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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutz von analogen Eingängen + Zusatz


Autor: Andre M. (andre-m)
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Hallo zusammen,

ich bastel an der Schutzbeschaltung einer Messkarte. Dort sollen die 
analogen Eingänge geschützt werden vor Überspannung. Die Eingänge sind 
dabei für +/- 10V ausgelegt. Ich hab mich dabei für eine symmetrische 
Spannungsbengrenzung entschieden. Davor noch einen Spannungsteiler, um 
auch grössere Spannungen zu messen.
Da ich noch recht unerfahren im Schaltungsentwurf bin, hab ich folgenden 
Fragen:
- Bei grösseren Widerständen habe ich ja zusätzliche Induktivitäten. Wie 
gleiche ich diese mit einem Kondensator aus? (Dimensionierung)
- Brauche ich einen zusätzlichen Strombegrenzungswiderstand, damit die 
Dioden keine Rauchzeichen geben?

Ich würde dann die Schaltung auch gerne noch erweitern, bin da aber im 
moment ein wenig ideenlos. Angedacht hatte ich an eine Anzeige, die mir 
ausgibt ob eine zu hohe Spannung anliegt (also die Zenerdioden 
durchbrechen) in Form eine Led. Da aber Wechselspannung anliegt, weiss 
ich nicht wie ich die Diode verschalten muss. Vielleicht könnt ihr mir 
da einen Tipp geben?


Danke euch schonmal im vorraus :-)

Gruss André

Autor: Michael (Gast)
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Also ich würde es wie im Anhang machen. Zwei Dioden in Sperrrichtung 
zwischen positiver und negativer Spannungsversorgung der Messkarte 
schalten (ich nehm mal an dass diese zwischen +10V und -10V liegt). R1 
dient der Strombegrenzung für die Dioden. Sollte ohne Probleme so 
funktionieren. Der Messpunkt wäre hier "out". Durch die Dioden kann hier 
nur eine Spannung zwischen ca. +11V und -11V auftreten. Kannst du dir ja 
mal in Spice anschaun, hier die Netzliste:
* 2009-11-12 10:33:27 +0100
.dc Vsignal -150 150 1
.print dc v(out) I(Vcurrent)
R1 1 5 10k
D1 out 2 1N4148 1.0 OFF TEMP=27
D2 3 out 1N4148 1.0 OFF TEMP=27
Vcc 2 0 DC 10
Vss 0 3 DC 10
R2 1 4 10k
R3 0 1 1k
VSignal 4 0 DC 150
Vcurrent 5 out DC 0
.MODEL 1N4148 D (
+ Is=0.1p Rs=16 CJO=2p Tt=12n Bv=100 Ibv=0.1p
+)

.end

Autor: KlaRa (Gast)
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Hallo André

- Bei grösseren Widerständen habe ich ja zusätzliche Induktivitäten. Wie
gleiche ich diese mit einem Kondensator aus? (Dimensionierung)

Die Induktivitäten spielen kaum eine Rolle. Oder in welchen 
Frequenzbereichen soll gemessen werden?

- Brauche ich einen zusätzlichen Strombegrenzungswiderstand, damit die
Dioden keine Rauchzeichen geben?

Bei 1M dürfte der zulässige Strom der Zenerdioden wohl nie erreicht 
werden.

Deine Zenerdioden haben enenfalls Kapazitäten die Du bei diesem 
hochohmigen Spannungsteiler mit berücksichtigen solltest. Schau mal nach 
ob Du unter Google etwas zu "Tastkopf" finden kannst. Bei Oszillografen 
hat man es auch mit Spannungsteilern zu tun. Dort wird dann die 
Eingangskapazität mittels RC-Filter in gewissen Grenzen kompensiert.

Gruss Klaus.

Autor: Andre M. (andre-m)
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Hi,

danke für die fixen Antworten. Die max. Ferquenz liegt bei 20kHz. Ich 
werd jetzt erstmal euren Tipps nachgehen und dann später nochmal posten 
was beim rumgekommen ist :-)

Autor: Michael (Gast)
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Na 20kHz ist ja nix, da werden dir die parasitären Effekte der 
Widerstände und Dioden wohl kaum die Messung verhunzen. ;)

Autor: Michael (Gast)
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Hab mal eben ne Sinusquelle mit 150V Amplitude über meine oben 
angegebene Schaltung drüber laufen lassen. So sähe dann der Stromverlauf 
durch R1 (und somit durch die Dioden) aus ;)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Bei 1M dürfte der zulässige Strom der Zenerdioden wohl nie erreicht
>werden.

Aber der Leckstrom der Zenerdioden wird dir ein Problem bereiten. Besser 
ist es du schaltets eine Diode an GND und die andere an (+) 
Versorgungsspannung. Auch hier must du Dioden mit einem moeglichst 
geringen Leckstrom nehmen. Besser als Dioden sind hier J-Fets deren 
Gate-Source Diode einen geringeren Leckstrom hat.

Gruss Helmi

Beitrag "Diode mit kleinem, wirklich kleinem, Sperrstrom"

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