symmetrischer Spannungsversorgung mit unsymmetrischem Zweig- was mache ich falsch?

[Alex (Gast)]

Hallo,
ich hänge nun schon eine Weile an folgendem Problem, bei dem ich sehr 
hoffe, dass ihr mir helfen könnt:

Vor einer Weile habe ich hier im Forum einen Thread aufgemacht, bei dem 
ich um Tips bat, wie man aus einer 24V Batteriespannung eine 
symmetrische +5V  GND  -5V Versorgung aufbaut.
Nach langen Diskussionen über die (Un-)Sinnhaftigkeit der Verwendung 
zweier Festspannungsregler habe ich dann die Lösung genommen, die am 
einfachsten und Sinnvollsten schien (da ich das ganze auch auf recht 
kleinem Raum unterbringen muss): Eine Lösung mit Zenerdioden.

Diese Lösung hat soweit sehr gut funktioniert und meine Elektronik, im 
wesentlichen zwei Hochpräzisionsverstärker, ausreichend symmetrisch 
versorgt.

Nun ist in einer weiteren Version der Elektronik aber ein Baustein 
(AD7156) hinzugekommen, der mit lediglich 3V versorgt werden soll. 
Hierzu habe ich die Lösung mit den Zenerdioden um prinzipiell das selbe 
noch einmal erweitert (siehe alles im Bild im Anhang). In einem ersten 
Versuch, da ich für alle Bausteine das selbe Bezugspotenzial nutzen 
wollte, mit einem (2,2kOhm) Vorwiderstand an +5V und einer 3V Zenerdiode 
auf GND.
In dieser Anwendung stellte sich aber heraus, dass die Belastung über 
den AD7156 die +5V auf +1,4V einbrechen ließ und diese auch nach 
entfernen des AD Moduls dort verblieb (-> Kondensatoren).
Das Problem, den Einseitigen Strom ins virtuelle GND fließen zu lassen 
(und damit den Kondensator zu laden)  dachte ich nun gelöst zu haben, 
indem ich mit größerem Vorwiderstand das Ganze von +5 nach -5V wie im 
Bild anschloss, mit -5V als Bezug für den AD7156.
Hier bricht nun aber die -5V Spannung ein.

Kurz und gut: Sobald ich bei der Zenerversorgung zu den symmetrischen 
OpAmps einen Baustein hinzufüge, der unsymmetrisch belastet, 
funktioniert das ganze nicht mehr. Der Gesamtstrom von 10mA sollte von 
der Elektronik noch lange nicht erreicht werden. Der AD7156 verbraucht 
typ. 70µA, die OpAmps jeweils max wenige mA und werden in der Anwendung 
nicht belastet.
Kann mir jemand helfen? Ich wäre sehr dankbar, hänge nun schon länger an 
diesem Problem und finde die Lösung nicht.

Viele Grüße

Alex

[Arno Nyhm (Gast)]

Es ist der falsche Ansatz die +3V von den schon stabilisierten +5.1V 
abzuleiten. So wie im Text beschrieben baust Du nicht zuletzt halt auch 
einfach einen Spannungsteiler - die Folgen konntest Du beobachten.

Mit der angehängten Schaltung erzielst Du auch wieder einen direkten 
Bezug zu Ground für alle drei Spannung.

Grüße
Sascha

[Alex (Gast)]

Dankesehr!
Fürs Verständnis: Wieso kann ich nich von den stabilisierten +5V 
abgreifen? Ich dachte mir eigentlich habe ich im einen zweig an der 
batteriespannung  lediglich Widerstand + 2 Zener und im anderen Zweig 
eben zwei Widerstände + 1 Zener - mir leuchtet nicht ein wieso das nicht 
geht. Aber es geht ja offensichtlich nicht. :D

Also danke schon einmal sehr für die Lösung!

[MaWin (Gast)]

> Sobald ich bei der Zenerversorgung zu den symmetrischen
> OpAmps einen Baustein hinzufüge, der unsymmetrisch belastet,
> funktioniert das ganze nicht mehr.

Das klingt nach Überlastung, aber wenn die Bauteile selbst eher weniger 
Strom verbrauchen, dann ist es wohl Fehlstrom über die 
Eingangsschutzdioden oder aus dem Ausgang heraus.

