Analog-Mux mit Signal ausserhalb Vcc und Gnd

[Lutz Schulze]

Hallo,

die Frage steht ja schon im Betreff:

Gibt es analoge Multiplexer (hier 4 auf 1), die es erlauben, ein
Signal ausserhalb der durch Betriebsspannung und Masse gegebenen
Grenzen zu schalten?

Konkret geht es darum, +/-10 Volt Eingangssignale auf einen AD-Wandler
zu schalten (der kommt mit +5 Volt aus) zu schalten, die Ansteuerung
soll aus der 5 Volt Ebene erfolgen.

Für eure Tips dankt

Lutz


--
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[MaWin]

Lutz Schulze <lschulze@netzwerkseite.de> schrieb im Beitrag <r8jhtvs8v564dhfsiohlrldurum8v4kbnm@4ax.com>...

Gibt es analoge Multiplexer (hier 4 auf 1), die es erlauben, ein
Signal ausserhalb der durch Betriebsspannung und Masse gegebenen
Grenzen zu schalten?

Klar, Relais.

Konkret geht es darum, +/-10 Volt Eingangssignale auf einen AD-Wandler
zu schalten (der kommt mit +5 Volt aus)

Dann wird der A/D-Wandler ja auch nur Signale zwischen 0 und 5V

verarbeiten, also kannst du die Spannung vor dem MUX runterteilen.

zu schalten, die Ansteuerung soll aus der 5 Volt Ebene erfolgen.

oder per LT1026 sich die +/-10V machen (obwohl 10V fuer 10V Eingangsspannung
knapp sind) oder besser AN-1118 von http://www.national.com

Man kan auch VCC und VEE des MUX offen lassen, es stellt sich dann über die
Eingangsschutzdioden dort von selbst eine Spannung ein, die so hoch ist, wie die
hoechste Eingangsspannung. Aber um Messwerte geht es dann dahinter nicht mehr.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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[Heiko Nocon]

Lutz Schulze wrote:

Gibt es analoge Multiplexer (hier 4 auf 1), die es erlauben, ein
Signal ausserhalb der durch Betriebsspannung und Masse gegebenen
Grenzen zu schalten?

Nur nach unten gibt es Erweiterungen. Durch eine zusätzliche
Betriebsspannung Vee. Z.B. beim 4051, 4052, 4053, 4067. Dann darf die
Analogspannung zwischen Vdd und Vee liegen. Es ist allerdings
empfehlenswert, nicht ganz an diese Grenzen zu gehen.

Konkret geht es darum, +/-10 Volt Eingangssignale auf einen AD-Wandler
zu schalten (der kommt mit +5 Volt aus) zu schalten, die Ansteuerung
soll aus der 5 Volt Ebene erfolgen.

Tja, ohne zusätzliche Spannungen +-12V wird's nicht abgehen. Wenn die
Multiplexerei einigermaßen gemächlich erfolgt, reichen bei CMOS ja ein
paar ľA, es sollte also kein Problem darstellen, die +-12V aus den +5V
zu erzeugen. Und was die Pegelanpassung zur Steuerung betrifft: dafür
gibt's Pegelwandler, notfalls einfache Transistorschaltstufen.

 

[Steffen Pokel]

und bei +-12V zerschiesst Du Deinen Multiplexer, da CMOS nur bis max. 18V
verkraften...

Viele Grüße
Steffen


"Heiko Nocon" <Heiko.Nocon@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:41phtvo3irg14chhvsu5c7ss99p8cqqvet@4ax.com...

Lutz Schulze wrote:
Tja, ohne zusätzliche Spannungen +-12V wird's nicht abgehen. Wenn die
Multiplexerei einigermaßen gemächlich erfolgt, reichen bei CMOS ja ein

 

[Lutz Schulze]

On 11 Dec 2003 20:27:43 GMT, "MaWin" <me@privacy.net> wrote:

Lutz Schulze <lschulze@netzwerkseite.de> schrieb im Beitrag <r8jhtvs8v564dhfsiohlrldurum8v4kbnm@4ax.com>...

Gibt es analoge Multiplexer (hier 4 auf 1), die es erlauben, ein
Signal ausserhalb der durch Betriebsspannung und Masse gegebenen
Grenzen zu schalten?

Klar, Relais.

dachte da irgendwie noch drumrum zu kommen

Konkret geht es darum, +/-10 Volt Eingangssignale auf einen AD-Wandler
zu schalten (der kommt mit +5 Volt aus)

Dann wird der A/D-Wandler ja auch nur Signale zwischen 0 und 5V
verarbeiten, also kannst du die Spannung vor dem MUX runterteilen.

Auf den ersten Blick sollte das so sein, für den ADS 7809 gibt es aber
eine Applikation vom Hersteller mit +/- 10 Volt Eingangsspannung bei
nur einer Betriebsspannung von +5 Volt (mit diversen Widerständen an
den drei Eingängen realisiert).

Lutz
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[Gebhard Haug]

On Fri, 12 Dec 2003 05:40:48 +0100, Lutz Schulze
<lschulze@netzwerkseite.de> wrote:

Dann wird der A/D-Wandler ja auch nur Signale zwischen 0 und 5V
verarbeiten, also kannst du die Spannung vor dem MUX runterteilen.

