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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik soundkarte als oszi | galvanische trennung


Autor: wayne (Gast)
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hallo!

da ich z.Z kein geld für ein oszi ausgeben möchte, aber nicht ganz auf 
einen verzichten will, möchte ich auf meine soundkarte zurück greifen 
(mit den genauigkeits und frequenz einschränkungen kann ich fürs erste 
leben)

nun zu meiner frage:

galvanische trennung.

ich habe mehrmals gelesen, das man den eingang galvanisch vom messobjekt 
trennen soll.
meine erste frage wäre: warum?
oder anders, welcher der folgenden punkte könnte zum problem werden?

euer wiki spukt folgende gründe aus:
    *  Vermeidung von Masseschleifen/Brummschleifen
    * Aus Sicherheitsgründen
    * Als Schutzmaßnahme (z.B. für den Rest der Schaltung)
    * RS485-Receiver erkennen Signale nur innerhalb bestimmter 
Gleichtakt-

meine zweite frage, wäre wie?
einfach über zwei kondensatoren? ( 1 nF oder sowas) je kleiner je besser 
oder?

o----∙---||-------o
     |        |
     _       ._
    | |      | |
    |_|      |_|
     |        |
o----∙---||-------o

(links messpunkt | rechts lineIn)
bei den widerständen bin ich mir irgendwie nicht sicher ob die überhaupt 
müssen :? aber irgendwas sagt mir mach sie rein ^^

Autor: wayne (Gast)
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sorry für den doppel post....aber es gibt noch eine frage...

auch auf die gefahr hin das ich mich jetzt vollkommen lächerlich mache 
:p aber diese frage stell ich mir schon seit ewigkeiten ^^

Ich nenne das thema einfach mal: warum funktioniert galvanische trennung 
:?


Wenn ich an den galvanisch getrennten Pluspol fasse, wieso fließen
dann keine Elektronen von der Erde durch mich in diesen Pluspol? Wissen
die irgendwoher, zu welchem Stromkreis die gehören oder wie soll das
gehen?

Autor: Olaf (Gast)
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> ich habe mehrmals gelesen, das man den eingang galvanisch vom
> messobjekt trennen soll.

Halte ich fuer Unsinn. Ein normales Oszi hat auch keine Trennung vom
Schutzleiter. Es gibt zwar Anwendung wo man sich eine getrennte Masse
von seinem DUT wuenscht und auch herstellt, zum Beispiel wenn man die
Masse eben nicht an Massepotential klemmen moechte, aber bei einer
Soundkarte halte ich das nicht fuer notwendig. Man wird da eh
nur in kleinem Rahmen an ein paar Operationsverstaerkern oder einem
Controller rummessen.

Was sinnvoll ist das ist eine gewisse Schutzschaltung gegen 
Ueberspannung.

> einfach über zwei kondensatoren? ( 1 nF oder sowas) je kleiner je
> besser oder?

Nein, dann gehen ja irgenwann auch deine Messsignale da nicht mehr 
drueber.


> Wenn ich an den galvanisch getrennten Pluspol fasse, wieso fließen
> dann keine Elektronen von der Erde durch mich in diesen Pluspol?

Oh, sie tun es. Fass mal an die Spitze eines Oszis und du wirst dann
50Hz sehen. Wie weit das von belang ist, ist immer eine Frage der
Pegel und des Innenwiderstandes deines Oszis.

Olaf

Autor: wayne (Gast)
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danke für deine antwort.

hab das ganze jetzt ohne trennung realisiert...gleich mal schauen obs 
funktioniert..


>Oh, sie tun es. Fass mal an die Spitze eines Oszis und du wirst dann
>50Hz sehen. Wie weit das von belang ist, ist immer eine Frage der
>Pegel und des Innenwiderstandes deines Oszis.

:?

um das standard beispiel zubringen:
vogel setzt sich auf hochspannungsleitung... warum wird er nicht 
gegrillt?

nach meiner logik müsste er gegrillt werden ^^...ich stell mir das ganze 
wie einen kondensator vor... negativ geladene Leitung (viele elektronen) 
vogel neutral/positiv ggü. der leitung (weniger elektronen)
setzt der vogel sich jetzt auf die leitung müssen doch elektronen in ihn 
reinströmen, oder nicht?
gut, da der vogel nicht alzu groß ist wird er sich dem potential schnell 
angepasst haben..

mir ist einfach schleierhaft warum ein stromkreis geschlossen sein 
muss...

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
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wayne schrieb:
> mir ist einfach schleierhaft warum ein stromkreis geschlossen sein
> muss...

Luft ist ein relativ guter Isolator.

Autor: Olaf (Gast)
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> nach meiner logik müsste er gegrillt werden ^^...ich stell mir das ganze
> wie einen kondensator vor...

Ein normales Oszi hat 1Mohm oder 10Mohm Eingangswiderstand. Da reichen 
bereits sehr geringe Stroeme um etwas anzuzeigen.

Damit einem Vogel die Fluegel qualmen muss schon etwas mehr Strom 
fliessen, dafuer reicht der hohe Widerstand durch die Luft nicht. Selbst 
wenn das Hochspannungskabel nur 1m ueber der Erde waere wuerde 
vermutlich nicht genug Strom fliessen, allerdings springt dann ein Funke 
ueber und ueberbrueckt den hohen Widerstand der Luft und danach fliesst 
dann genug Strom fuer ein Grillhaehnchen.

