Hallo, eine kleine Verständnisfrage: Mal angenommen, es liegt ein
symmetrisches Signal vor: S+ und S-, meinetwegen ein Sinus mit 1V
Amplitude. Beide haben eine Offsetspannung von 50V gegen die
Schaltungsmasse. Könnte man jetzt das Signal mit einem
Differenzverstärker messen, indem man kapazitiv die beiden Signale
einkoppelt auf einen OPV, aber die Schaltungsmasse nicht verwendet? Also
so:
R1
S+ --------||-----------------------OPV(+)
C1: 2,2uF/5V R2
R3
S- --------||-----------------------OPV(-)
C2, 2,2uF/5V R4
GND2 (z.B. OPV-Schaltung mit
Batteriebetrieb)
(DC-Offset=50V)
GND1
Oder andes gefragt: Ist das eine Möglichkeit, die Signalmassen GND1 und
GND2 zu trennen und dabei den Offset zu eliminieren? R1 bis R4 sollen
Spannungsteiler sein zwischen der Betriebsspannung des OPV und GND2..
> Hallo, eine kleine Verständnisfrage: Mal angenommen, es liegt ein > symmetrisches Signal vor: S+ und S-, meinetwegen ein Sinus mit 1V > Amplitude. Beide haben eine Offsetspannung von 50V gegen die > Schaltungsmasse. Könnte man jetzt das Signal mit einem > Differenzverstärker messen, indem man kapazitiv die beiden Signale > einkoppelt auf einen OPV, aber die Schaltungsmasse nicht verwendet? Also > so: > > R1 > S+ --------||-----------------------OPV(+) > C1: 2,2uF/5V R2 > > R3 > S- --------||-----------------------OPV(-) > C2, 2,2uF/5V R4 > GND2 (z.B. OPV-Schaltung mit > Batteriebetrieb) > (DC-Offset=50V) > > > GND1 kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch Störsignale leicht überschritten wird. > Oder andes gefragt: Ist das eine Möglichkeit, die Signalmassen GND1 und > GND2 zu trennen und dabei den Offset zu eliminieren? R1 bis R4 sollen > Spannungsteiler sein zwischen der Betriebsspannung des OPV und GND2.. Es ist garnicht nötig, die Massen aufzutrennen. C1 und C2 "eliminieren" doch sowieso den Gleichspannungsanteil, sofern sie min. 50 Volt Spannungsfestigkeit haben. Jörg
>kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur >einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch >Störsignale leicht überschritten wird. Wie kommt das bzw. was bedeutet das? Das ist mir nicht klar.. Wenn es also auf der rechten Seite Störsignale gibt, sollten die doch wirken auf beide Signale und die Masse GND2?
masselos wrote: >>kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur >>einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch >>Störsignale leicht überschritten wird. > > Wie kommt das bzw. was bedeutet das? Das ist mir nicht klar.. Wenn es > also auf der rechten Seite Störsignale gibt, sollten die doch wirken auf > beide Signale und die Masse GND2? Beim "Einheits-Differenzverstärker" wird die Spannung des nicht invertierenden Eingangs durch zwei geteilt. D.h., wenn Du bei einer Betriebsspannung von +15V einen Offset von +30V überschreitest, überschreitet die Eingangsspannung die Betriebsspannung des OPVs, sodass dieser nur noch Unsinn am Ausgang macht, bzw. auf eine der Betriebsspannungen schaltet. Die Störspannung zwischen zwei mit 230 V AC betriebenen Geräten, deren Massen nicht miteinander verbunden sind, liegt regelmäßig bei über 100V. Man kann die Störspannungsfestigkeit eines Differenzverstärkers durch andere Teilungsverhältnisse zwar deutlich erhöhen, aber das verringert die Verstärkung, die Genauigkeit und letzlich den erzielbaren Rauschabstand. Jörg
Und wenn die rechte Seite mit Batterie betrieben wird (siehe Skizze) - kann ich da überhaupt einen DC-Offset erhalten, der über der Batteriespannung (sagen wir mal 6V) liegt?
Sehe ich das richtig, dass du einen symmetrischen Eingang für z.B. ein Mischpult mit Phantomspeisung bauen willst? Falls ja, da könnte ich dir was einscannen.
