Gyrator zum entkoppeln

[djego m. (maradona)]

Hallo Leute,

weiß jemand wie man diese Schaltunng(siehe Bild) eines Gyrators 
dimensioniert.
Ich möchte gerne den Gyrator nutzen um Datenleitung von der 
versorgungsspannung zu entkoppeln. Ich moduliere nämlich ein FSK signal 
auf die Versorgungsspannung. Bei dem Feauenzen wird die Drosselspulle zu 
groß, daher der Gyrator.
Für jeden Tipp würde ich mich freuen

[sascha (Gast)]

Was für Datenraten willst du denn erreichen? Einfacher wäre es, wenn du 
den Stromverbrauch deiner Schaltung mit den Daten modulierst, zb. mit 
einem Transistor und passendem Widerstand. Auf der Gegenseite wird dann 
der Stromverbrauch gemessen udn wieder in digitale Signale umgewandelt.

[maradona (Gast)]

Datenrate: 197 bytes/s

die Modulierung ist nicht das Problem und funktioniert auch schon so 
weit. Möchte gerne nur wissen wie man die Gyratorschaltung 
dimensioniert. Wie gesagt Versorgungsspannung zu entkoppeln.

trotzdem Danke

[Kai K. (klaas)]

Bitte den vollständigen Schaltplan. So kann man garnichts sagen.

[Max D. (max_d)]

Dieser Gyrator ist zum Glätten von Röhren-Netzteilen gedacht und eignet 
sich nur bedingt für deinen Zweck. Sinnvoller wäre eine höhere Frequenz 
(ein AVR-Timer gibt dir willig dreistellige Kilohertzen) zu verwenden 
und dann mit einer echten Spule zu entkoppeln....

[djego m. (maradona)]

hallo,

hier der Schalplan in Ltspice.

Meiner Meinung nach kann ich den Gyrator schon verwenden.

Hier ist noch link mit einer ähnlichen Anfoderung.
Beitrag "Gyrator zur Spannungsentkopplung"

[djego m. (maradona)]

nochmal Schaltplan, vorhin hat es nicht funktioniert. Übrigen auf höhere 
Frequenz kann ich leider nicht gehen. Da das Endgerät die daten nicht 
verarbeiten kann.

[Kai K. (klaas)]

Also, der untere Gyrator macht schon mal keinen Sinn. Der obere 
eigentlich auch nicht. Du brauchst ja eine Längsimpedanz, damit sich 
überhaupt eine Spannungsänderung auf der Versorgungsleitung ergibt. Dazu 
brauchst du eine 40V Versorgungsspannung mit 0R Innenwiderstand und dann 
eine Längsimpedanz von ein paar Ohm.

Wenn deine 40V Versorgung nicht idealerwiese 0R Ausgangsimpedanz 
besitzt, erzeugen Laststromänderungen auf dieser Spannung Störungen, was 
die anderen Verbraucher stören könnte. Einen Gyrator brauchst du dann 
aber nur dort, also in die Leitung zu anderen Verbrauchern, die auch an 
den 40V hängen. Auch für die 500R Last könnte man mit so einem Gyrator 
die 40V entstören. Aber da, wo du den Gyrator eingesetzt hast, macht er 
kaum Sinn, weil ein Gyrator die Laststromänderungen nahezu ungeschwächt 
passieren läßt.

[Wusel D. (stefanfrings_de)]

Ich hatte mal ein Bedienfeld mit 2-Draht Schluss für Szromversorgung und 
bidirektionale Datenübertragung gebastelt.

Da hatte ich in Reihe zum Netzteil eine Spule eingesetzt. Das war's 
schon. Deine Schaltung kommt mir reichlich übertrieben vor.

          Spule
+12V O----XXXX------+---------+---------+
                    |         |         |
Netzteil          Gerät 1   Gerät 2   Gerät 3
                    |         |         |
GND  O--------------+---------+---------+

Und die Geräte waren prinzipiell so aufgebaut:

         +----------||--------------------------------< Daten Ausgang
         | 
         +----------Bandpass Filter----Verstärker-----> Daten Eingang
         |            500Hz - 2kHz
         |
         |
+12V O---+---[7805]-----O 5V VCC 
               |          zum µC
               |
               |
GND  O---------+--------O GND

[Abdul K. (ehydra)]

Wird im Telefonnetz in der Teilnehmeranschlußleitung seit über 100 
Jahren verwendet. Vielleicht einfach da mal abkupfern.

