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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik cleanup shunt für negative Spannung


Autor: Klaus H. (k-ham)
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Hallo zusammen,

habe eine einfache Frage einen "Aufräum Schunt" betreffend. Den Ausgang 
eines DCDC-Wandlers möchte ich über einen Shunt wie er auf der folgenden 
Internet-Seite beschrieben ist, aufbereiten.

http://www.wenzel.com/documents/finesse.html

Da ich aber eine symmetrische Spannungsversorgung benötige, wüsste ich 
gerne, ob man die Schaltung des Schunt einfach spiegeln - also für den 
NPN-Transistor einen PNP einsetzen kann?
Oder anders gefragt, ist die Schaltung im Anhang für den Teil der 
negativen Spannung so richtig?


beste Grüsse
Klaus

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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sieht doch gut aus

gruss klaus

Autor: Exe (Gast)
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Hi Klaus H.
Die Spiegelschaltung ist OK, der Nutzen der Anordnung fast Null.

Hi folks
Manchmal muss man sich über den gebündelten Schwachsinn schon wundern 
den da manche ausflöten

Zitat Wenzel
""Consider the low power version shown in fig. 1 which might be suitable 
for cleaning up the supply to a low current device. A 15 ohm resistor is 
inserted in series with the regulator's output giving a 150 millivolt 
drop when the load draws 10 mA - typical for a low-noise preamplifier or 
oscillator circuit. The single transistor amplifier has an emitter 
resistor which combines with the emitter diode's resistance to give a 
value near 15 ohms. The regulator's noise voltage appears across this 
resistor so the noise current is shunted to ground through the 
transistor's collector. The noise reduction can be over 20dB without 
trimming the resistor values and the intrinsic noise of the 2N4401 is 
only about 1 nanovolt per root-hertz. Trimming the emitter resistor can 
achieve noise reduction greater than 40 dB.""

Wir halten fest
Die verrauschte Spannung des DC/DC steht an dem Cblock von 47uF an
Dann kommt ein Widerstand von 15Ohm und an dessen Ausgangsende hängt ein 
kollektorgegengekoppelter, einstufiger Transistorverstärker.
Der Innenwiderstand Ri des DC/DC sei Null.
Der "entnoiser" hängt über einen 1KOhmer an demnach Ri = 15Ohm kann also 
maximal einen Teiler
1000/1015 bilden.
So.
Wie möchte das Unikum das Rauschen nach GND kurzschliessen?
Eine andere Sichtweise ergibt einen Schatten von Erfolgsaussicht.
Der T-Verstärker hat Vu max 30 und speist gegenphasig das Rauschen, das 
ihm durch den C = 10uF an die Basis gebracht wird auf den 15Ohmer ein.
Das aber wieder über nun 15/1015 da der DC/DC am Ausgang kurz ist.
So und nur so wird ein Schuh aus der Sache und mitvettern durch einen Ks 
nach GND über den Kollektor, wie der Autor schreibt.
Wo kommen also diese fabulanten -20dB oder gar mehr her?
Marginaler Einfluss mit (-6dB) vielleicht durch die gegenphasige 
Einstreuung. Deutlich niederohmiger hätte bessere Aussichten.
Es gab da ja kürzlich eine Meinung dass der Transistor von C nach E so 
hochohmig sei dass er überhaupt keinen Einfluss nimmt. aber lassen wir 
das.
Ein schlapper Elko mit einem parallelgeschalteten ceramics anstelle der 
Wunderschaltung an die 15Ohm und finale grande.

Autor: Klaus H. (k-ham)
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Danke Klaus und Exe für die Kommentare!

Exe, leider ist das etwas zu hoch für mich. Solange die Schaltung nicht 
schadet, ist mir das auch schon recht. Nach dem Schunt ist auch noch 
einmal ein 47µF Siebelko vorgesehen. Ich erhoffe mir von dem Schunt eine 
Glättung der Spannungsspitzen des DCDC-Wandlers.

Klaus H.

Autor: Arno H. (arno_h)
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Was du meinst, heisst Shunt; was exe meint, schreibt man Schund.

SCNR, Arno

Autor: Klaus H. (k-ham)
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sehr lustig, hilft auch unheimlich weiter...

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hast du die Messmöglichkeiten, um die Unterschiede zu messen?
Wenn nein, kannst du das Ganze nur aufbauen und deine Sinne im Hörtest 
entscheiden lassen.
Bei Wenzel gibts ja ausser der mundgemalten Kurve eigentlich auch nichts 
Greifbares.

Exe hat nach meiner Meinung etwas übertrieben:
bei einer Ripple-Unterdrückung von typ. 65dB und einem Ausgangsrauschen 
von typ. 0,003% der Vout im Bereich von 10Hz bis 10kHz (Datenblatt: 
NatSemi Juni2006) muss auch nur im mV-Bereich gearbeitet werden.

Also: Versuch macht klug.

Arno

Autor: Tom (Gast)
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@exe: Die Position des Pöblers ist hier schon besetzt, und zwar von 
jemandem, der die verrissenen Schaltungen meistens versteht.

@Klaus: Simuliert waren bei 2mVpp@10kHz Ripple 55dB Unterdrückung 
schnell zusammengeklickt, bei höherem Ripple stört dann k2 der 
Transistorstufe. Für mehr als ein paar mV würde ich mir also was anderes 
überlegen. Beim Emitterwiderstand machen 0.5Ohm schon riesige 
Unterschiede aus, da lohnt es sich, zu justieren.

Grüße.

