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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Braucht man diese Kondensatoren wirklich?


Autor: V. Baumann (dr-robotnik)
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Hallo zusammen!
Ich habe schon häufiger bei consumer-Geräten japanischen Ursprungs 
beobachtet, dass bei Brückengleichrichtern, selbst für geringe Leistung 
(z.B. StandBy Stromversorgung) kleine Keramik-Kondensatoren von ein paar 
nF auf der Wechselspannungsseite gegen Masse verwendet werden. Ich gehe 
davon aus, dass diese der Entstörung dienen, oder täusche ich mich da?

Was meint ihr, bringen die wirklich was, oder kann man die getrost 
weglassen?

Ich entwerfe gerade ein kleines Labornetzteil (fürs Hobby) und überlege 
ob ich auch solche Kondensatoren verwenden soll.

Danke für eure Antworten und viele Grüße, Dr. Robotnik

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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V. Baumann wrote:
> Ich gehe
> davon aus, dass diese der Entstörung dienen,

Ja, richtig. Da die Dioden eine Weile brauchen, ehe sie sperren, leiten 
die auch kurz in Sperrichtung weiter. Das Abschalten erfolgt dann recht 
flott, was HF Störungen verursachen kann.

> Was meint ihr, bringen die wirklich was, oder kann man die getrost
> weglassen?

Mit ist besser, ohne wird es aber auch funktionieren. Bei einem Netzteil 
ist das vermutlich nicht ganz so schlimm, außer bei Audiogeräten wo man 
diese Störungen hört.

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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Vor etwa 20 Jahren habe ich in der russischen Zeitschrift "Radio" dazu 
folgende Erklärung gefunden - für den Einsatz bei AM-Rundfunkemfängern:
Bei Beaufschlagung mit Wechselstrom ändert sich der Äquivalentwiderstand 
der Dioden stromabhängig. Für Empfänger ändert sich damit ständig die 
Erdimpedanz für die Antenne. Damit verbunden ist auch wohl eine Änderung 
der Antennenpolarisation (hier finden sich sicherlich kompetente 
Antennenspezis, die das bestätigen können oder auch nicht, ich bin 
jedenfalls keiner). Beides zusammen führt zu Brummstörungen bei 
Netzbetrieb. Soweit die Erklärung.

Bei Rundfunkempfängern mit Netzanschluß sind meist alle vier Dioden mit 
Kondensatoren von ca 10 - 100 nF überbrückt. Damit werden stabile 
Erdungsverhältnisse geschaffen. Das funktioniert auch alleine über die 
Trafo-Koppelkapazität, d.h. ohne Anschluß des PE bei Steckernetzteilen!

Ich habe schon viele mit Steckernetzteil betriebene Emfänger auf diese 
Weise entbrummt (Dioden mit jeweils einem C von 33 nF überbrückt).

Autor: Henry (Gast)
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An den Dioden entsteht Störstrahlung im Lang- und Mittelwellenbereich 
die über Trafo und Netzkabel abgestrahlt wird.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> (Dioden mit jeweils einem C von 33 nF überbrückt).
Ja, so kenne ich das auch, aber wo sind die C's über die +Dioden?
Ich sehe da nur welche nach Masse :-/

Geht hier der geneigte Entwickler davon aus, dass das Zusammenspiel mit 
dem Siebelko schon ausreichen wird?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Benedikt K. wrote:
> V. Baumann wrote:
>> Ich gehe
>> davon aus, dass diese der Entstörung dienen,
>
> Ja, richtig. Da die Dioden eine Weile brauchen, ehe sie sperren, leiten
> die auch kurz in Sperrichtung weiter. Das Abschalten erfolgt dann recht
> flott, was HF Störungen verursachen kann.

Das ist einer der wichtigen Punkte. Das andere ist, das man den 
Demodulationseffekt der Diode rausnimmt (der C schließt diese hf-mäßig 
kurz).

>
>> Was meint ihr, bringen die wirklich was, oder kann man die getrost
>> weglassen?
>
> Mit ist besser, ohne wird es aber auch funktionieren. Bei einem Netzteil
> ist das vermutlich nicht ganz so schlimm, außer bei Audiogeräten wo man
> diese Störungen hört.

