Current Loop - Schaltungsverstaendnis - Hilfe gesucht?

[Michael G?nther]

Hallo zusammen,

ich habe gerade eine Schaltung fuer eine Current Loop (Stromschleife)
vor mir liegen, die relativ diskret aufgebaut ist und deren Sinn ich
noch nicht ganz verstehe. Eventuell koennte mir jemand unter die Arme
greifen?

Die Schaltung findet Ihr unter:

http://www.ixus-world.de/bilder/transmit.gif
http://www.ixus-world.de/bilder/receive.gif

Wenn ich mich nicht irre handelt es sich beim Empfaenger um einen
Schmitt-Trigger. Allerdings habe ich hier Probleme ihn zu berechnen.
Der Sender ist wohl eine einfach Konstanstromquelle mittels eines FET.
Sollte ich hier falsch liegen duerft ihr mich gerne berichtigen.
Irgendwie liegen bei mir die Grundlagen schon so lange zurueck, dass
ich Probleme habe die Schaltungen zu berechnen - was aber fuer das
Verstaendnis sehr wichtig waere. Eventuell kann mir hier jemand
helfen.

TxD und RxD kommen, bzw. gehen zum Mikrocontroller. Tx und Rx sind die
Verbindungen zur Aussenwelt und Vdd ist 12V.

Vielen Dank fuer Eure Muehen im Vorraus.

Gruss Michael

 

[Stefan Heinzmann]

Michael G?nther schrieb:

Hallo zusammen,

ich habe gerade eine Schaltung fuer eine Current Loop (Stromschleife)
vor mir liegen, die relativ diskret aufgebaut ist und deren Sinn ich
noch nicht ganz verstehe. Eventuell koennte mir jemand unter die Arme
greifen?

Die Schaltung findet Ihr unter:

http://www.ixus-world.de/bilder/transmit.gif
http://www.ixus-world.de/bilder/receive.gif

Wenn ich mich nicht irre handelt es sich beim Empfaenger um einen
Schmitt-Trigger. Allerdings habe ich hier Probleme ihn zu berechnen.
Der Sender ist wohl eine einfach Konstanstromquelle mittels eines FET.
Sollte ich hier falsch liegen duerft ihr mich gerne berichtigen.
Irgendwie liegen bei mir die Grundlagen schon so lange zurueck, dass
ich Probleme habe die Schaltungen zu berechnen - was aber fuer das
Verstaendnis sehr wichtig waere. Eventuell kann mir hier jemand
helfen.

TxD und RxD kommen, bzw. gehen zum Mikrocontroller. Tx und Rx sind die
Verbindungen zur Aussenwelt und Vdd ist 12V.

Vielen Dank fuer Eure Muehen im Vorraus.

Schmitt-Trigger ja, Stromschleife nein. Der MOSFET wird einfach als
Schalter betrieben. Tx/Rx werden damit zwischen GND und Vdd hin- und
hergeschaltet. Die Schaltschwelle am Empfänger ist durch den
Spannungsteiler aus R301/R309 definiert. Aus irgendeinem mir
unverständlichen Grund liegt die nicht in der Mitte zwischen Vdd und
GND. Durch R311 wird eine Hysterese eingeführt. Der Ausgang des LM311
ist ein Transistor nach GND mit offenem Kollektor, der also entweder
hochohmig ist oder R310 überbrückt. Im hochohmigen Fall liegt RxD auf
einer Spannung, die durch den Spannungsteiler aus R308 und R310
definiert ist. Spannungsteiler berechnen kannst Du noch, hoffe ich?!

--
Cheers
Stefan

 

[Michael G?nther]

Schmitt-Trigger ja, Stromschleife nein. Der MOSFET wird einfach als
Schalter betrieben. Tx/Rx werden damit zwischen GND und Vdd hin- und
hergeschaltet. Die Schaltschwelle am Empfänger ist durch den
Spannungsteiler aus R301/R309 definiert. Aus irgendeinem mir
unverständlichen Grund liegt die nicht in der Mitte zwischen Vdd und
GND. Durch R311 wird eine Hysterese eingeführt. Der Ausgang des LM311
ist ein Transistor nach GND mit offenem Kollektor, der also entweder
hochohmig ist oder R310 überbrückt. Im hochohmigen Fall liegt RxD auf
einer Spannung, die durch den Spannungsteiler aus R308 und R310
definiert ist. Spannungsteiler berechnen kannst Du noch, hoffe ich?!

Hallo Stefan,

vielen Dank fuer Deine Hilfreichen Hinweise. Anbei nochmal eine
Zusammenfassung in meinen Worten um sehen ob ich den Sinn verstehe.

- zu "transmit.gif":
Das heisst also, dass bei einem LowPegel (z.B. GND) an TxD der FET
sperrt und somit der Strom ueber R304||R305 ueber die Tx-Leitung
fliesst. Je nach Leitungswiderstand der an Tx angeschlossenen Leitung
sind dass dann bei Vdd=12V 30mA oder weniger. Sobald an TxD ein Pegel
anliegt (z.B. 5V vom Mikrocontroller) schaltet der FET durch und der
Strom fliesst direkt nach GND ab?

- zu "receive.gif":
Das heisst also bei Vdd=12V liegt die Schaltschwelle bei
12V*(R309/(R309+R301))=9.8V? Je nachdem ob der Ausgang des LM311
hochohmig ist oder nicht liegt die Spannung an RxD auf GND oder 4.86V?
Was passiert jetzt genau wenn am Eingang von Rx ein High/Low Signal
anliegt? Bei einem Low Signal ist doch die Spannung am invertierten
Eingang vom LM311 gleich Vdd, also 12V. Fliesst an Rx ein Strom von
sagen wir mal 20mA steigt die Spannung am invertierenden Eingang vom
LM311 auf 20V. Ist das bis hier korrekt? Was passiert in den beiden
Zustaenden mit dem LM311? Welchen Sinn hat der Widerstand R311?

Ich hoffe ich strapaziere Euer (Dein) Wissen nicht zu sehr. Vielen
Dank fuer Eure (Deine) Hilfe und Geduld.

Gruss Michael