[djego m. (maradona)]

Hallo Klaas,

erstmal danke für dein Beitrag. Das ich eine längsimpedanz für eine 
Spannungsänderung brauche da hast du recht. Das würde der ja der Gyrator 
übernehemen.

"Aber da, wo du den Gyrator eingesetzt hast, macht er
kaum Sinn, weil ein Gyrator die Laststromänderungen nahezu ungeschwächt
passieren läßt."

Da bin ich etwas anderer Meinung. Da diese Gyratorschaltung eine 
Sourcefolger ist und der hohe Eingangswiderstand hat und diese Schaltung 
ist ideal für Anwendungen, bei denen eine Isolation und Pufferung 
erforderlich ist.

Durch den Kondensator wird die Gatespannung am spannungsgesteuerten 
Transistor nur langsam steigen und dem zufolge ändert sich der 
Stromfluss über die Drains Sourcestrecke auch langsam. Er entspricht dem 
ohmschen Anteil einer Entkoppelinduktivität. Somit werden hochfrequentes 
rauschen unterdruckt und Spannungsspitzen werden abgewendet.

hallo Stefan,

auch dir ein danke schön,

ich glaube eine normale Spule bei der Frequenz von 1.515kHz und 3.33kHz 
würde zu groß und zu teuer werden. Daher der Gyrator. aber im prinzip 
ist mein projekt so ähnlich wie dein bedienfeld.

[Kai K. (klaas)]

>Da bin ich etwas anderer Meinung. Da diese Gyratorschaltung eine
>Sourcefolger ist und der hohe Eingangswiderstand hat und diese Schaltung
>ist ideal für Anwendungen, bei denen eine Isolation und Pufferung
>erforderlich ist.

Zeig doch mal die Resultate deiner Simu.

[Abdul K. (ehydra)]

Abdul K. schrieb:
> Wird im Telefonnetz in der Teilnehmeranschlußleitung seit über 100
> Jahren verwendet. Vielleicht einfach da mal abkupfern.

Sorry, bezog sich auf Spulen. Eine Gyratorschaltung find ich da momentan 
nicht in meinem Hirnkasten.


Ich denke die Schaltung funzt schon. Die Auslegung würde ich mit SPICE 
iterativ durchfummeln.

[Εrnst B. (ernst)]

Nimm statt dem FET lieber einen altmodischen Bipolar-Transistor, spart 
viel Strom.

Am FET fällt mindestens Ugs(th) (= 2…4V beim IRF840) ab, am NPN sind's 
nur 0.7V.

[djego m. (maradona)]

einmal die simulation mit einer realen Spule und mit Gyrator.

Wo bei ich noch erwähnen muss das die Last nicht konstant ist und der 
Stromm sich ändern kann.

[Εrnst B. (ernst)]

Mal die Verlustleistung an den FETs gemessen/rechnen lassen?
Und warum zwei Gyratoren, einer in der + Leitung sollte doch reichen?
Und: Bildformate. Gif ist zwar richtig gedacht, aber wenn's vorher 
schonmal ein JPG war, kann eine Umwandlung in GIF das Bild auch nicht 
mehr reparieren...
=> Gleich als PNG machen. Kann inzwischen eigentlich jedes Programm, 
z.B. auch das Windows-eigene "Snipping Tool".

[djego m. (maradona)]

ja das ist das Problem das dort zu viel Spannung abfällt und an den 
Endgeräten die Spannung fehlt. Daher die Frage wie man den Gyrator 
dimensioniert. Der Laststrom kann sich von 0 bis 500mA ändern. Dabei 
wird die modulierte Spannung nicht mehr schön sinusförmig, wie man im 
Bild sehen kann.

Das mit Bilder werde ich berücksichtigen, danke.

Eine Idee wäre ein Widerstand parallel zu R8 in der Schaltung zu zu 
schalten.  Um die Welligkeit zu verbessern, bin mir aber nicht sicher.

>Und warum zwei Gyratoren, einer in der + Leitung sollte doch reichen?

durch das hochfrequente Schalten können starke Störströme auf der 
Masserückleitung fließen. Daher der zweite Gyrator.

[Helmut S. (helmuts)]

Schau dir mal das an.

http://electronicdesign.com/test-amp-measurement/gyrator-circuit-makes-dc-supply-invisible-ac-testing

http://electronicdesign.com/site-files/electronicdesign.com/files/archive/electronicdesign.com/content/14978/59620_fig_02.gif

Google: gyrator power supply

[djego m. (maradona)]

Hallo Helmut S,

danke für den Tipp. Das sieht schon ganz gut aus, ich hätte da noch 
Fragen.