Ich würde es auch bei NT einbauen, die flexibel eingesetzt werden. Z.B. 
im Labornetzteil oder anderen universellen Geräten. Denn man weiß ja nie 
was man im Lauf der Zeit mal so dranhängt. Und die 2 C's kosten nun 
wirklich nicht viel wenn man sie gleich einbaut. Nachrüsten ist immer 
lästiger ,-)


Wenn man es korrekt machen will: Dann setzt man auch 2 weitere Keramik- 
C's über die unbeschalteten Dioden. Denn die verhalten sich genauso. 
Viele Audiogeräte der 70er zeigen das. Heute vermutlich wegne der paar 
cents wegrationalisiert.

hth,
Andrew

Autor: Bernhard R. (barnyhh)
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Baut die Schaltung doch einfach auf, einmal mit und einmal ohne 
derartige Kondensatoren! Die (mit einem Widerstand belastete und mit 
einem Elko gesiebte) Gleichspannung am Ausgang könnt Ihr Euch dann 
wunderschön an einem breitbandigen Analog-Oszillographen anschauen. 
Das Ergebnis sollte folgendemaßen aussehen:
Zum Zeitpunkt des Stromabrisses in den Dioden entstehen hochfrequente 
Spikes auf der Betriebsspannung. Mit Kondensatoren sind Freuequnz und 
Amplitude der Spikes wesentlich reduziert .
Die Spikes der nicht abgeblockten Stromversorgung stören Analogschaltung 
manchmal ganz teuflisch. Ich habe diese Erfahrung vor langen Jahren 
machen "dürfen". Der Aufwand für mein damaliges Hardware-Debugging (Zeit 
und graue Haare) stand in absolut keinem Verhältnis zu den Minimalkosten 
solcher Kondensatoren.
Gut, wenn es um Großserien geht, dann mag es anders aussehen. Aber auch 
dort sind derartige "Angstkondensatoren" erst einmal vom Konstrukteur 
vorgesehen und werden später im Rahmen der kaufmännischen 
Produktoptimierung zum Teil weggelassen. Das sieht man wunderschön an 
vielen PC- und sonstigen Platinen:
Im Bestückungsaufdruck findet sich eine Anzahl von nicht bestückten 
Kondensatoren.

Zusammengefaßt:
Ich benutze seit dieser Erfahrung alle "Angstkondensatoren", deren 
Nutzen nicht eindeutig widerlegt ist. Meine Nerven sind mir das wert.

Bernhard

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Bernhard R. wrote:
> Die Spikes der nicht abgeblockten Stromversorgung stören Analogschaltung
> manchmal ganz teuflisch. Ich habe diese Erfahrung vor langen Jahren
> machen "dürfen". Der Aufwand für mein damaliges Hardware-Debugging (Zeit
> und graue Haare) stand in absolut keinem Verhältnis zu den Minimalkosten
> solcher Kondensatoren.
Korrekt. In Audioschaltungen, speziell Mikrofon- und Phonovorverstärkern 
hört man das Gesurre mitunter deutlich, noch schlimmer ist es bei 
Rundfunkgeräten, speziell eben von Langwelle bis in den mittleren 
Kurzwellenbereich. Ein Netzteil ohne Kondensatoren über dem 
Gleichrichter macht den Empfänger praktisch unbrauchbar. Teilweise kann 
so ein unentstörtes Netzteil auch andere Geräte stören, die an derselben 
Mehrfachsteckdose hängen. Angesichts der geringen Kosten sollte man 
generell Kondensatoren über die Dioden drüberlöten, es erspart nervende 
Geräusche.

Autor: juppi (Gast)
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Hallo

Was noch nicht geschrieben wurde, dass die Kond.
auch Spannungsspitzen aus dem Netz Abbfedern.
Die Dioden sind oft im Grenzbereich eingesetzt.
Zusätzlich kommt noch die kapazitive Kopplung der Prim und Sek Wicklung 
dazu.

MfG

Autor: V. Baumann (dr-robotnik)
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Danke für die Antworten!
Ich werde jetzt auf jeden Fall vier Kondensatoren vorsehen.

Bernhard R. wrote:
> Baut die Schaltung doch einfach auf, einmal mit und einmal ohne
> derartige Kondensatoren! Die (mit einem Widerstand belastete und mit
> einem Elko gesiebte) Gleichspannung am Ausgang könnt Ihr Euch dann
> wunderschön an einem breitbandigen Analog-Oszillographen anschauen.
> Das Ergebnis sollte folgendemaßen aussehen:
> Zum Zeitpunkt des Stromabrisses in den Dioden entstehen hochfrequente
> Spikes auf der Betriebsspannung. Mit Kondensatoren sind Freuequnz und
> Amplitude der Spikes wesentlich reduziert .

Meinst Du ich kann die Spikes am 200MHz Oszilloskop beobachten oder 
reicht die Bandbreite nicht aus? Ich würde gerne ein paar verschiedene 
Werte zwischen 10 und 100nF ausprobieren und schauen welcher am besten 
geignet ist.