Autor: Exe (Gast)
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Arno schrieb
""Was du meinst, heisst Shunt; was exe meint, schreibt man Schund.
SCNR, Arno""

Tja Arno wenn man, wie du, nicht in der Lage ist geistig mitzuhalten 
weil man gar nicht versteht was in so einer Schaltung passiert dann 
verwechselt man sogar Shunt mit Schund.
Ich will es dir so erklären dass auch du mithalten kannst.
Autor "Wenzel":
---Der Kollektor schliest das Rauschen nach GND kurz"---
Wenn du kein Englisch kannst frag deinen Förderschullehrer.
Exe sagt:
---Der invertierende, kollektorgegengekoppelte, einstufige 
Transistorverstärker mit Vu um 30 versucht gegenphasiges Rauschen dem 
Rauschen aufzuprägen das der Shunt von 15Ohm anbietet. Dies gelingt in 
marginalem Masse. Ein Darlington oder Op an seiner Stelle oder auch eine 
um den Faktor 5 niederohmigere Dim hätte, so überhaupt, bessere 
Ergebnisse gezeitigt.---
Aber das hast du sicher wieder nicht verstanden.
Herzliches Beileid.

An Klaus
Der 47uF nachgeschaltet bringt mehr gegen das Rauschen ab so 500Hz. 
Erhöhe ihn auf 2200uF/25V und es hat sich definitiv ausgerauscht.
Kein, ich wiederhole, KEIN aktiver "Entrauscher" schlägt einen passiven. 
Das wäre gegen jede molekulare Vernunft.

An Tom
Also bist du der Pöbler wenn man deinen Text richtig auslegt?

""Die Position des Pöblers ist hier schon besetzt, und zwar von
jemandem, der die verrissenen Schaltungen meistens versteht.""

Autor: Klaus H. (k-ham)
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@Arno
Habe leider keine Möglichkeit zu messen. Die Schaltung ist nun fast 
fertig aufgebaut und ich werde, wenn ich das schaffe, auch mal mit Shunt 
und zum Vergleich nur passiv ein paar Testaufnahmen/Hörversuche machen. 
Die Mühe mit der Schaltung mache ich mir übrigens, weil die Aufnahmen 
auf digitaler Ebene später teilweise sehr stark im Pegel angehoben 
werden. Das Ganze ist die Stromversorgung für einen analogen Teil eines 
ADC.

@Tom
Das Datenblatt von dem DCDC-Wandler, den ich verwende gibt (allerdings 
mit einem Ausgangskondensator von nur 1µF) eine Restwelligkeit (ripple) 
von 20mVpp an. Die Oszilatorfrequenz des DCDC-Wandlers liegt bei 800 
kHz.
Wären damit die Transistoren "überfordert"?

@Exe
Leider habe ich nicht so viel Platz an dieser Stelle für einen so 
grossen Elko. Nicht uninteressant ist vielleicht hierzu auch was im 
Datenblatt des DCDC-Wandlers (von ti) zur Erhöhung des Siebkondensators 
steht:
"Clearly, increasing the capacitance has a much smaller effect on the 
output ripple voltage than does reducing the value of the ESR for the 
filter capacitor."


beste Grüsse
Klaus

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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hallo  Klaus H.,

wenn du einen dcdc-wandler mit einer festen frequenz hast (800khz),
ist es doch wohl sinnvoller einen schönen LC-ausgangsfilter 
einzusetzten.

andererseits ist es ja auch so: wenn du schon 15ohm in serie zur 
ausgansspannung akzeptieren kannst (das verschlechtert ja die 
spannungsstabilisierung), dann gehe ich davon aus, dass der 
stromverbrauch deiner schaltung entsprechend gering ist.
wenn das widerum so ist, kann man wohl auch vom dcdc absehen und einen 
linearregler einsetzen.

irgendwie würde mir auch nicht einleuchten, dass man 800khz in einer 
audiostufe hören kann. vielleicht suchst du ja auch am falschen ende 
nach einer lösung.

um welche schaltung geht es denn eigentlich genau ?

gruss klaus

Autor: Exe (Gast)
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Hi Klaus
Der Platzbedarf ist ein unschlagbares Argument wenn auch ein Tantal das 
löst aber lass die Finger DAVON.
Die machen keinen glücklich.
Knallfrösche bei Überspannung.
Eine Frage mal an die Elite hier, also Lothar, Trafowickler, Stefan, 
Abdul, HildeK, Ralph, Lenz und andere.
Ich bezweifle dass es überhaupt möglich ist Rauschen durch Zumischung 
von gegenphasigem Rauschen zu kompensieren und das zeitinvariant.
Bei NF-Frequenzen geht das in gewissem Masse wie "störquellenarme" 
headsets und Stereoverstärker mit Micro im Raum zeigen aber beim 
Rauschen?
Das Rauschen nach einem aktiven Element ist per Phasenlage, Amplitude 
und delay bei Gott nicht mehr das was es vor dem "Aktiven" war.
Wie also soll das gehen?
Die "Garten-Eden"-Entwickler sehr teurer Hi-Fi-Anlagen wären doch längst 
auf die Idee gekommen mit einem Op genau die richtige Dosis "Rauschen" 
dem Eingang zu addieren dass ganz hinten kein Rauschen mehr ankommt.
Stattdessen quält man sich mit parametrischen Eingansverstärkern, 
Nuvistoren, ultralownoise-Bipols und anderem Kram am Eingang herum.
Wo doch die Lösung angeblich so nahe liegt?
Da fällt mir wieder dieser Wundersinusgenerator mit den fabulanten bis 
´zu 0.00025% Klirr ein der nichts braucht als ein paar Bauteile und eine 
Fahrradlampe.
Das sind doch alles Stümper die für 10000€ dir 5kg hardware verkaufen 
wollen die das auch kann wo es doch die Fahrradlampe elegant schafft.

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