Dort wurde erst Spulenwert bestimmt und zwar von 5H bei 300Hz. Wie kommt 
man auf diesen Wert von 5H?

Dann wurde daraus der Gyrator dimensioniert. Hier wurde ein Darlington 
Transistor verwendet. Hat es irgendwelche Vorteile gegenüber einem 
MOSFET?

Zum Schluss wird der Impedanzwiederstand 9424 ohm  berechnet, der sollte 
größer sein als der Abschlusswiederstand 600 ohm. Gibt es hier für 
Gründe?

Vielen Dank für weitere Vorschläge.

[Abdul K. (ehydra)]

Beim Darlington hast du ne größere Stromverstärkung (= kleinerer Kondi) 
und den genannten Vorteil des BJT eben des geringeren Spannungsabfalls 
gegenüber MOSFET.

Vermutlich ergeben sich die 5H aus dem XL bezogen auf die 
Trägerfrequenz. Habs nicht näher erforscht.

[djego m. (maradona)]

ja gut wen die 9242 ohm bekannt sind kann man auf 5H kommen. Dort steht 
leider nicht woher der Wert stammt. Wie gesagt es wird erwähnt das der 
Impedanzwiderstang größer sein soll als der Abschluswiederstand, warum?

vielen Dank für die Antworten. Es freut mich sehr.

[Abdul K. (ehydra)]

Aus dem Bauch heraus:
Du kannst diesen Wert quasi beliebig groß machen, aber es wird die 
Modulationsfähigkeit des Trägersignals verschlechtern. Also weniger Bits 
pro Sekunde wegen dem Einschwingverhalten aus L und den restlichen aktiv 
wirkenden Cs in der Schaltung.

Rechne die 9K doch einfach mal in C oder L oder Trägerfrequenz um. 
Bingo!

[djego m. (maradona)]

meinst du in meiner Schaltung die 9k verwenden. Was glaubst du ob ein 
Gyrator reichen würde und mit Darlington oder MOSFET?

[Εrnst B. (ernst)]

djego maradona schrieb:
> Darlington oder MOSFET?

Ich würde einen stinknormalen Bipolar NPN nehmen.
Geringster Spannungsabfall, aber größter Elko nötig.

Wenn Baugröße eine Rolle spielt, dafür mehr Verlustleistung OK ist:
Darlington. Elko kann dann kleiner werden.

Mosfet? Bei 500mA und 4V Spannungsabfall braucht der schon fast einen 
Kühlkörper...
Und beachten: Du brauchst eigentlich einen Mosfet für Linearbetrieb. Die 
üblichen Schalt-Mosfets sind dafür nicht so toll.

[djego m. (maradona)]

alles klar vielen dank. Nur noch die Frage ob 1 Gyrator oder 2. Ich will 
ja nicht nerven aber grundlegende Frage ob der Gyratoe sinn macht.

[Falk B. (falk)]

Man braucht EINEN Gyrator an der Versorgungsquelle in der VCC Leitung 
und EINEN am Gerät am Versorgungseingang, denn der dort vorhandene 
Pufferkondensator würde sonst das SIgnal kurzschließen. Man braucht 
KEINEN Gyrator in der Masse.

Im Prinzip wie hier, nur Gyratoren anstatt der Drosseln.

Beitrag "Re: Digitale Datenübertragung über DC-Versorgungsleitung"

[djego m. (maradona)]

danke Falk Brunner,

sorry aber wieso keinem in der Masse? Die Masse sollte doch auch 
entkoppelt werden. Das am Versorgungseingang einer hin muss verstehe ich 
leider auch  nicht.

[Falk B. (falk)]

@ djego maradona (maradona)

>sorry aber wieso keinem in der Masse? Die Masse sollte doch auch
>entkoppelt werden.

Nö, es ist ein StromKREIS, da reicht es, an einer Stelle den Gryator 
einzubauen, der bremst dann den Strom.

> Das am Versorgungseingang einer hin muss verstehe ich
> leider auch  nicht.

Dort ist meist ein großer Kondensator und damit ein 
Wechselspannungskurzschluß! Wenn dort keine Kondensatoren sitzen, kann 
man ihn weglassen. Glaub ich aber eher nicht.

[Abdul K. (ehydra)]

Nicht ganz Falk. Wenn zwei Gyros eingebaut, ist die Leitung 
symmetrischer. Zumindest theoretisch sollte sie damit ruhiger werden, 
denn von außen einkoppelnde Störsignale heben sich dann auf.