Wie diese Schaltung funktioniert, ist eigentlich schon klar. Aber warum ist hinter der ersten Stufe mit R1, D1, D2, D3, D4 das ganze nochmal aufgebaut mit R2, D5, D6, D7, D8 ?
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Zur Funktionsanalyse muss man sich die Dioden als nichtlineare widerstaende denken.
Vermutlich um auch die Begrenzung steiler zu machen. Wobei man dann besser getrennte 500 Ohm Widerstände verwenden sollte. D1 und D5 parallel macht auch wenig Sinn. Ist der Schaltplan so wirklich richtig?
D1, D5, D4, D8 sollen womöglich nur verhindern, dass ein Strom in die Quellen (UL, LL) fließt, so kann ein Strom der außerhalb liegt lediglich in die Masse abfließen.
Denke ich nicht, UL und LL stehen vermutlich für Upper und Lower Limit und legen den Begrenzungspegel fest. Im Normalfall leiten D1 und D5 durch die Vorspannung an UL, somit sperren D2 und D6. Sobald der Pegel an IN die Spannung an UL übersteigt, leiten D2 und D6 wodurch deren Innenwiderstand sinkt, das Signal wird gedämpft. Für die untere Hälfte funktioniert das mit negativen Spannungen genauso.
Didlmaus schrieb: > Wie diese Schaltung funktioniert, ist eigentlich schon klar. > Aber warum ist hinter der ersten Stufe mit R1, D1, D2, D3, D4 das ganze > nochmal aufgebaut mit R2, D5, D6, D7, D8 ? Antwort: Weil derjenige der es konstuiert hat einen Fehler gemacht hat. Bei korrekter Dimnesionierung sind R1, D1, D2, D3, D4 vollkommen ausreichend und D5, D6, D7, D8 überflüssing. Über R2 kann man streiten ob dieser Sinn macht oder nicht - dazu fehlt hier die Detailinfo wie es hinter OUT weitergeht.
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Benedikt K. (benedikt) (Moderator) schrieb: >Vermutlich um auch die Begrenzung steiler zu machen. Wobei man dann >besser getrennte 500 Ohm Widerstände verwenden sollte. D1 und D5 >parallel macht auch wenig Sinn. >Ist der Schaltplan so wirklich richtig? Ja, wobei D1 & D2, D3 & D4, D5 & D6 sowie D7 & D8 jeweils Doppeldioden im SOT23 Gehäuse sind. Andrew Taylor (marsufant) schrieb: >Über R2 kann man streiten >ob dieser Sinn macht oder nicht - dazu fehlt hier die Detailinfo wie es >hinter OUT weitergeht. Dort ist einfach ein OP als Buffer. @ hier mal ein Schaltplan mit getrennten 500 Ohm Widerständen
Didlmaus schrieb: > Andrew Taylor (marsufant) schrieb: >>Über R2 kann man streiten >>ob dieser Sinn macht oder nicht - dazu fehlt hier die Detailinfo wie es >>hinter OUT weitergeht. > > Dort ist einfach ein OP als Buffer. > > @ hier mal ein Schaltplan mit getrennten 500 Ohm Widerständen Danke für die Detailierung. R2 kann man weglassen, und D5, D6,D7 und D0 sowie R5 R6 sollte man auf jeden Fall weglassen - weil sie einfach keinen Sinn machen kann man sich das sparen.
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Bevor hier noch weiter im Trüben gefischt wird: ;-) Die Dioden rechts dienen einfach dazu, das bereits durch die linken Dioden begrenzte Signal noch ein zweites Mal zu begrenzen und damit die Qualität des Begrenzers zu verbessern. Nach nach der ersten Stufe hängt das begrenzte Signal wegen des stark variierenden Diodenstroms und der endlichen Steigung der Diodenkennlinie noch relativ stark von der Eingangsspannung ab. Die zweite Stufe hat es da wesentlich leichter, da das eingehende Signal in seiner Amplitude bereits grob begrenzt ist, so dass dort der Diodenstrom annähernd konstant ist. Idealerweise sollte sie aber ihre eigenen 500Ω-Widerstände bekommen. Das ist im Wesentlichen das, was auch Benedikt schon geschrieben hat. Damit ihr's glaubt, habe ich drei unterschiedliche Varianten der Schaltung durch den Simulator geschickt. 1. Die Originalschaltung 2. Die Originalschaltung ohne die zweite Begrenzerstufe 3. Die Originalschaltung mit zusätzlichen 500Ω-Widerständen Wie man sieht, verläuft die Ausgangsspannung für Eingangsspannungen oberhalb von 5V bei nur einer Stufe längst nicht so horizontal, wie es bei einem idealen Begrenzer der Fall wäre (UA2). Das Hinzufügen der zweiten Stufe bringt eine deutliche Verbesserung (UA3). Die Verwendung von gemeinsamen 500Ω-Widerständen wie in der Originalschaltung hebt die Ausgangsspannung etwas an, verschlechtert aber die Steigung der Kurve nur unwesentlich (UA1). Deswegen ist die Schaltung so schon in Ordnung.
