Hallo,
ich möchte den Eingang (Analoginput) von einem Audio-IC vor
Überspannungen schützen (wahrscheinlich ist dort ein ADC verbaut).
Bei den Absolute Maximum Ratings wird angegeben:
Analoginput: min. 0,5V - max. AVDD + 0,5V (wobei AVDD = 3,3V +-0,1V)
Der Maximum Input Level liegt bei min. 2,6Vpp bis max. 3,0Vpp (wobei der
Eingang selber hinter dem Koppel-C wahrscheinlich auf 1/2 Ub liegt)
Vor dem Eingang soll laut Datenblatt ein 1k-Widerstand in Serie zum
Koppel-C liegen.
Vielleicht könnte man den Eingang also direkt mit antiparallelen Dioden
schützen?
(wobei Zener-Dioden wahrscheinlich zu sehr rauschen)
Tom schrieb:> Der Maximum Input Level
Der erlaubte solche also. Was kommt denn aktuell überhaupt vor dort?
Dioden funktionieren schon (z.B. 1N4148), aber für um bis zu 3Vss ohne
Probleme durchzulassen, bräuchtest Du vier davon statt zweien (also
immer 2 seriell, und das Ganze antiparallel). Z-Dioden? Unnötig hier.
Je nach Höhe des Kurzschlußstromes der Vorstufe, natürlich.
Sonst kannst Du auch 1N400X nehmen (Typ egal), die ein bißchen
mehr Hitze dauerhaft wegstecken.
Die Ansteuerung erfolgt von einem OP (TL71 oder NE5534).
Ich könnte ja grundsätzlich zwei 1N4148 antiparallel direkt an den
Eingang schalten. Dort liegt allerdings 1/2 Ub Gleichstrom, also ca.
+1,15V nach Masse (dann würde also die eine Diode in Flußrichtung direkt
leiten).
Tom schrieb:> Bei den Absolute Maximum Ratings wird angegeben:>> Analoginput: min. 0,5V - max. AVDD + 0,5V (wobei AVDD = 3,3V +-0,1V)
Wenn man je zwei 1N4148 seriel schaltet und davon je zwei antiparallel,
hätte man bei 0,6V pro Diode eine Schutzwirkung ab etwa 2,4Vpp.
Ist die Schutzwirkung dann ausreichend?
Tom schrieb:> Vor dem Eingang soll laut Datenblatt ein 1k-Widerstand in Serie zum> Koppel-C liegen.
Der bildet gleichzeitig einen Schutz, mindestens bis 20V, und man wird
auch 10k oder 22k nehmen können (schau nach der maximalen
Eingangsimpedanz des ADC).
Dioden gehen, man nimmt meist BAV199
Tom schrieb:> ich möchte den Eingang (Analoginput) von einem Audio-IC vor> Überspannungen schützen (wahrscheinlich ist dort ein ADC verbaut).> Die Ansteuerung erfolgt von einem OP (TL71 oder NE5534).
Woher sollen denn dann Überspannungen kommen? Dimensioniere die Vorstufe
einfach so, daß sie keinen übergroßen Pegel liefert.
> Bei den Absolute Maximum Ratings wird angegeben:> Analoginput: min. 0,5V - max. AVDD + 0,5V (wobei AVDD = 3,3V +-0,1V)
Also sind da Klemmdioden am Eingang (Standard-Schutzschaltung an
CMOS-Eingängen). Wenn du da den Eingangsstrom begrenzt, dann begrenzen
diese Dioden die Spannung schon ganz alleine. Was den erlaubten Strom
angeht, da halten sich Hersteller typisch bedeckt. Als Daumenwert sollte
man 10mA nicht überschreiten.
> Der Maximum Input Level liegt bei min. 2,6Vpp bis max. 3,0Vpp
Das ist dann wiederum der Aussteuerbereich. Signale außerhalb machen
nicht gleich was kaputt, werden aber geclipt und dann klingt es
furchtbar. Bei 3.3V Betriebsspannung und 3.0Vpp Signal liegt der
Momentanwert der Eingangsspannung zwischen 0.15V und 3.15V. Wenn du bei
der Aussteuerung auf das Ergebnis hörst (oder schaust) wird es lange
verzerren, bevor du in den Bereich kommst, wo der ADC Schaden nehmen
könnte.
> Vor dem Eingang soll laut Datenblatt ein 1k-Widerstand in Serie zum> Koppel-C liegen.
Na bitte. Da hast du ja schon deine Strombegrenzung. Bei 10mA dürfen bis
10V am Widerling abfallen, was für -10.5V bis +13.8V reicht. Der
Widerstand darf sicher auch noch größer gewählt werden, bevor du ein
Rauschproblem bekommst.