Olaf

Autor: wayne (Gast)
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ich glaube ihr versteht mich nicht....oder ich euch nicht ^^

vogel sitzt auf blanker leitung.. da sind gaaaanz viele elektronen drin
vogel hat gaaanz wenig elektronen.
desweiteren ist der widerstand zwischen vogel und gegenpol/erde 
unendlich

warum hüpfen jetzt nicht die elektronen von der leitung in den vogel?

---||.---..||-
so stelle ich mir das vor.
links die stromleitung rechts der vogel.
wenn jetzt die platte mit dem punkt negativ geladen ist...wird doch auch 
die platte mit den zwei punkten negativ werden, oder nicht?
und damit wären ja elektronen vom leiter in den vogel geflossen :?


aber nochmal zum eigentlichen oszi soundkarten projekt:

das ganze läuft jetzt soweit eigentlich ganz ok....sagen wir es kommt 
was an ^^

aber, kann es sein das das ganze nur mit wechselspannungen funktioniert? 
gebe ich ein einfaches ttl signal auf den eingang kommt sowas dabei 
raus:

|\_____  _______/|______
       |/

das heißt er regiert nur auf die veränderung selbst...das ist aber 
suboptimal :,(

Autor: Guido (Gast)
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Hallo Wayne,

hast Du die Messung ohne Trennung durchgeführt? Kannst Du 
Gleichspannungspegel messen? Wenn nein, hat Deine Soundkarte vermutlich 
einen Eingangsfilter. Dies müsstest Du auf dem Layout der Soundkarte 
"ablesen" können.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: wayne (Gast)
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gleichspannungen kann ich nicht messen...nur veränderliche sachen kann 
ich messen...
ich vermute auchmal das da ein filter vorhanden ist...

evtl. gibt es aber auch eine oszi software die das koorigieren kann...

|\_____  _______/|______
       |/
1      2        1


letztlich ist das ja kein hexenwerk was hier passiert... 1 zieht die 
spannung hoch 2 senkt sie wieder auf 0 bzw. genau umgekehrt.

wie sieht so ein eingangsfilter denn aus? ist das einfach nur ein 
kondensator den man überbrücken muss?

Autor: Jensemann (Gast)
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Hallo Wayne,

stell Dir das Beispiel mit dem Vogel einfach mal wie einen 
Spannungsteiler vor.

Normaler Spannungsteiler:
Am kleinen Widerstand fällt wenig Spannung ab.
Am großen Widerstand fällt viel Spannung ab.

Der Vogel hat einen relativ kleinen Innenwiderstand. Die Luft bis zum 
Boden hat einen sehr sehr großen Widerstand.
Also fällt am Vogel sehr sehr wenig Spannung ab, an der Luft dagegen 
viel.
Der Gesamtwiderstand Vogel + Luft ist sehr groß -> insgesamt fließt sehr 
wenig Strom = wenige Elektronen.
Deshalb: Durch den Vogel fließen wenige nur wenige Elektronen (weil 
geringer Strom und geringe Spannung)

Diese einfache "Ersatzschaltbild" ist natürlich unvollkommen, hilft aber 
hoffe ich beim Verständnis. Für das absolut korrekte Verständnis müsste 
man sich natürlich mit elektrischen Feldern und Hochspannungstechnik, 
Entladungen und Teilentladungen - die Trichelentladungen kitzeln so 
schön...;-) - intensiver beschäftigen.

Grüße, Jens

Autor: Guido (Gast)
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Hallo Wayne,

hier ein Link zu einem, wie ich hoffe für Dich interessanten Artikel.
Die Soundkarte in der Messtechnik
http://mitarbeiter.fh-heilbronn.de/~ellwein/soundk...

Zitat: "Die Soundkarten haben meistens kapazitiv gekoppelte Eingänge. 
Insbesondere bei den «NoNameKarten» muss das aber nicht so sein. Dieses 
Eingangsfilter macht es allerdings unmöglich, sehr niederfrequente oder 
DCSignale zu messen. Es empfiehlt sich auf jeden Fall, für den 
professionellen Bereich Karten eines namhaften Herstellers zu 
verwenden."

Mit freundlichen Grüßen
Guido

Autor: wayne (Gast)
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so, habe mal etwas rumprobiert

ab zirka 300hz bekommt man bei einem rechtecksignal eine ansehnliche 
form
vorher endlädt sich der eingangskondensator wohl zu schnell


ab zirka 2khz wirds unschön...mag an meiner billigen onboard notebook 
(baujahr ´99) liegen ^^
Bei 14khz hat man aber nur noch willkürliche dreiecke (wenn überhaupt) 
bei 44100 samples/s aber nicht weiter verwunderlich...

gemessen wurde die ausgangsspannung eines avr atmega8


hier 3 Beispiele

http://img41.imageshack.us/img41/9309/scope62hzbw.jpg
http://img41.imageshack.us/img41/8462/scope156hzbw.jpg
http://img27.imageshack.us/img27/3795/scope312hzbw.jpg



gruß

Autor: Ich (Gast)
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Abgesehen vom sehr eingeschränktem Frequenzbereich:
Die Soundkartenlösung ist eher für Sinussignale brauchbar. Bei 
Rechtecksignalen sollte man sie eher als Indikator (hier ist was) 
betrachten. Mit Messen hat das dann nichts zu tun.


>vorher endlädt sich der eingangskondensator wohl zu schnell

Da keine Gleichspannungsmessung möglich ist, muss für ein brauchbares 
Ergebnis eine stetige Änderung der Eingangsgröße erfolgen. Das ist bei 
einem Rechtecksignal nicht gegeben.

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