Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteil: GND und Masse


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von Andreas (Gast)


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Hallo liebes Forum,
ich lese schon einige Zeit fleißig mit nun aber bin ich leider nicht auf 
eine Lösung gekommen.
Ich möchte sehr kleine Ströme (pA Bereich, AD549) messen und das ganze 
soll letztlich sogar in einem Faradaykäfig von statten gehen. Nun mein 
Problem: Ich bastle natürlich eine Anleitung nach (Rouzrokh A. et al. 
"Construction, calibration, and validation of a simple patch-calmp 
amplifier for physiology education." Adv Physiol Educ 33: 121-129, 
2009.), anbei auch ein Auszug der das Netzteil behandelt. Mir ist grob 
soweit alles klar, bis auf die Tatsache, dass ich das Bezugspotential 
auf die Netzerde legen soll. Macht das Sinn? Ist dies nicht die Idee 
eines Bezugspotentials, dass sie NICHT noch irgendwo sonst anliegt? 
Gemessen werden soll gegen Erde.

Im Gegenzug kann ich mir Vorstellen, wenn ich 0V und GND nicht verbinde, 
dass ich eben keine absoluten Messwerte erhalte, also sagen wir einmal 
100 mV eben als bsp. -80mV ausgegeben werden da sich bestimmt irgendwie 
Potentialdifferenzen aufbauen.

Was mich eigentlich wirklich verwirrt ist: wenn ich mehrere Geräte 
benutze die allesamt ordentlich geerdet sind und ich verwende zwei 
solcher Netzteile, wie würden sich dann die Bezugspotentiale zueinander 
verhalten?

Zusätzlich habe ich gelesen, dass eben der GND NIE direkt an Masse 
gelegt werden soll sondern nur über einen 1..100 nF Kondesator und 
zusätzlich sollte zur Funkenstörung ein Netzfilter verwendet werden? 
Wodurch ich wiederum keinen Potentialausgleich hätte oder??????

DANKE für Eure Antworten!
Grüße,
Andreas

von MaWin (Gast)


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> dass ich das Bezugspotential auf die Netzerde legen soll

Meist kann man sich das nicht aussuchen, sondern Anlagenteile sind 
geerdet oder so. Schutzklasse I oder Schutzklasse II.

Deine Schaltung ist aber zu viel des Guten.

Für 78L15, also unter 100mA sind die Elkos VIEL zu gross (allerdings 
sind auf der Platine 1A Regler, da geht's), um den Faktor 10 zu gross. 
Die höhere Kapazität für zu kleinerem Stromflusswinkel und damit 
grösseren Störungen. Mach sie kleiner, und rück sie näher an die Regler. 
C3, C4, C5, C6, C9, C10, C11, C12 entfallen ersatzlos. 50V sind mehr als 
nötig.

Ausserdem sollte Masse als Sternverdrahtung ausgeführt werden, und nicht 
als lange dünne Leitung. Am Sternpunkt erdest du dann auch (falls das 
nötig ist).

> Zusätzlich habe ich gelesen, dass eben der GND NIE direkt an Masse
> gelegt werden soll sondern nur über einen 1..100 nF Kondesator

Wenn GND nicht mit Erde verbunden werden muss, sondern ganz frei in der 
Luft rumhängt (Schutzklasse II Geräte), dann muss er über einen Klasse Y 
Kondensator verbunden werden, damit zumindest induzierte Hochfrequnz 
abgeführt wird.

von oszi40 (Gast)


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Andreas schrieb:
> Ich möchte sehr kleine Ströme (pA Bereich, AD549) messen und das ganze
> soll letztlich sogar in einem Faradaykäfig von statten gehen.

Wenn es mit Batterie nicht einfacher ist, wirst Du wohl beim Trafo evtl. 
genauer hinsehen müssen.
1. Sollte er nicht in Deine Schaltung strahlen. Den Trafo würde ich erst 
mal weit weg positionieren um Einstrahlung zu verringern.

2. Aus Deiner Käfig-Anordnung schließe ich, daß HF im Spiel ist. Dann 
werden wieder Netzfilter, Durchführungskondensatoren, geschirmte 
Wicklung und andere Spielerei interessant.

3. Die hohe Kunst ist dann wahrscheilich den richtigen Massepunkt für 
alle Teile zu finden um Brummschleifen zu vermeiden.

