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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbegrenzung am Piezo


Autor: Sascha (Gast)
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Guten Morgen allerseits,

ich soll mir für ein Projekt eine "Überspannungsschutzsystematik" 
ausdenken. Generell habe ich hierzu nur die Erfahrungen aus dem 
Physikunterreicht in der Schule und ein wenig Bestelerfahrungen von 
kleineren LED Projekten.

Was gemacht werden soll:
Die Spannung hinter einem Piezo Element soll, um Schaden an einem 
Ladungsverstärker zu vermeiden, auf 1,2 V begrenzt werden. Positiv wie 
negativ.

Was mir so als erstes einfallen würde wären Supressor Dioden, ich wollte 
hier nur noch mal von den Profis hören ob dass auch die beste Methode 
ist, bzw. wie man das Eigentlich löst.

Maximal erzeugt das Piezo etwar 10 Volt, begrenzen will ich es wie 
gesagt auf 1,2 Volt.

Für Vor- oder Ratschläge bin ich sehr dankbar.

Gruß Sascha

Autor: Floh (Gast)
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So was ?
Wie genau müssen den die 1,2 Volt sein?

Autor: Sascha (Gast)
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So genau wie es mit "Hausmannsware" geht. Also muss jetzt nicht im Mikro 
Bereich hinhauen, aber +/- 0,01 Volt wären schön.

Kannst du die Schaltung mal erklären? Wozu jeweils zwei Dioden mein ich 
jetzt? Hast du eine Empfehlung bezüglich der Dioden selbst?

Autor: Floh (Gast)
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Eine Diode fängt etw ab ihrer Flussspannung an zu leiten.
Bei 2 Dioden in Reihe ergibt das etwa 1,2 Volt "Schwelle".
Davon 2 Gruppen antiparallel, um negative wie positive Spannungen zu 
begrenzen.
:-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Sascha schrieb:
> aber +/- 0,01 Volt wären schön.
So genau klappt das mit einer simplen Diodenschaltung (und seinen es 
auch TVS-Dioden) niemals.

> Kannst du die Schaltung mal erklären?
Wenn es mehr als 2xUf werden, beginnen die Dioden zu leiten. Einmal in 
die eine Richtung (die oberen beiden), und einmal umgekehrt (die 
unteren)...

Autor: Sascha (Gast)
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Okay, das ist logisch und Verständlich. Womit bekomme ich es nun genauer 
hin?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Sascha schrieb:
> Womit bekomme ich es nun genauer hin?
Warum brauchst du das noch genauer?
Was ist das für ein Ladungsverstärker?

Autor: MaWin (Gast)
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> aber +/- 0,01 Volt wären schön.

Prust.

Ein Piezo hat eine geringe Kapazität.
Mit Dioden kann man zu hohe Spannungen ableiten.
Die gesperrten Dioden stören aber mit ihrer
eigenen Sperrschichtkapazität den Piezo.
Man muß also berechnen, ob normale Dioden noch
geeignet sind.
Die Genauigkeit liegt eher bei 0.5V.

Autor: Klaus2 (Gast)
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genau, aufgrund der kap hätte man zumindest einen gewissen 
dynamikverlust.

Klaus.

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Sascha schrieb:
> Womit bekomme ich es nun genauer
> hin?

Dann nimmst Du eben 2 mal 3 Dioden (ergibt ~1,8V) und dahinter einen 
Spannungsteiler (z.B. Poti), damit kannst Du das genau genug einstellen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Dirk J. schrieb:
> und dahinter einen Spannungsteiler (z.B. Poti)
Da war doch vor kurzem mal die Rede davon, dass so ein Piezoelement 
sehr, sehr hochohmig ist...

Und auch damit wird garantiert nichts genaueres rauskommen. Sicher 
nicht im 10mV Bereich...
Wenn es "nur" um den Schutz des hochwertigen verstärkers geht, dann 
könnte ich mir einen begrenzenden Vorverstärker vorstellen, der ein 
wenig überspannungsfester konstruiert werden könnte.

Wobei eigentlich noch eine Frage offen ist:
Lothar Miller schrieb:
> Was ist das für ein Ladungsverstärker?
Typ, Hersteller...?

Autor: Andreas Schweigstill (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Sascha schrieb:
> So genau wie es mit "Hausmannsware" geht. Also muss jetzt nicht im Mikro
> Bereich hinhauen, aber +/- 0,01 Volt wären schön.

Ich bezweifele doch sehr stark, dass für eine solche Schutzbeschaltung 
wirklich eine Toleranz von 10mV eingehalten werden muss.

Kannst Du bitte ausführlich, d.h. am Besten anhand des Schaltplans des 
Ladungsverstärkers, diesen geringen Wert erläutern?

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo MaWin,

> Ein Piezo hat eine geringe Kapazität.

> Mit Dioden kann man zu hohe Spannungen ableiten.
> Die gesperrten Dioden stören aber mit ihrer
> eigenen Sperrschichtkapazität den Piezo.
> Man muß also berechnen, ob normale Dioden noch
> geeignet sind.


So nicht richtig.
Die Piezos haben Kapazitaeten im Nanofaradbereich!
Dagegen sind die Diodenkapazitaeten vernachlaessigbar.


Gruss

Michael

Autor: U. B. (pasewalker)
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Wenn der Ladungsverstärker ordnungsgemäss funktioniert, werden an dem 
Piezo kaum zu grosse Spannungen entstehen können, soviel Ladung liefert 
der Piezo nicht.
Parallele Kapazitäten am Piezo stören prinzipiell nicht sehr stark, 
deswegen kann man auch einigermassen lange Leitungen
Aufnehmer-Ladungsverstärker ( ca. 10 m ) verwenden.

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