Potential,

Das macht man aber nicht. Es hat schon seinen Grund, warum es den IL300 
gibt. Die beiden Photodioden dort drins sind auf dem gleichen Wafer 
hergestellt und damit sehr ähnlich in ihren Parametern. Außerdem sitzen 
sie sehr eng thermisch gekoppelt, damit sie sich möglichst gleich 
verhalten.
Außerdem beleuchet die LED beide Photodioden, was in getrennten Kopplern 
so gar nicht möglich ist!

>die Fotodioden angeschlossen). Finde aber keinen Arbeitspunkt mit der
>Datenblatt - Schaltung. Daher mit zusätzlicher Gegenkopplung. Die
>Gegenkopplung scheint aber die gewünschte Kompensation zu verhindern, da
>die Übertragungskennlinie nicht linear ist.

Was tust du da eigentlich? Geh mal davon aus, daß vor dir schon hunderte 
Leute die Schaltung aus dem Datenblatt erfolgreich nachgebaut haben. 
Wenn man also kein WIRKLICHER Profi ist, läßt man die Variationen weg 
und baut 1:1 nach. Punkt.

> Die Datenblattschaltung
>arbeitet doch mit unsymmetrischer Spannungsversorgung ?!

Sicher, das ist mit dem richtigen OPV auch kein Problem. Selbst der olle 
LM358 würde es tun, denn er muss nur am Eingang an die 0V rankommen.

> Ich muss die
>Lieferung der IL300 wohl abwarten.

tu das.

> Da ich mit höheren Spannungen
>arbeite, etwa 24 -30 V, wird die Auswahl anderer Alternativen wohl
>leiner.

Der Spannungsregler wurde schon vor langer Zeit erfunden. 7805 ist dein 
Freund.

> Vielleicht wäre eine kurze Erläuterung der Funktionsweise der
>OPV Schaltung möglich, da sie für mich wie ein Trigger aussieht.

Nein.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/289989/IL300-mitV1zu1.png

IC2 auf der rechten Seite ist ein trivialer Spannungsfolger, denn die 
rechte Photodiode arbeitet mit P1 und R3 in Reihe als lichtabhängige 
Konstantstromquelle, welche durch den Widerstand in eine Spannung 
umgewandelt wird.

IC1 auf der linken Seite arbeitet als Regler, den man aber auch als 
nichtinvertierenden Verstärker betrachten kann. Wenn man eine Spannung 
an UMION anlegt, dann steigt die Ausgangsspannung des OPVs an. Das 
wiederum erhöht den Strom durch die LED. Das wiederum den Strom durch 
die (sehr ähnlichen) Photodioden. Damit steigt die Spannung über R2. Im 
eingeschwungenen Zustand ist die Spannung über R2=UMON, bis auf eine 
winzige Differenz von wenigen mV (Offsetspannung + Fehlerspannung, denn 
der OPV arbeitet als P-Regler).

Und weil jedes rückgekoppelte System im Zweifelsfall instabil werden und 
schwingen kann, platziert man C2. Dessen Wert ist abhängig von der 
internen Frequenzgangkompensation des OPVs. Manchmal kann man ihn 
weglassen, oft wird er gebraucht!

>Vermutlich müsste ich ersteinmal die Kennlinie der 6N135 Kopplerdioden
>aufnehmen, um den richtigen Arbeitspunkt zu bestimmen.

Nein. Nimm die IL300.

[ingo (Gast)]

ok, vielen Dank für die Erläuterungen. Mit dem Modell eines OPV im Kopf 
und der sich ergebenden Differenzspannung am Eingang muss ich nochmal in 
mich gehen.
Zum Spannung vernichten setze ich im Allgemeinen auch im mA Bereich step 
down Regler ein.
Jeder mW zählt ;-)
Mit der höheren OPV Betriebsspannung würde sich auch der Fehler 
verringern, da die Messspannung (ca 24V) nicht deutlich reduziert werden 
muss und die Verstärkung geringer ist. Daher werde ich zunächst einen lm 
321 oä. testen. Auf der "anderen Seite" des Optokopplers wird dann A--> 
D gewandelt und eine pwm erzeugt. Dazu später mehr.

[ingo (Gast)]

Ich habe jetzt den Arbeitspunkt der Fotodioden abgeglichen:
Mit dieser Schaltung erreiche ich für eine Eingangsspannung (Poti) im 
Bereich von 3 bis 18 V eine proportionale potentialgetrennte 
Ausgangsspannung. Die Abweichung habe ich überschlägig mit 1% gemessen. 
Der Strombedarf sollte sich auf 5mA für den angestrebten Messbereich 
20..30V einstellen lassen. Die Optokoppler müssen unmittelbar 
nebeneinander angeordnet werden um eine gleiche Temperatur zu 
gewährleisten.