Wo den Überpsannungsschutz einbauen?

Gast #6021684
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Hey, ich habe folgenden Aufbau:

EINGANG---OPV--[1]--OPV--[2]--ADC

Da es um ein Messignal handelt will ich dieses natürlich so gut es geht 
nicht beeinflussen, dennoch könenn die Signale negativ werden, was den 
ADC schädigen würde.

Habe mir überlegt mit einer BAV199 gegen über und unterspannung 
abzuleiten. Macht Position 1 oder 2 mehr Sinn ? Als Vorwiderstand habe 
ich mir 1k Ohm überlegt damit der Strom begrenz wird.
Gast #6021721
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Das kommt ganz darauf an ob deine OPs negative Versorgung haben. Wenn 
das nicht der Fall ist musst du den Schutz vor den ersten OP machen. 
Viele OPs haben schon integrierte Schutzdioden, den 1K würde ich größer 
dimensionieren.
Gast #6021783
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Die OPV habene eine pos. und neg. Versorgungsspannung, deshlab bin ich 
auch am überegen wo ich die Diode am besten plazieren könnte. Wie hoch 
werden die Widerstände dafür denn in der Regel dimensioniert? Will ja 
das Messignal nicht Dämpfen .
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6021817
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c3c schrieb:
> Als Vorwiderstand habe ich mir 1k Ohm überlegt damit der Strom begrenz
> wird.
Worauf basieren diese Überlegungen?
Gegen welche Art von "Überspannung" willst du deine Schaltung da 
schützen?

> Da es um ein Messignal handelt will ich dieses natürlich so gut es geht
> nicht beeinflussen
Woher kommt dieses Messsignal und welche Information trägt es bei 
welcher Quellimpedanz mit sich?
Gast #6021824
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Die Quellimpedanz kann variieren.

die OPV vor dem ADC werden mit +-/5 V betrieben und können daher auch im 
schlimmsten Fall auf -5V Verstärken. Und ja ich kann die neg. 
Versogrungsleitung nicht weg lassen, da der OPV andernfalls seinen Job 
nicht richtig macht.

Der ADC kann 0.3 - 6 V vertragen. Hauptsächlich mächte ich also den 
eingang vor negativen Spannungen schützen.
#6021849
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c3c schrieb:
> die OPV vor dem ADC werden mit +-/5 V betrieben und können daher auch im
> schlimmsten Fall auf -5V Verstärken. Und ja ich kann die neg.
> Versogrungsleitung nicht weg lassen, da der OPV andernfalls seinen Job
> nicht richtig macht.

Das klingt ungewöhnlich. Normalerweise nutzt man die 
Operationsverstärker doch dazu, die -5...5V Eingang auf den erlaubten 
Bereich des ADCs abzubilden, also in Deinem Fall 0...5V.
Gast #6021856
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Walter T. schrieb:
> c3c schrieb:
>> die OPV vor dem ADC werden mit +-/5 V betrieben und können daher auch im
>> schlimmsten Fall auf -5V Verstärken. Und ja ich kann die neg.
>> Versogrungsleitung nicht weg lassen, da der OPV andernfalls seinen Job
>> nicht richtig macht.
>
> Das klingt ungewöhnlich. Normalerweise nutzt man die
> Operationsverstärker doch dazu, die -5...5V Eingang auf den erlaubten
> Bereich des ADCs abzubilden, also in Deinem Fall 0...5V.

Ich teste das mal eben aus, es sind unterschiedliche OPV, der vor dem 
ADC geschaltete fungiert als einfacher Spannungsfolger. Ggf. kann der 
nur mit +5 V betrieben werden. Vertägt in der Regel ein OPV denn 
neagtive Eingangssignale wenn er mit nur mit positiver 
Versogrungsspannung betrieben wird?
#6021862
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Als Über/Unterspannungsschutz natürlich eine Schottky-Diode verwenden. 
Falls dein Signal nicht

 - ultra-hochfrequent (-> Kapazität der Diode stört) oder
 - ultra-rauschram (-> Tunnelstrom der Diode stört)

ist, gehört sie m.E. vor den ersten Eingang.