Ansonsten würde ich die Schaltung in die Uni mitnehmen und jemanden 
suchen, der mir erklärt, wie ich es am spektrum-analyzer bestimmen kann.

Autor: Bernhard R. (barnyhh)
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Die Spikes sind im Verhältnis zur Periodendauer des 50-Hz-Signals 
(100-Hz-Signals) sehr kurz. Ein 200 MHz KO sollte allerdings locker 
ausreichen. Ich selbst habe damals mit einem 20MHz Analoggerät mit 
1:10-Vorteiler gemessen.

Bernhard

Autor: V. Baumann (dr-robotnik)
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OK. Ich werds mal ausprobieren und dann berichten.
Viele Grüße!

Autor: Gast/Exe (Gast)
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Hi folks.
Die Kondensatoren dienen sicherlich der Entstörung, vorzugsweise wenn 
eine rein ohmsche Last ohne Ladekondensator betrieben wird.
Mit Ladekondensator macht die Entstörung weniger Sinn.
Betrachtet man die Übergänge der beiden Halbwellen so herrscht hebbare 
Unstetigkeit d.h. es gibt zwei Tangenten an die Kurvenform bei rein 
ohmscher Last.
Löst man den Übergang mit sweep-delay (Tektronix) hoch auf sieht man 
dass sich die beiden Äste nicht "knickend" vereinigen sondern in Form 
einer umgestülpten Gaussglocke.
Spikes werden wohl eher nicht entstehen aber der grob unlineare 
Kurvenverlauf erzeugt Oberwellen welche durch die Kondensatoren gedämpft 
werden. An sich sollten es wohl 4 Kondensatoren sein, womit die Russen 
recht hatten.
Eine Kompensation des induktiven Blindstroms scheidet wegen der geringen 
Kapazität aus.
Exe

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Nennt sich im Datenblatt Sperrerholzeit oder so ähnlich. Eine 1N4001 hat 
so ca. 5us. In dieser Zeit ist die Diode quasi blind. Selbst kräftiger 
Gegenwind läßt sie nicht abschalten. Kann man am Scope gut sehen.

Mich würde mal interessieren, ob jemand mal einen Vergleich zwischen den 
Standarddioden 1N400x mit den schnelleren UF400x gemacht hat. Bringt das 
was bei 50Hz?
Die schnelleren Dioden sind ja kaum teurer.
Wie sieht es dann mit Schottky aus, z.B. 1N5817 ?

Übrigens kann man die 1N4007 und wohl auch manche 1N4004 aufwärts als 
PIN-Dioden für HF-Schalter benutzen.

Und wenn eine Schaltung partout nicht funktionieren soll:
1N400x in Spannungsvervielfacher-Anordnung mit Rechteck von einigen kHz 
angesteuert.


Gruß -
A.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Löst man den Übergang mit sweep-delay (Tektronix) hoch auf sieht man
>dass sich die beiden Äste nicht "knickend" vereinigen sondern in Form
>einer umgestülpten Gaussglocke.

Kannst du das mal als Foto posten?

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Abdul K. wrote:

> Wie sieht es dann mit Schottky aus, z.B. 1N5817 ?

Das bringt auf jeden Fall geringere Spannungsverluste. Bei zu knapp 
dimensionierten Netzteilen für kleine Spannungen (bis ca. 5V) kann man 
damit ggf. noch das entscheidende halbe Volt herausholen.

> Übrigens kann man die 1N4007 und wohl auch manche 1N4004 aufwärts als
> PIN-Dioden für HF-Schalter benutzen.

Pin-Dioden für HF-Schalter zeichnen sich durch eine besonders niedrige 
Sperrschichtkapazität aus. Die haben die 1N400x-er gerade nicht.

Jörg

Autor: Gast/Exe (Gast)
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@Matthias
Der Aufwand ist mir zu hoch da ich meist mit Arbeit überfrachtet bin 
aber ich sage dir wie es geht. Wenn du einen 465 hast oder besser kann 
der Lichtpunkt der 2. timebase per delayfeinpoti über die Kurvenform 
geschoben werden, also über den "Knickpunkt". Danach magnifier on und 
das zoom ist da.
Das was hier über recovery time erzählt wird ist Blech. Die greift nur 
im schnellen Schalterbetrieb mit Flankensteilheiten um 100V/us. Der 
Halbsinus durchläuft im Ohmlastfall die "letzten" 0.7V in einer MILLIsec 
oder so und das zudem "weich".
Es scheinen hier ohnehin wenige zu sein die wirklich "kerninteressiert" 
sind so hat sich niemand geneigt gezeigt die Schwachsinnsschaltung des 
vcos in ordentlichem Zustand hier wiederzufinden.
Exe

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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@Gast/Exe:
Das ist nicht Blech. Du kannst bei einer 1N4001 problemlos bei 50kHz 
Sinus die Sperrverzögerung sehen. Ich wollte auch erst sparen...
Kann das notfalls als Scope-Foto zeigen. Wohlgemerkt: Das sind 
Kilohertz. Bei 50Hz ist das natürlich viel entspannter.


