Spannungsbegrenzung Schaltung erklären

[M. K. (kotti)]

Hallo Leute,
ich habe hier eine Schaltung im Internet gefunden für eine 
Spannungsbegrenzung. Kann mir jemand erklären, wie diese funktioniert?

VG

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Im Schaltplan fehlen zwei Verbindungen an Kreuzungspunkten (s. Anhang).

IC1A fungiert als gewöhnlicher invertierender Verstärker.

D1, D2 R14, P1, C5, P2 und R12 bilden einen Spitzenwertdetektor mit
einstellbarer Anstiegs- (P1) und Abfallgeschwindigkeit (P2). Er erhält
an seinen Eingängen sowohl das Ausgangssignal von IC1A (über D2) als
auch das durch IC1B und R9=R10 invertierte Signal (über D1). Dadurch
werden bei der Spitzenwertdetektion sowohl positive als auch negative
Halbschwingungen berücksichtigt.

Q1 bildet zusammen mit R4, R5, R6 und C1 einen steuerbaren Widerstand.
Liefert der Spitzenwertdetektor eine höhere Spannung, singt der Wert
dieses steuerbaren Widerstands. Da er zusammen mit R3 einen
Spannungsteiler bildet, wird in diesem Fall das Eingangssignal
abgeschwächt. Bei niedrigerem Spitzenwert steigt der Widerstand, so dass
das Eingangssignal weniger abgeschwächt wird. Das Ganze ist also ein
Verstärker mit automatischer Verstärkungseinstellung.

IC2 bildet mit R6, R17 und R19 einen Schmitt-Trigger, der ab einem
bestimmten Ausgangspegel (der durch die automatische
Verstärkungsanpassung nicht mehr ausgeregelt wird) LED1 zum leuchten
bringt.

[M. K. (kotti)]

Cool...
Also eigentlich kenne ich mich ja auch ein wenig mit Schaltungen aus, 
aber wie hast du die Schaltung so schnell analysiert? Also ich wusste 
gar nicht wo ich anfangen sollte... Kennst du dich mit solchen 
Spannungsbegrenzerschaltungen besser aus?

Eine Frage noch...Kann ich auch über einen Widerstand die Spannungshöhe 
einstellen, bei dem sich der Widerstand von Q1 verringert?

[Interessierter (Gast)]

Ist IC1A nicht ein NICHTinvertierender Verstärker?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Interessierter schrieb:
> Ist IC1A nicht ein NICHTinvertierender Verstärker?

Ja, natürlich. Das wollte ich eigentlich auch schreiben, aber irgendwie 
hatte die "Nicht"-Taste ein Kontaktproblem ;-)

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

M. K. schrieb:
> Kennst du dich mit solchen Spannungsbegrenzerschaltungen besser aus?

Eigentlich überhaupt nicht. Es ist ja streng genommen auch kein 
Begrenzer, sondern ein variabler Verstärker. Ein Begrenzer würde das 
Signal bei einer bestimmten Spannung einfach kappen, was man bei 
Audioanwendungen natürlich nicht möchte. Den Trick mit der 
Verstärkungseinstellung über einen FET kenn ich vom 
Wien-Brücken-Oszillator, wo oft nach einem ähnlichen Prinzip die 
erforderliche Amplitudenregelung realisiert wird.

> Eine Frage noch...Kann ich auch über einen Widerstand die Spannungshöhe
> einstellen, bei dem sich der Widerstand von Q1 verringert?

Prinzipiell bilden R14+P1 und R12+P2 einen Spannungsteiler, der 
bestimmt, welcher Anteil des Spitzenspannung als Steuersignal an den 
steuerbaren Widerstand gelangt. Allerdings verstellt man durch Drehen an 
P1 und P2 – wie oben geschrieben – auch die Zeitkonstanten für die 
Zunahme und Abnahme der Verstärkung. Man kann die von dir gewünschte 
Einstellung sicher auch am steuerbaren Widerstand selber vornehmen, dazu 
müsste man sich aber diesen Schaltungsteil näher ansehen. Wenn man da 
ohne Überlegung herummurkst, führt das garantiert zu zusätzlichen 
Verzerrungen.

Mich würde sowieso interessieren wieviel Verzerrung man sich durch die 
variable Verstärkung einhandelt. Hast du vielleicht auch einen 
Schaltplan oder eine Tabelle mit den Bauteildaten?