Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik [ganz kurz] Elko an Wechselspannung


von Martin M. (bossa)


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Hallo,

ich wollt nur ne kurze Frage stellen. Google (auch seitenspezifisch) hat 
mich nicht wirklich weiter gebracht.

Warum "darf" ich eigentlich normale gepolte Elkos nicht an einer 
Wechselspannung betreiben, wenn ich doch an den Eingängen quasi 
sämtlicher Audiogeräte einen Elko zur Gleichspannungsunterdrückung bzw. 
als Rumpelfilter habe (außer sehr hochwertige Technik, die natürlich auf 
Elkos im Signalweg verzichtet und teurere Folien mit hohen Kapazitäten 
nimmt).

Hab selber schon viele Audio-Sachen mit nem gepolten Elko am Eingang 
gebaut und nie ein Problem damit gemacht. Wovon hängt also noch ab, ob 
ein Elko an AC wirklich problematisch ist?




Edit:
Und um vielleicht noch auf den Punkt zu kommen, weswegen ich auf das 
Thema kam:
Ich habe was von "höherer Anfälligkeit" duesbezüglich von Tantal-Elkos 
gelesen. Inwiefern wirkt sich das für die Verwendung im Signalweg bei 
Audio aus? Brauch grade bauformbedingt nen Tantal-Elko...

: Bearbeitet durch User
von Garden (Gast)


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Ich weiß nicht, ob ich Dich richtig verstanden habe. Aber wenn Du schon 
viele Schaltungen gebaut hast, dann hast Du doch sicher auch die 
Polarität der Elkos beachtet.
So lange die Elkos richtig herum eingebaut sind kein Problem.

von Guesty (Gast)


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Hallo,

für solche Grundsatzfragen eignet sich folgender Mini-Simulator sehr 
gut. Ist schnell aufgebaut und man kann sich Ströme und Spannungen 
wunderbar pro Bauteil ansehen.

http://www.falstad.com/circuit/circuit.zip

Guck mal bei den Beispielen unter Circuit > Transistors > Common-Emitter 
Amplifier. Dann mal rechtsklick auf den Eingangselko und "View in 
Scope".

lg

von Gerhard W. (gerhard86)


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An Elkos dürfen schlicht keine Spannungen entgegen ihrer Polarität 
liegen. Wechselspannung am Elko ist daher immer dann kein Problem wenn 
eine Gleichspannung überlagert ist, die größer als die Amplitude der 
Wechselspannung ist. Wenn du ein Spannungssignal mit einem Elko 
mittelwertfrei bzw Gleichspannungsfrei bekommen willst, dann kennst du 
idealerweise die Polarität der Gleichspannung die du loswerden willst 
und polst den Elko entsprechend.

von Peter R. (Gast)


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In den von Dir genannten Fällen ist am Elko sowohl Gleich- als auch 
Wechselspannung angelegt, wobei sichergestellt ist, dass die 
Gleichspannung größer ist als die negative Halbwelle der 
Wechselspannung, dass also immer nur positive Spannung anliegt, die zwar 
in der Höhe wechselt, aber nicht die Nulllinie unterschreitet.

Wenn die Elkos als Koppelkondensatoren verwendet werden, wird ihr C so 
groß gewählt, dass an ihnen fast keine Wechselspannung entsteht, da 
stellt sich das Umpolproblem überhaupt nicht: bei einigen mV 
Wechselspannung und mehreren hundert mV Gleichspannung kann sich nichts 
umpolen.

Das Dielektrikum an einem Alu-Elko besteht aus einer sehr dünnen 
Oxidschicht an der positiven Elektrode. Wenn falsche Polung entsteht, 
wird diese Oxidschicht sehr schnell durch Elektrolyse abgebaut und die 
Isolierschicht durchschlagen.

von Martin M. (bossa)


Angehängte Dateien:

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So,

danke für das nette Progrämmchen, kannte ich noch gar nicht. Nutze aber 
immer LTSpice.


Gut, nehmen wir folgendes Beispiel aus einem Stereo-Audio-Mischpult 
(Bild 1). Zu sehen ist der Eingang direkt hinter den Eingangsbuchsen.

Wenn ich das simuliere (1kHz, 1V Signalspannung), seh ich am Elko C4 
eben diese Spannung, davor wie dahinter. (Siehe Bild 2)

Warum läuft dieses Pult, diese Eingangsschaltung denn dann so 
problemlos?





Und es ist ja nun nicht zu erwarten, dass von einem beliebigen 
Quellgerät, das ich da per Cinch anschließe, irgendeine hohe 
Offsetspannung kommt.

: Bearbeitet durch User
von Vn N. (wefwef_s)


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Dich interessiert auch die Spannung, die am Elko abfällt, nicht die 
Spannung gegen Masse.