Hallo, wie ich sehe wurde der Limiter mit Schottky-Dioden aufgebaut. Hat dies einen speziellen Grund? Mit freundlichen Grüßen Guido
Guido schrieb: > Hallo, > > wie ich sehe wurde der Limiter mit Schottky-Dioden aufgebaut. Hat dies > einen speziellen Grund? > Schnelles Schalten der Dioden und weniger Spanungsfall als eine DUS.
Schottky sind seher schnell und haben einen geringen Spannungsabfalls. >Die Dioden rechts dienen einfach dazu, das bereits durch die linken >Dioden begrenzte Signal noch ein zweites Mal zu begrenzen und damit die >Qualität des Begrenzers zu verbessern. Das glaube ich nicht, Tim! Das Limiting hat auch in Gegenrichtung zu Erfolgen, von Seiten der Lautsprecher. Die werden über Harmonische aufgeladen und emitieren gfs bei Abschaltung des AMPs zu hohe Spannungen.
@Al Borland > Schottky sind seher schnell und haben einen geringen Spannungsabfalls. Dank für den Info. > Das glaube ich nicht, Tim! > Das Limiting hat auch in Gegenrichtung zu Erfolgen, Der Limiter funktioniert auch "einstufig" bereits in beide Richtungen. @YALU Müsste nicht R1=R7||R12 und R2=R9||R13 gewählt werden um die "Die Originalschaltung" und "Die Originalschaltung mit zusätzlichen 500Ω-Widerständen" sinnvoll vergleichen zu können? Mit freundlichen Grüßen Guido
Sieht für mich ziemlich paranoid aus. Normalerweise hat man nur R1, D2 und D3, wobei die Schottky-Dioden direkt gegen die Versorgungsspannungen geschaltet sind. Das ist in der Regel ausreichend, da an den Eingängen normalerweise pn-Übergänge sitzen, die nicht leitend werden dürfen. Jetzt wird hier aber mit D1 und R3, bzw. D4 und R4, sogar eine Hilfsspannung erzeugt, die um einen Diodenspannungsabfall niedriger als die Versorgungsspannung ist. Dadurch werden R2, D6 und D7 eigentlich überflüssig. Vollends paranoid sind aber die Dioden D5 und D8, die die Schutzwirkung von D1 und D4 wieder verschlechtern. Didlmaus, für welchen Chip soll diese paranoide und wahnhafte Schutzschaltung denn sein? Ich kann mir nicht vorstellen, daß so eine Schutzschaltung vom Hersteller empfohlen wird. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: > Sieht für mich ziemlich paranoid aus.... > Didlmaus, für welchen Chip soll diese paranoide und wahnhafte > Schutzschaltung denn sein? Ich kann mir nicht vorstellen, daß so eine > Schutzschaltung vom Hersteller empfohlen wird. > > Kai Klaas Lies Dir dazu einfach mal die Ausführungen von yalu um 03.12.2009 13:26 durch, die Du weiter oben findest. Dann sollte der Zweck klar sein.
>Lies Dir dazu einfach mal die Ausführungen von yalu um 03.12.2009 13:26 >durch, die Du weiter oben findest. > >Dann sollte der Zweck klar sein. Ach, auf einmal macht es Sinn wo du noch um 10:32 sagtest, dass es keinen Sinn macht? Interessant...