4. Wundere Dich nicht über Fehlmesseungen durch neumodische 
Leuchtstoffröhren-Störstrahlung im kHz-Bereich.

von Ralph B. (rberres)


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MaWin schrieb:
> Mach sie kleiner, und rück sie näher an die Regler.

Mavin man sollte die Elcos am Eingang möglichst nahe an den 
Gleichrichter rücken, weil zwischen Gleichrichter und Elco fliesen die 
hohen Spitzenströme. Zwischen Elco und Spannungsregler bereits viel 
weniger.
Ansonsten wenn der einzige Erdungspunkt dieses Netzteiles am Ausgang ist 
kann man das schon so machen. Den 7812 sollte man allerdings auch wie 
den 7912 isoliert montieren, weil dessen Befestigungsfahne auch 
Massepotential hat, die aber vermutlich unsauberer ist. Direkt an die 
Anschlussbeine der Panungsregler gehört jeweils ein 100nF Kondensator 
mit möglichst niedrigen seriellen Verlustwiderstand.
Den Elco am Ausgang würde ich weglassen.

Ralph Berres

von Andreas (Gast)


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Hallo,
@Mawin & Oszi40: super VIELEN DANK!
Dann werde ich auf jeden Fall die Tipps zur Verbesserung der Platine 
beherzigen. Zu den Werten der Elkos hätte ich noch eine Frage: Sind die 
zu großen Kapazitäten "schädlich" oder kann man das so lassen ..  nach 
dem Motto viel hilft viel? Denn wenn ICH anfange die Werte zu 
verkleinern dann kann es doch sein, dass ich einen zu Grunde liegenden 
"höheren" hSinn bezüglich der Verhältnisse zueinander, zunichte mache?

Das Netzteil war sowieso so gedacht dass es extern sein soll. Der 
Verstärker soll im Faradaykäfig sein und mit einem 1,5m geschirmten 
Kabel mit der Kontrolleinheit (Gain, Feedback Resistor Reed Switch, 
Filter etc.) verbunden werden die natürlich auch außerhalb liegt. Der 
Käfig und alles was sich darin befindet wird an Masse am Verstärker 
gelegt.

Nochmals vielen Dank!
So "Kleinigkeiten" wie richtig erden sind ja auf dem Gebiet schon sehr 
wichtig und ich wollte nicht schon hier nen Fehler machen.

Hier nochmal der Link zum Paper:
http://advan.physiology.org/content/33/2/121.abstract

von Andreas (Gast)


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und natürlich auch Danke an Herrn Berres!!

von Andrew T. (marsufant)


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Und je einen 10nF Kondensator parallel zu jeder Diode des 
Brückengleichrichters nicht vergessen einzubauen.

von MaWin (Gast)


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> nach dem Motto viel hilft viel?

Eben gerade nicht, wurde doch beschrieben.

Nicht so viele Kondensatoren, nicht so hohe Kapazität.

von Andreas (Gast)


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@MaWin
...muss eingestehen, dass ich das mit dem Stromflusswinkel gerade 
nachgelesen und erst jetzt verstanden habe. Tut mir leid. :D Ich werde 
einen 10VA 18V 278mA Trafo verwenden und somit die 1000µF oder noch 
weniger nehmen?
Ich habe im Forum die Regel: "1000µF per A" gefunden ... stimmt das?
Grüße
Andreas

von MaWin (Gast)


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10000uA pro A.

                                           Volllaststrom
 Siebelkogrösse [in Farad] = -----------------------------------------
                             (Trafospannung * 1.4 - 2) * (Ripple in %)

 Ripplespannung [in V] = Volllaststrom [in A] x 0.01 / Siebelkogrösse 
[in Farad]

1000uF passen also für deinen 287mA Trafo, 100mA Regler,
denn es darf mehr als 1V Spannungsverlust pro Halbwellse
sein vor deinem 15V (doer 12V) Regler. So 2V sind ok.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas schrieb:
> Ich bastle natürlich eine Anleitung nach
Am besten einfach gleich verlinken:
http://advan.physiology.org/content/33/2/121.full.pdf+html
Da könnte man beim Layout einiges verbessern! Ich finde das Design (das 
ja aus dem Jahr 2009 kommt!!) ziemlich verwegen...  :-o

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