Hi, masselos, Du: "Könnte man jetzt das Signal mit einem Differenzverstärker messen, indem man kapazitiv die beiden Signale einkoppelt auf einen OPV, aber die Schaltungsmasse nicht verwendet?" Grundsätzlich ja. Aber: 1. Schutzbeschaltung für jeden Eingang - Schutzdioden leiten Überspannungen ab. 2. Ruhepegel für jeden Eingang. 3. Maßnahmen gegen Gleichtaktstörungen. 4. Protokoll: Du kannst nicht beliebige Daten übertragen, sondern nur gleichspannungsfreie Signale, also z.B. Manchester-kodiert. Ciao Wolfgang Horn
Es ging mir prinzipiell nur darum, ob der Spannungsunterschied zwischen S+ und S- ausreicht, um eine Messung durchzuführen mit einem OPV als "Subtrahierer", ohne die Masse verwenden zu müssen. Ich will nichts mit Mikrofon bauen.. Und es geht nur um den Wechselspannungsanteil des Signals, keine Gleichspannung. Werde es einfach mal ausprobieren :-)
Angehängte Dateien:
-
differenzeingang.gif
33 KB
Da ich mich momentan für Differenzverstärker interessiere... Wenn man die Massen verbindet, wie dies hier die Lehrmeinung zu sein scheint, dann wird der DC-Anteil zwar "weggefiltert", aber nicht im ersten Moment: Denn beim ersten Zuschalten und immer dann, wenn sich der 50V Pegel aus irgendeinem Grund ändern sollte (siehe Bild), gehen die 50V im ersten Moment 1:10 durch die Kondensatoren durch, zumindest am In(-) Eingang. Ich weiss nicht, ob sich ein durchschnittlicher Differenzverstärker sehr über 50V an seinen Eingängen freut, vor allem, wenn dieser Pegel weit über der positiven Versorgung zu liegen kommt. Das Problem hätte man (meiner Meinung nach) nicht, wenn man die Massen eben NICHT verbindet und das ganze im Floating Mode betreibt (natürlich aber mit den beiden Widerständen, die sowohl das Eingangssignal referenzieren, als auch für den Abtransport des Eingangsstroms sorgen). Ein Differenzverstärker ist ja genau dafür da - oder? In diesem Fall bringt man jede Signalform drüber, solange sie über der Grenzfrequenz des Tiefpasses liegt, und zwar ungeachtet dessen, was sich mit den überlagerten 50V tut und welche Welligkeit hier u.U. draufsitzt. Nichtsdestotrotz: Man sollte die Eingänge natürlich trotzdem entsprechend absichern, da man ja nicht wissen kann, was von so einer Umgebung kommt. Ist natürlich nur meine persönliche Meinung...
ich hab es inzwischen ausprobiert - es funktioniert tadellos.. schnudl scheint irgendwie recht zu haben.. :-)
Die 50V sind gegen die linke Masse oder gegen die Masse der Messschaltung? Ich habe ersteres angenommen.
masselos wrote: > ich hab es inzwischen ausprobiert - es funktioniert tadellos.. schnudl > scheint irgendwie recht zu haben.. :-) nicht wirklich. Differenzverstärker taugen nur da, wo sichergestellt ist, dass die Massen einigermaßen "dicht" beieinander liegen. Ob diese Bedingung in diesem speziellen Fall erfüllt ist, kann man aus Deinen spärlichen Angaben leider nicht herauslesen. Dass es bei Dir gerade funktioniert, kann reiner Zufall sein, denn die Eingangswiderstände des Verstärkers bewirken einen hochohmigen Potentialausgleich. Normalerweise treten zwischen den Massen verschiedener Systeme Störspannungen auf, die weit höher sind als der Arbeitsbereich des Verstärkers und die von den Eingangswiderständen nicht abgeleitet werden können. Das führt dann zu erheblichen Störspannungen im Nutzsignal und im Extremfall zur Zerstörung des OPVs. Differenzverstärker verwendet man hauptsächlich dort, wo bereits eine definierte Verbindung zwischen den Massen beider Systeme existiert oder ein System sehr klein und überschaubar ist, sodass einfach keine größeren Störspannungen auftreten können. In allen anderen Fällen ist ein Trennübertrager (bei AC) oder ein Trennverstärker angesagt. Jörg
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