Da du aus Faulheit nicht den ganzen Schaltplan postest, kann man das 
nicht sehen.

Ganz allgemein kann man nur sagen:
In deinem Schaltplan haben die 3V und die +5V/-5V keine gemeinsame 
Masse.
Z-Dioden mit 3V sind bei 1mA recht ungenau,
nach dem (unvollständigen) Diagramm in
www.eworld.ru/store/smc/ds/bzx85.pdf
hat eine BZX85C3V0 bei 1mA eine Spannung unter 1.8V und damit zu wenig 
für deinen A/D-Wandler.
Nimm lieber einen 3V Spannungsregler wie LM2950-3, das spart auch noch 
den Vorwiderstand (aber nicht den Ausgangselko).

Deine ganze Bauteileauswahl, die teuersten Luxusteile einzubauen und 
nicht mal deren Stromversorgung hinzubekommen, passt nicht zusammen. Es 
ist mehr als zweifelhaft, ob diese Kosten für deine Anwendung notwendig 
sind.

[Alex (Gast)]

MaWin schrieb:
> Da du aus Faulheit nicht den ganzen Schaltplan postest, kann man das
> nicht sehen.

Da hast du aber mal richtig ins Klo gegriffen mit deiner Einschätzung, 
den Schaltplan oben habe ich nämlich absichtlich erst neu zeichnen 
müssen (obwohl ich keine Lust und wenig Zeit hatte), weil die 
Originalpläne mit der Restelektronik geschützt sind und bleiben werden.

MaWin schrieb:
> hat eine BZX85C3V0 bei 1mA eine Spannung unter 1.8V und damit zu wenig
> für deinen A/D-Wandler.

der AD7156 (ein Capacitance converter) kann auch mit gerade 1,8V noch 
(Datenblatt: 1,8V - 3.6V). Messen tue ich am Eingang aber ca 2,5V - 
läuft also.

MaWin schrieb:
> Deine ganze Bauteileauswahl, die teuersten Luxusteile einzubauen und
> nicht mal deren Stromversorgung hinzubekommen, passt nicht zusammen. Es
> ist mehr als zweifelhaft, ob diese Kosten für deine Anwendung notwendig
> sind.

Ja, es mag komisch wirken, es wäre aber nett, wenn du nicht voreilig 
urteilen würdest (was dir glaube ich recht schnell passiert) - Die 
"Luxusteile" sind notwendig und der gesamte Aufbau (ohne AD7156, der 
sozusagen ein Upgrade darstellt, und seine asymetrische Versorgung)
- kapazitive bipolare emg elektroden - funktioniert auch bereits 
nachgewiesenermaßen einwandfrei.

Die futzelige Stromversorgung hat u.A. den Grund, dass die 
Spannungsversorgung extern passiert und ich die Elektroden auf mir 
gegebene Vorgaben hin entwickele - zu denen eine symmetrische +/-5V 
Versorgung gehört. Also eine "schnelle" eigene Lösung zum Entwickeln und 
Testen nötig war.

MaWin schrieb:
> Ganz allgemein kann man nur sagen:
> In deinem Schaltplan haben die 3V und die +5V/-5V keine gemeinsame
> Masse.
> Z-Dioden mit 3V sind bei 1mA recht ungenau,
> nach dem (unvollständigen) Diagramm in
> www.eworld.ru/store/smc/ds/bzx85.pdf
> hat eine BZX85C3V0 bei 1mA eine Spannung unter 1.8V und damit zu wenig
> für deinen A/D-Wandler.
> Nimm lieber einen 3V Spannungsregler wie LM2950-3, das spart auch noch
> den Vorwiderstand (aber nicht den Ausgangselko).

Danke für diese konstruktive Hilfe.

[MaWin (Gast)]

> Originalpläne mit der Restelektronik geschützt sind und bleiben werden.

Du, das sind meine Antworten auch.

[Alex (Gast)]

MaWin schrieb:
> Du, das sind meine Antworten auch.

Schade, wenn du das so aussuchst, ich kanns mir leider nicht aussuchen. 
Trotzdem danke nochmal für den hilfreichen Abschnitt oben.