Bei Vorwiderständen vor ADCs nicht vergessen, dass gerade schnelle ADCs 
oft viel Strom durch ihre Eingänge ziehen.
#6021865
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c3c schrieb:
> Vertägt in der Regel ein OPV denn
> neagtive Eingangssignale wenn er mit nur mit positiver
> Versogrungsspannung betrieben wird?

Nein, in der Regel nicht, es gibt aber einige die 0.1V über die Rails 
hinaus als Eingangsspannung erlauben.

Du kannst davon ausgehen, dass bei ~0.3V über bzw. unter der positiven 
oder negativen Versorgungsspannung die Schutzdioden an den IC-Eingängen 
leitend werden und entsprechend ohne Strombegrenzung irgendwann kaputt 
gehen. Deshalb entweder Strom für diese Dioden begrenzen, oder externe 
Schottkydioden (mit evtl. weniger starker Strombegrenzung) hinzufügen.
Gast #6021876
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Ich habe eben im Datenblatt nachgeschaut, an den Eingängen darf -V(-0.5 
V)  im Common Mode anliegen, und das ist er doch wenn er als 
Spannungsfolger betiebenen wird(?).

Heißt doch, dass ich in dem Fall eine Schottky Diode mit einer  >0,5V 
vorschalten kann, richtig? In dem Fall würde OPV vor dem ADC gegen 
negative Spannungen geschützt werden und der ADC sowieso, weil der OPV 
schon nix anliegen hat.
#6021894
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Ist halt das absolute maximum rating, funktionieren tut er da nicht 
mehr, aber ja.

Ist doch super, dann kannst du die 0.3V Schottky-Diode nehmen ohne dir 
groß Gedanken machen zu müssen. Jetzt musst du nur noch den Strom durch 
die Schottky-Diode (per Vorwiderstand) so begrenzen, dass sie nicht 
kaputt gehen kann.
Gast #6022101
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Die -0,3V kommen auch nicht aus dem Nichts, die das IC vertraegt. Meist 
liegt  hier eine parasitaere Diedenstrecke vor, die um eim mA herum 
vertraegt.

Wenn Du den Link vom Kompendium angesehen hast, dann wuerde man simple 
Dioden nehmen. Der OP haengt an +/-5V und die Dioden werden auf +/-3.3V 
(bis 4.5V) gelegt.
Gast #6022151
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Dieter schrieb:
> Wenn Du den Link vom Kompendium angesehen hast, dann wuerde man simple
> Dioden nehmen. Der OP haengt an +/-5V und die Dioden werden auf +/-3.3V
> (bis 4.5V) gelegt.

Was Spricht denn gegen die Lösung mit einer Schottky-Diode und dem 5k 
Ohm Widerstand, bzw wo ist da der vor oder Nachteil?
Gast #6022210
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Wenn Dir das reicht, spricht nichts dagegen.

Zurück zu Deine Kettenschaltung:
EINGANG---OPV--[1]--OPV--[2]--ADC

Die OPV lassen sich damit schützen.
- OPV1 mit den Dioden und Widerstand
- OPV2 kann der Ausgang eh nicht die Grenzen erreichen
- ADC kann vom OPV2 noch negative Werte vom OPV-Ausgang verpaßt 
bekommen.

Dabei ist jedoch auch der Stom entscheidend. Eine ausreichende 
Begrenzung erhält man wenn am OPV2-Ausgang ein Widerstand und eine Diode 
parallel geschaltet werden und dahinter der Rückkopplungspfad startet. 
Der Widerstand wird dabei so groß gewählt, dass bei der maximalen 
negativen Ausgangsspannung kein Schaden auftritt (da parallele Diode in 
Sperrichtung).

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