Hallo Andrew, >Lies Dir dazu einfach mal die Ausführungen von yalu um 03.12.2009 13:26 >durch, die Du weiter oben findest. > >Dann sollte der Zweck klar sein. Habe ich. Yalus Ausführungen unterstützen ja gerade meine Meinung. Alle von ihm berechneten Varianten ergeben eine Eingangsspannung von deutlich unter 5V. Also ist doch Etliches an der Schutzschaltung überflüssig. Ich habe noch nie eine so aufwendige Schutzschaltung gesehen, deswegen interessiert mich, für welchen Chip die sein soll. Kai Klaas
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Guido schrieb: > Müsste nicht R1=R7||R12 und R2=R9||R13 gewählt werden um die "Die > Originalschaltung" und "Die Originalschaltung mit zusätzlichen > 500Ω-Widerständen" sinnvoll vergleichen zu können? Oh ja, danke für den Hinweis! Ersetzt man die 500Ω-Widerstände in der rechten Schaltung durch 1kΩ, passen jetzt auch die Spannungspegel der beiden Schaltungen zusammen. Da die beiden Kurven jetzt fast deckungs- gleich sind, habe ich das Diagramm in y-Richtung etwas gespreizt, damit man den verbleibenden Unterschied besser erkennen kann. @Kai: > Vollends paranoid sind aber die Dioden D5 und D8, die die > Schutzwirkung von D1 und D4 wieder verschlechtern. Ich bin ursprünglich davon ausgegangen, dass der Begrenzer der Signal- verarbeitung (evtl. auch im HF-Bereich) dient und deswegen eine Kenn- linie mit möglichst scharfen Ecken und horizontalen Kurvenabschnitten im Begrenzungsbereich aufweisen sollte. Wenn es sich dabei um eine Schutz- schaltung handelt, ist der Aufbau tatsächlich maximal paranoid :)
Hallo Yalu, >Ich bin ursprünglich davon ausgegangen, dass der Begrenzer der Signal- >verarbeitung (evtl. auch im HF-Bereich) dient und deswegen eine Kenn- >linie mit möglichst scharfen Ecken und horizontalen Kurvenabschnitten im >Begrenzungsbereich aufweisen sollte. Ja, stimmt, das ist ein gutes Argument! Kai Klaas
yalu schrieb: > Oh ja, danke für den Hinweis! Ersetzt man die 500Ω-Widerstände in der > rechten Schaltung durch 1kΩ, passen jetzt auch die Spannungspegel der > beiden Schaltungen zusammen. Da die beiden Kurven jetzt fast deckungs- > gleich sind, habe ich das Diagramm in y-Richtung etwas gespreizt, damit > man den verbleibenden Unterschied besser erkennen kann. Dann stimmen wir jetzt wohl überein, das folgendes Sinn macht: D5, D6,D7 und D0 sowie R5 R6 sollte man weglassen - es sei den man möchte die verbleibenden 10mV Differenz in der Begrenzerkurve Deiner Simulation als Grundlage für den Mehraufwand an Bauteilen nehmen. In der Realität fällt sowas durch die unvermeidbaren Bauteiletoleranzen eh nicht weiter ins Gewicht.
> Oh ja, danke für den Hinweis! Ersetzt man die 500Ω-Widerstände in der > rechten Schaltung durch 1kΩ, passen jetzt auch die Spannungspegel der > beiden Schaltungen zusammen. Da die beiden Kurven jetzt fast deckungs- > gleich sind, habe ich das Diagramm in y-Richtung etwas gespreizt, damit > man den verbleibenden Unterschied besser erkennen kann. Danke für die erneute Simulation und das Einstellen der Ergebnisse. Hat mir das "Anwerfen" von Spice erspart ;-) Mit freundlichen Grüßen Guido
Hallo Andrew, >Dann stimmen wir jetzt wohl überein, das folgendes Sinn macht: D5, D6,D7 >und D0 sowie R5 R6 sollte man weglassen - Ah ja, tun wir das? Weiter oben hast du den Mehraufwand noch verteitigt: >Lies Dir dazu einfach mal die Ausführungen von yalu um 03.12.2009 13:26 >durch, die Du weiter oben findest. > >Dann sollte der Zweck klar sein. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: >> > Ah ja, tun wir das? > > Weiter oben hast du den Mehraufwand noch verteitigt: Du irrst. Du hattest nach einer Erläuterung gefragt (darauf bezog sich mein quoting Deiner Frage) Ich habe nicht den Mehraufwand verteidigt, sondern Dich auf einen Beitrag aufmerksam gemacht der eine ausführliche Erklärung beeinhaltet.
Wie geil ist das denn, jetzt fängt der Andrew aber an sich rauszureden wie blöde. Erinnert an einen gewissen Exe der hier mal durchs Forum streifte...
Michael, Du mußt nicht immer darauf hinweisen das Du es auch diesmal nicht in die zweite Klasse im Kindergarten für Denkzwerge geschafft hast.
Oh, und da ist es wieder, das niedere Niveau von Andrew wenn ihm die Argumente ausgehen.
Solange wir nicht wissen wie groß UL und LL sind, bzw. was nach 'OUT' kommt, ist alles Kaffesatzleserei. Bei UL = LL = |5V| fliessen 2 x 10mA in die Begrenzerschaltung(Schaltbild vom TO). In weiteren Schaltungen/Simulationen sind es sogar 4 x 10mA. Bei diesen Werten ist jede Diskussion unsinig. Also her mit dem Originalschaltbild!