Auf den ersten Blick sollte das so sein, für den ADS 7809 gibt es aber
eine Applikation vom Hersteller mit +/- 10 Volt Eingangsspannung bei
nur einer Betriebsspannung von +5 Volt (mit diversen Widerständen an
den drei Eingängen realisiert).

Mit "diversen Widerstaenden" ergibt sich beim ADS7809 ein
Eingangswiderstand von <25kOhm. Zusammen mit dem
On-Widerstand/Leckstrom vom Mlultiplexer ergibt sich dann
(zumindestens dynamisch) ein Gebilde, das nach einem Buffer OPAmp zum
Treiben des ADS7809 schreit. Dieser OPAmp muss bipolar versorgt werden
(er muss ja auch +/- 10 Volt koennen).
==> There goes single supply....
Mit dieser Versorgungsspannung kann dann auch der Mux versorgt werden

Alternativ dazu kann man die Spannung vor dem Mux teilen und einen
A/D-Wandler a la ADS8322 (ADS8383, ADS8401) mit 0..5 Volt
Eingangsbereich verwenden, dann gibt man allerdings den hochohmigen
Eingangswiderstand auf.

Gruss,
Gebhard

 

[Tilmann Reh]

Steffen Pokel schrieb:

und bei +-12V zerschiesst Du Deinen Multiplexer, da CMOS nur bis max. 18V
verkraften...

Zumindest die 40xx Typen.
Aber es gibt ja auch noch "richtige" Analogschalter und Multiplexer.

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
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In a world without walls and fences, who needs Windows and Gates ?
(Sun Microsystems)

 

[MaWin]

Gebhard Haug <ghaug@compuserve.com> schrieb im Beitrag <3fd97f3f.172097490@news.ti.com>...

dann gibt man allerdings den hochohmigen Eingangswiderstand auf.

Ich dachte nach deinen Ausfuehrungen, das er das mit den Widerstaenden
schon getan haette...
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[MaWin]

Steffen Pokel <news01@pokel.de> schrieb im Beitrag <brb08l$1b9kd$1@ID-66012.news.uni-berlin.de>...

und bei +-12V zerschiesst Du Deinen Multiplexer, da CMOS nur bis max. 18V
verkraften...

Dann greift er zum LC4966 (37V), DG2xx DG4xx (44V)

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[Heiko Nocon]

Steffen Pokel wrote:

und bei +-12V zerschiesst Du Deinen Multiplexer, da CMOS nur bis max. 18V
verkraften...

Ähem, stimmt. Das hatte ich falsch in Erinnerung.

Mir war so, als wenn sowohl Vss-Vee als auch Vdd-Vss jeweils 15V haben
dürfen. Ist aber nicht so.

 

[Oliver Bartels]

On Thu, 11 Dec 2003 21:06:43 +0100, Lutz Schulze
<lschulze@netzwerkseite.de> wrote:

Gibt es analoge Multiplexer (hier 4 auf 1), die es erlauben, ein
Signal ausserhalb der durch Betriebsspannung und Masse gegebenen
Grenzen zu schalten?
Optokopler und Relais ;-)

Prinzipbedingt hat die IC Halbleiterei bei Spannungen ausserhalb
des Betriebsspannungsbereiches arge Probleme.

Grund: Technologisch bedingt (Wannen im Substrat) werden
grossflächige P/N Übergänge in Sperrrichtung genutzt, um
die aktiven Strukturen gegen das Substrat zu isolieren.
Ein z.B. komplett mit Oxid etc. isolierter MosFET ist zwar im
Prinzip machbar, aber *sehr* aufwendig und unwirtschaftlich,
da sehr viele Prozessschritte eines Nicht-Standard Prozesses
nötig wären.

Es gibt aber sehr kleine DC/DC Wandler, mit einem Trick
(Kondensator - nicht Tantal! - plus zwei Dioden am geschalteten
Knoten, der zwischen Masse und Ausgangsspannung schwingt)
oder mit einer Schaltinduktivität mit zwei Wicklungen
kommt man auch ohne zweiten Wandler auf zwei
Ausgangsspannungen. Da beide kaum Strom liefern müssen,
ist der Wandler völlig unproblematisch, gegenüber einem
"Dioden schleppen Substrat mit" Murks ist das IMHO die
qualitativ bessere und langfristig (Garantie ... ) billigere Lösung.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[Gebhard Haug]

On 12 Dec 2003 11:08:12 GMT, "MaWin" <me@privacy.net> wrote:

dann gibt man allerdings den hochohmigen Eingangswiderstand auf.

Ich dachte nach deinen Ausfuehrungen, das er das mit den Widerstaenden
schon getan haette...

Mit nur den Widerstaenden ja - allerdings designed sich bei mir bei
einem 16-Bit ADC automatisch ein Buffer OPAmp zum Treiben des ADCs
ein, sodass dann der niederohmige Eingang nicht nach aussen sichtbar
wird. Wenn man hier auch auf single-supply geht, verlegen sich die
Teilungswiderstaende an den Eingang der Schaltung, sind also nach
aussen sichtbar.
Das meinte ich mit den hochohmigen Eingangswiderstand aufgeben.

Gruss,
Gebhard