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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsbegrenzung


Autor: Gast (Gast)
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Hi an alle,
ich weis das das Thema Spannungsbegrenzung hier schon öfters besprochen 
wurde. Trotzdem ist mir leider nicht ganz klar was ich verwenden soll.
Also hier mal die Eckpunkte des Problems:
Ich habe eine analoge Eingangsspannung von +/-40V (von einem Mikrofon). 
Hierbei ist jedoch nur der Bereich von +/-1V für mich relevant, welcher 
später mit einem OPA auf +/-5V verstärkt werden soll.

Was soll ich nun zur Spannungsbegrenzung einsetzten? Z-Diode, 
Spannungsteiler, Voltage Regulator oder was ganz anderes?

Bin für jeden guten Vorschlag dankbar.

Autor: Patrick (Gast)
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Bei Spannungsreglern ist die Ausgangsspannung konstant. Also überhaupt 
nicht mehr analog.

Autor: Gast (Gast)
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OK....macht sinn. Fällt der also schonmal raus.

Autor: The Devil (devil_86)
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Sind die 40V das Nutzsignal des Mikros??
-> Z-Diode

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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+-40V von einem Mikrofon? Das bezweifele ich ernsthaft.

Autor: Patrick (Gast)
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Bei der Z-Diode bietet sich das gleiche Bild. Die Spannung über der 
Diode ist konstant. Auch nicht analog. Aber ein herkömmlicher 
Spannungsteiler sollte funktionieren.

Autor: Gast (Gast)
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Sind wirklich 40V Nutzsignal vom Mikrofon.....steht so im Datenblatt.
Also ein Spannungsteiler würde dann wohl gehen. Gibt es dafür auch schon 
fertige ics für?

Autor: Patrick (Gast)
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Nimm 2 Widerstände.

Autor: Andrew (Gast)
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Wenn Du danach eh mit nem OPAmp verstärken willst, dessen 
Eingangswiderstand riesig ist und dessen Eingang Du folglich direkt über 
einen Widerstand hängen kannst, brauchst Du nur 2 Widerstände. Was soll 
also ein IC bringen?

Autor: Gast (Gast)
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Werden die Wiederstände nicht ein bissel zu warm? Deshalb hatte ich die 
Idee gleich am Anfang verworfen.

Autor: Andrew (Gast)
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Nimm 2 große Widerstände

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Du mußt sie nur richtig dimensioniern, dann wird auch nichts warm. Zum 
Beispiel 47k auf 1k. Das kommt dann in etwa auf den Bereich, den Du 
haben willst. Wenn Du kriegen kannst, nimm Metallschicht-Widerstände, 
die rauschen weniger.

Autor: Andrew (Gast)
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vielleicht noch ausführlicher:

ein 1 Ohm Widerstand und ein 4 Ohm Widerstand ergibt ein Verhältnis 1:4, 
genauso ein 1 Megaohm und ein 4 Megaohmwiderstand, der Strom ist bei 
letzterem aber wesentlich kleiner.

Autor: Gast (Gast)
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OK jetzt habe ich ja ne Menge vorschläge bekommen. Aber welche Variante 
ist den jetzt die besten um das Nutzsignal nicht zu verrauschen? Ich 
würde ja fast die Z-Dioden Variante denken.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Z-Dioden rauschen, verzerren und vermurksen das Audiosignal am meisten, 
Du siehst, Du hast Dich richtig entschieden ;-). Im Ernst: nimm 2 
Metallschichtwiderstände. Zu bekommen bei Reichelt. In der angegebenen 
Dimensionierung 47k auf 1k reichen die ganz normalen 0,25Watt Typen.

Autor: Daniel (Gast)
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naja ein spannungsteiler geht grundsätzlich, ist die frage ob du das 
willst... meine du sagst du brachst die signale von +/-1V ein 
spannungsteiler würde diesen bereich ebenfalls voll runterteilen...
bei der z-diode leidet wie schon gesagt die qualität, falls du wirklich 
das ganze frequenzspektrum benötigst, brauchst du nur ein frequenzband 
von 1-2kHz würd ich ne z-diode mit nachgeschaltetem bandpass 
verwenden....

die frage ist wie gesagt, was willst du, wurde nicht glasklar 
definiert...

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ist das ein Mikrofon mit Phantomspeisung?
http://de.wikipedia.org/wiki/Phantomspeisung
da sind 48V üblich, symmetrisch und mit Koppelkondensator leicht 
abzutrennen. Als Spannungsspitze beim Draufstecken könnte natürlich ein 
Impuls durchkommen.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Statt Z-Dioden gehen vielleicht zwei normale Dioden zu +/-1VDC (aus den 
Versorgungsspannungen heruntergeteilt und abgeblockt). Die sollten im 
normalerweise gesperrten Zustand weniger rauschen

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Die Dioden sind Quatsch, egal ob Z- oder normale. Wenn das Nutzsignal 
tatsächlich +-40V sind (was ich immer noch bezweifele), wird diese 
Spannung durch die Dioden geclippt, also trapezförmig abgschnitten. Dann 
ist nichts mehr mit Audio. Nur ein richtig berechneter Spannungsteiler 
kann zum erwarteten Ergebnis führen.

ABER: soll wirklich nur die Phantomspeisung geblockt werden und das 
eigentliche Nutzsignal liegt im Millivoltbereich (so wie ich das kenne), 
dann kommen Folienkondensatoren zur Gleichspannungsabtrennung sowie 
Vorwiderstände mit schnellen Dioden zur Betriebsspannung als 
Hot-Plug-Schutz an den Verstärkereingängen zum Einsatz.

Autor: Gast (Gast)
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>>ABER: soll wirklich nur die Phantomspeisung geblockt werden und das
>>eigentliche Nutzsignal liegt im Millivoltbereich (so wie ich das kenne).

Genau so ist es.

>>dann kommen Folienkondensatoren zur Gleichspannungsabtrennung sowie
>>Vorwiderstände mit schnellen Dioden zur Betriebsspannung als
>>Hot-Plug-Schutz an den Verstärkereingängen zum Einsatz.

Da bereits ein Vorverstärker für die Mikrofone vom Hersteller vorhanden 
ist, gehe ich mal von aus, das dies schon integriert ist.

Ich bin bei den Annahmen heute davon ausgegangen, das die 
Mikrofonvorverstärkerschaltung die Phantonspeisung am Ausgang zur 
Verfügung stellt(+/-40V). Vielleicht ist diese ja bereits von den 
Nutzdaten "entfernt". Werd dies morgen mal durchmessen.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Du bist bei der Phantomspeisung aber einem Irrtum unterlegen. Diese wird 
an beiden symmetrischen Pins der XLR-Buchse nur positiv gegenüber Masse 
ausgegeben. Also +40 oder +48V gegenüber Masse, nicht +-40V! Aber egal. 
Es ist aber nicht so, daß jeder Vorverstärker für Mikrofone auch 
Phantomspeisung liefert. Ebensowenig sind Verstärker, die dies nicht 
tun, von Hause aus so ausgestattet, daß sie einen Spannungsstoß von 48 
unbeschadet überstehen. Das sollte man sich lieber schriftlich vom 
Hersteller bestätigen lassen, bevor die böse Überraschung eintritt. Im 
Zweifel hilft das Handbuch.

Autor: Gast (Gast)
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Ich werd mir das morgen alles mal anschauen und ggf. nochmal melden.
Danke aber für die konstruktive Hilfe.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Dann mal bis morgen ;-)

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