Andrew Taylor schrieb: > Dann stimmen wir jetzt wohl überein, das folgendes Sinn macht: D5, > D6,D7 und D0 sowie R5 R6 sollte man weglassen - Für eine Schutzschaltung ja, aber (wie oben geschrieben) könnte die Schaltung einen ganz anderen Zweck haben. Solange wir diesen nicht kennen, ist es sinnlos, noch lange über Vereinfachungen und Optimie- rungen zu diskutieren > es sei den man möchte die verbleibenden 10mV Differenz in der > Begrenzerkurve Deiner Simulation als Grundlage für den Mehraufwand an > Bauteilen nehmen. Schau dir die Bilder noch einmal an: Die 10mV sind der Unterschied zwischen der Originalschaltung (grüne Kurve) und der Schaltung, bei der die 500Ω-Widerstände jeweils durch zwei getrennte 1kΩ-Widerstände ersetzt wurden (rote Kurve). Die von dir vorgeschlagene vereinfachte Variante weicht aber schon recht deutlich davon ab (blaue Kurve). Nimmt man als Qualitätsmaßstab die Unabhängigkeit des Ausgangssignals vom Eingangssignal im Bereich der Begrenzung, ist ein deutlicher Unter- schied erkennbar. Im Bereich von Ue = 6V..20V variiert die Ausgangs- spannung um folgende Werte:
1 | Schaltung Qualität Bauteilaufwand |
2 | Nr. im Bild von 13:26 ΔUa/mV Dioden Widerstände |
3 | -------------------------------------------------------- |
4 | 1 links 28 8 4 |
5 | 2 Mitte 89 4 2 |
6 | 3 rechts 20 8 6 |
7 | -------------------------------------------------------- |
Die Originalschaltung hat also im Vergleich zu deiner Vereinfachung zwar
einen um den Faktor 2 höheren Bauteilaufwand, aber einen um den Faktor
4,5 verbessertes ΔUa. Das könnte je nach Anwendung schon ein Anreiz
gewesen sein, die Sache etwas komplizierter zu machen.
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Mensch Didlmaus, jetzt verrat uns doch endlich, wo diese geheimnisumwit-
terte Schaltung dazugehört. Vielleicht zu der ebenfalls noch völlig im
Dunkeln liegenden Signalquelle aus deinem anderen Thread? ;-)
Beitrag "Negative Spannung verwenden?"
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> Die Originalschaltung hat also im Vergleich zu deiner Vereinfachung > zwar einen um den Faktor 2 höheren Bauteilaufwand, aber einen um den > Faktor 4,5 verbessertes ΔUa. Fehler: Es sollte Faktor 3,2 heißen. Der Faktor 4,5 gilt für Schaltung 3, die mit den beiden zusätzlichen Widerständen noch besser abschneidet.
@alle: Au weia, was hab ich da losgetreten! Um das mal aufzuklären: Es ist weder eine Schaltung zur Lautstärken-begrenzung noch eine IC-Schutzbeschaltung. Sorry Leute :-) Die Schaltung ist aus einem wahnsinnig aufwendigen Regelungstechnischen Gerät. Die Limiter-schaltung dient dazu, das Ausgangssignal auf einen einstellbaren Bereich zu begrenzen (wahrscheinlich um den Aktor zu schützen). Die Spannung "Upper-Limit" (UL) kann von 0..+15V eingestellt werden. Die Spannung "Lower-Limit" (LL) kann von 0..-15V eingestllt werden. Upper-Limit und Lower-Limit können unabhängig voneinander eingestellt werden. Da mir nicht klar war, was es bringt die Schaltung mit R1, D1, D2, D3 und D4 nochmal dahinter zu schalten habe ich das hier gepostet. Jetzt konnte ich einen der Entwickler nach der Wirkungsweise dieses Limiters fragen, er sagte sinngemäß: "wir haben das von einem anderen Profigerät abgeschaut" AU WEIA
Da hätte man doch einen Op nehmen können an denen man solche Spannungsbegrenzungen simpel einstellen kann. Hab ich gelegentlich schon im HF Bereich gesehen da die Dioden und die vielen Widerstände einen parasitären Tiefpass bilden und das HF Signal dann nicht mehr passieren lassen.
> "wir haben das von einem anderen Profigerät abgeschaut" AU WEIA
Nur keine Skrupel... ;-)
Solche Schaltungen findet man in Komponententestern um eine in Bezug auf Spannung/Strom definierte Abschlußimpedanz zu realisieren. In früheren Datenblättern für TTL-ICs findet man noch die klassische Schottky-Dioden-Brücke als Ausgangslast in den Testschaltungen. Ob der obige Schaltplan im Detail Sinn macht, habe ich nicht kontrolliert.
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