Gruß -
Abdul

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gast/Exe wrote:
> Es scheinen hier ohnehin wenige zu sein die wirklich "kerninteressiert"
> sind so hat sich niemand geneigt gezeigt die Schwachsinnsschaltung des
> vcos in ordentlichem Zustand hier wiederzufinden.
> Exe

Entschuldige, welche Schaltung meinst Du? Sagst Du bitte mal was der 
"vcos" sein soll?

Autor: Dr. Robotnik (Gast)
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Ich vermute es soll heißen "des VCOs" also "des Voltage Controlled 
Oszillators". Stimmts?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Dr. Robotnik wrote:
> Ich vermute es soll heißen "des VCOs" also "des Voltage Controlled
> Oszillators". Stimmts?

Ach so, das alte Gast/exe Trauma da sich niemand für seinen Beitrag zum 
OP-AMP-Generator interessiert.
Ja, das würde es erklären.

Autor: Kasimeeeeer (Gast)
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Hallo,
ich würde sagen die Kondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden, 
dienen dem Schutz der Dioden vor z.B. Induktivenlasten, Spikes... 
usw.!!!!

Seid gegrüßt Kasimeeeeeer

Autor: V. Baumann (dr-robotnik)
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Halten wir fest: Die Kondensatoren sind aus vielerlei Hinsicht nützlich 
und sollten verwendet werden (wenn man nicht gerade auf knallharte 
Kostenoptimierung aus ist). Die Frage ist, wie groß sollte man sie 
wählen? 33nF als Faustregel oder abhängig von der Last?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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V. Baumann wrote:
> 33nF als Faustregel oder abhängig von der Last?

30-100nF würde ich als Faustregel nehmen. Einer der üblichen 100nF Cs 
die man auch an alle ICs macht eben.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ja, die Größe der C's ist relativ unkritisch. Ich habe mit Werten 
zwischen 10nF und 220nF gute Erfahrungen gemacht.

Autor: Gast/Exe (Gast)
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An Abdul.
Das ist schon klar. Bei 50KHz beträgt die Periodenzeit 20us und bei 50Hz 
20ms. Ein periodischer, oder besser halbperiodischer Betrieb, bei dieser 
Frequenz gerät in die Nähe des Schalterbetriebs. Hier wird die 
Durchlaufzeit durch die restlichen 0.7V nur ca 1us lang.

An Andrew
Voltage controlled oscillator ist ein englisches Wort und bedarf damit 
der Kleinschrift. Nur der Ordnung halber.
Wer selbst nicht fähig ist zum Thema etwas fachgerecht beizutragen der 
wird mit seinem eigenen Trauma nicht fertig oder verstehst zu wenig von 
der Materie, mein Freund?
Exe

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gast/Exe wrote:
> Wer selbst nicht fähig ist zum Thema etwas fachgerecht beizutragen der
> wird mit seinem eigenen Trauma nicht fertig

Du bist der beste Beweis für diese These.

Autor: Gast/Exe (Gast)
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Na dann Grossmaul Andrew leg einmal los.

Was ist der Grenzwert von lim((sin(3x)/x))³ für x gegen 0
Spar dir Google, du findest es nicht. Die Antwort bitte sofort ehe du 
zum Fachmann eilen kannst, ja.
Exe

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
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> Was ist der Grenzwert von lim((sin(3x)/x))³ für x gegen 0
Ich würde es mal mit der Regel von l'hospital versuchen. (27)

Autor: Wolf (Gast)
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Wer stöbert den so lange im Bronstein?
Etwa der A.T.?

Autor: Gast/Exe (Gast)
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Chapeau Stefan!

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich würde sagen:
'Exe' im Browser 
http://mathdraw.hawhaw.net/index.php?input=lim%28%...

also 27. Und mit Google gefunden, he he he.



So und nun wieder zu wirklichen Problemen. Laßt die olle Mathe den toten 
Altvorderen...


Gruß -
Abdul

Autor: Exe (Gast)
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Lol

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