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Fensterdiskriminator TCA 965 (überarbeitet 01.03.06)

Eine Zeitlang hieß es, der Siemens-Oldtimer TCA 965 würde nicht mehr hergestellt und Ersatz sei nicht geplant. Aber nach einem Hinweis fand er sich doch noch, und zwar bei Infineon. Offenbar produziert man ihn weiterhin (oder wieder). Da gibt es derzeit (Frühjahr 2004) sogar das Siemens-Datenblatt von einst. Inzwischen findet man das Datenblatt auch wieder auf anderen Webseiten. So ganz billig war dieser IC nie. (Conrad z. Zt. 5,09 €, Reichelt 3,90 €) Bei Conrad ist auch ein Bausatz erhältlich. (KFZ-Bordspannungsüberwachung Artikel-Nr.: 195308-62)

Ein Fensterdiskriminator vergleicht eine Eingangsspannung mit einem vorher selbst festzulegenden und exakt definierten Spannungsbereich ("Fenster"). Die vier digitalen Ausgänge des TCA 965 melden, ob die Spannung "darunter", "innerhalb", "außerhalb" oder "darüber" liegt. (Und man kann durch externe Brücken an Masse noch zwei weitere Definitionen festlegen, so daß nur je 3 der 4 Ausgänge geschaltet werden. Siehe Schaltpläne.) Das Fenster, oder genauer: die obere und untere Spannungsgrenze des festzulegenden Bereiches, kann auf zweierlei Weise bestimmt werden: "direkt" oder "indirekt". Die externe Beschaltung ist unterschiedlich, darum zwei Schaltpläne.

Die Conrad-Schaltung hat eine "direkte" Einstellung des Spannungsfensters. Bei dem Bausatz erfährt man nichts über die zweite "indirekte" Möglichkeit der Einstellung. Überhaupt ist diese Möglichkeit weniger bekannt, wie auch der TCA 965 nicht häufig in Bastelschaltungen zu finden ist. (vielleicht auch, weil er nie ein richtig billiger Massen-IC war)  Die "indirekte" Einstellung mag für den Laien ein klein wenig schwieriger zu durchschauen sein, aber das ist nur der erste Eindruck. Das Prinzip ist ebenso einfach, nur anders. (Im alten Siemens-Datenblatt ist beides aufgeführt.) 

Beide Schaltungen haben die gleiche Funktion: Es wird ein Spannungsbereich (Fenster) eingestellt. Die Schaltung stellt fest, ob der Input innerhalb oder außerhalb des Fensters liegt. Der Unterschied für den Anwender liegt nur im Einstellen: "Direkte Einstellung" heißt: Oberer und unterer Spannungswert muß je an Pin6 und Pin7 gemessen, bzw. mit den Trimmer P1, P2 eingestellt werden. "Indirekte Einstellung" heißt dagegen: Es wird eine "Zentralspannung" = Mittelwert der Fensterspannung an Pin8 und die "halbe Fensterbreite" in Volt an Pin9 eingestellt. 

 

Für die "direkte Einstellung":

Ausgang A = unterhalb Fenster

Ausgang B = oberhalb Fenster

Ausgang C = innerhalb Fenster

Ausgang D = außerhalb Fenster

 

Etwas anders für die "indirekte Einstellung":

Ausgang A = oberhalb Fenster

Ausgang B = unterhalb Fenster

Ausgang C = innerhalb Fenster

Ausgang D = außerhalb Fenster

 

Die digitalen open collector Ausgänge schalten nach Minus und verkraften jeder 50 mA, damit lassen sich die üblichen Relais direkt schalten. (Freilaufdiode nicht vergessen)

 

 

"direkte" Einstellung

Bei der direkten Bestimmung des Fensters liegt die Eingangsspannung über Spannungsteiler R1/R2 an Pin8 des TCA965. Die obere Grenzspannung wird an Pin6 gemessen (gegen Minus) und mit P1 eingestellt. Die untere Grenzspannung wird an Pin7 gemessen und mit Trimmer P2 eingestellt.  

Soll eine Betriebsspannung überwacht werden, ist der +Input an +Versorgungsspannung zu legen. Z.B. für KFZ-Bordspannungsüberwachung. Das geht mit dieser Schaltung sehr gut.

 

 

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"indirekte" Einstellung

Das zweite Verfahren wird als "indirekte Einstellung" bezeichnet. Das Fenster wird definiert durch eine "Zentralspannung" (= Mittelwert der Fensterhöhe) und eine weitere Spannung, die "der halben Fensterbreite" entspricht. Ein Beispiel: Ist die Zentralspannung 10 Volt und die halbe Fensterbreite 2 Volt, so ist das Fenster auf den Bereich 10 minus 2 V bis 10 plus 2 V = 8 bis 12 V definiert. Hierbei liegt die Eingangsspannung sowohl an Pin6 und Pin7 (Brücke). Die Zentralspannung (Center Voltage) wird an Pin8 gemessen (gegen Minus) und mit Trimmer P1 eingestellt. Die Spannung "Half Windows Width" entsprechend an Pin9 und Trimmer P2..

Zu beachten ist, daß hier die Ausgänge A und B anders belegt sind.

 

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