Notfalls halt zwei externe Klemmdioden und einen zweiten Vorwiderstand
vorsehen, so wie Michael B. es zeigt. Aber im Prinzip sind zwei solche
Dioden bereits im IC verbaut.
Vielen Dank für die Antworten!!!
Axel S. schrieb:> Woher sollen denn dann Überspannungen kommen? Dimensioniere die Vorstufe> einfach so, daß sie keinen übergroßen Pegel liefert.
Ich wollte eine 6,3mm-Klinkensteckerbuchse vor den IC-Eingang bauen und
dort meine E-Klampfe (mit integriertem aktivem Vorverstärker)
anschließen. Wenn das Gitarrenkabel im Betrieb mal offen ist und etwas
mit Überspannung berührt, kann da schon was am IC ankommen.
Hier kann man das Datenblatt vom IC sehen:
http://www.spinsemi.com/Products/datasheets/spn1001/FV-1.pdf
Wenn noch mehr Schutz notwendig wäre, dann müßte diese Schutzschaltung
mit den Dioden noch um einen NF-Übertrager (Trafo, galvanische Trennung)
ergänzt werden.
Tom schrieb:> Vielen Dank für die Antworten!!!>> Axel S. schrieb:>> Woher sollen denn dann Überspannungen kommen? Dimensioniere die Vorstufe>> einfach so, daß sie keinen übergroßen Pegel liefert.>> Ich wollte eine 6,3mm-Klinkensteckerbuchse vor den IC-Eingang bauen und> dort meine E-Klampfe (mit integriertem aktivem Vorverstärker)> anschließen. Wenn das Gitarrenkabel im Betrieb mal offen ist und etwas> mit Überspannung berührt, kann da schon was am IC ankommen.
Wenn du ohnehin eine Pufferstufe zwischen Klinkenbuchse und ADC
vorsiehst, dann begrenzt diese den Pegel von sich aus schon auf maximal
die positive/negative Betriebsspannung (abzüglich Ausgangs-
Sättigungsspannung). Mit wieviel Volt willst du denn diesen
Tom schrieb:> Die Ansteuerung erfolgt von einem OP (TL71 oder NE5534).
OPV versorgen?
> Hier kann man das Datenblatt vom IC sehen:> http://www.spinsemi.com/Products/datasheets/spn1001/FV-1.pdf
Na prima. Der Hersteller garantiert (!) bis +/-20mA (!) maximalen
Eingangsstrom. Mit 1K in Reihe zum Eingang bist du da sicher bis
+23/-20V vom OPV. So hohe Spannungen kann weder ein TL071 noch ein
NE5534 liefern. Du machst dir Gedanken um nichts.
Tom schrieb:> Hier kann man das Datenblatt vom IC sehen:
Den FV-1 verbaue ich seit mehreren Jahren. Einzige Schutzmassnahme sind
1kOhm Reihenwiderstände vor den Eingängen. Es ist mir noch keiner kaputt
gegangen.
voltwide schrieb:> noch keiner kaputt gegangen.
Frage ist immer, WOHER die Spannung kommt und ob die Masseverbindung
rechtzeitig VORHER zustande kommt. Sonst könnTE Dein Eingangstransistor
zur "virtuellen Masse" werden und in Rauch aufgehen.
lsh schrieb:> kannst Du auch 1N400X nehmen
Keine besonders tolle Idee, wenn man an Kapazität dieses Gleichrichters
denkt.
oszi40 schrieb:> Frage ist immer, WOHER die Spannung kommt und ob die Masseverbindung> rechtzeitig VORHER zustande kommt. Sonst könnTE Dein Eingangstransistor> zur "virtuellen Masse" werden und in Rauch aufgehen.
Worst case:
Die Gitarre ist nicht angeschlossen und jemand, der sich grade auf
Teppichboden elektrisch aufgeladen hat, berührt die Spitze vom
Gitarrenkabel, das über 1k und 1uF direkt am ADC-Eingang liegt (wobei
von dort noch ein C mit 1nF nach Masse geht).
Der FV-1 hat typ 100kOhm Eingangsimpedanz. Für die klassische
Passiv-Pickup-Schaltung ist dagegen 1MegOhm anzustreben. Von daher
empfiehlt es sich, einen Puffer/Vorverstärker zwischen Gitarre und den
chip zu setzen, und Ersteren ggfs zu schützen.
Mark S. schrieb:> Der FV-1 hat typ 100kOhm Eingangsimpedanz. Für die klassische> Passiv-Pickup-Schaltung ist dagegen 1MegOhm anzustreben. Von daher> empfiehlt es sich, einen Puffer/Vorverstärker zwischen Gitarre und den> chip zu setzen, und Ersteren ggfs zu schützen.
Gitarre mit aktivem Vorverstärker (TL071), guckste oben. Aber auf jeden
Fall danke für den Hinweis!