Martin Melzer schrieb:
> Und es ist ja nun nicht zu erwarten, dass von einem beliebigen
> Quellgerät, das ich da per Cinch anschließe, irgendeine hohe
> Offsetspannung kommt.

Du weißt, warum der Kondensator da drinnen ist?

: Bearbeitet durch User
von Martin M. (bossa)


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vn nn schrieb:
> Dich interessiert auch die Spannung, die am Elko abfällt, nicht die
> Spannung gegen Masse.
>

Oh, äh, hab ich grad wirklich so schief gedacht? Das scheint mir der 
klärende Gedanke zu sein. Also ist es demnach tatsächlich quasi erst mal 
egal, wie rum der Elko im Audio-Signalweg liegt?

Aber somit würde ich mit einer je nach dem verkehrt gepolten 
Gleichspannung am Eingang (wodurch auch immer die zustande kommt) den 
Elko zerstören?


vn nn schrieb:
> Du weißt, warum der Kondensator da drinnen ist?
Naja, also Filter eben mit R31. Oder nicht?

von besupreme (Gast)


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Ein gepolter Elko wird leitend, wenn die Spannung falsch herum anliegt. 
Ist der Strom groß genug, hast du Sauerei. Hast du keinen ungepolten 
Elko und die Spannungsverältnisse sind unklar, kannst du notfalls 2 
Stück hintereinander schalten mit vertauschter Polung. War früher 
gelegentlich in Audiotechnik so verbaut. Tantals hab ich noch nie für NF 
verwendet. Könnte vielleicht gehen..??

Aso hier Filter allerhöchstens mit R1.. unbeabsichtigt.

von Martin M. (bossa)


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besupreme schrieb:
> Ein gepolter Elko wird leitend, wenn die Spannung falsch herum anliegt.
> Ist der Strom groß genug, hast du Sauerei. Hast du keinen ungepolten
> Elko und die Spannungsverältnisse sind unklar, kannst du notfalls 2
> Stück hintereinander schalten mit vertauschter Polung. War früher
> gelegentlich in Audiotechnik so verbaut.
Seh ich in den Mischpulten, die ich mir so angeschaut habe nie, deshalb 
habe ich gefragt. Aber dann ist es doch letztlich ein Risikofaktor im 
Gerät, wenn ich einen gepolten Elko am Eingang hab, egal wie rum er 
sitzt.

besupreme schrieb:
> Tantals hab ich noch nie für NF verwendet. Könnte vielleicht gehen..??
Was würde dagegen sprechen?

besupreme schrieb:
> Aso hier Filter allerhöchstens mit R1.. unbeabsichtigt.
OK, dann geb ich hiermit mein Verständnisproblem zu. Wofür ist der Elko 
an der Stelle da?

: Bearbeitet durch User
von L. P. (lpg)


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Martin Melzer schrieb:
> besupreme schrieb:
>> Tantals hab ich noch nie für NF verwendet. Könnte vielleicht gehen..??
> Was würde dagegen sprechen?

Der Klirrfaktor und die dielektrische Absorption. Bitte kurz einlesen 
--> google.

Martin Melzer schrieb:
> besupreme schrieb:
>> Aso hier Filter allerhöchstens mit R1.. unbeabsichtigt.
> OK, dann geb ich hiermit mein Verständnisproblem zu. Wofür ist der Elko
> an der Stelle da?

Um die evtl. vorhandene Gleichspannung aus dem Signal zu entkoppeln.

Kunststoffolienkondensatoren sind da für Audio gut geeignet. (Wima MKS 
z.B.)
Elkos werden hauptsächlich aus Kostengründen eingesetzt.

Lg.

von Michael_ (Gast)


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Martin Melzer schrieb:
> Seh ich in den Mischpulten, die ich mir so angeschaut habe nie, deshalb
> habe ich gefragt. Aber dann ist es doch letztlich ein Risikofaktor im
> Gerät, wenn ich einen gepolten Elko am Eingang hab, egal wie rum er
> sitzt.

In der Vergangenheit(TM) wurde davon ausgegangen, das die 
Betriebsspannung auf dem gleichen Potential lag. Also GE auf -xxV und 
bei SI auf +xxV
Und zudem namen es die alten Elkos nicht so tragisch wenn die 
Signal-Spannung nicht die richtige Polung hatte.

von Der (Gast)


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Bis ca 2V halten gepolte Elkos auch die verpolte Spannung aus...

von Garden (Gast)


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In diesem Video siehst Du auch wofür die Koppelkondenatoren da sind:

http://et-tutorials.de/5611/bipolare-transistoren-%E2%80%93-arbeitspunkt-einstellung-und-stabilisierung/

von Buna-Pelzer (Gast)


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> [ganz kurz] Elko an Wechselspannung

Ganz kurz geht das schon mal....
;-)
gez. Buna-Pelzer

von Martin M. (bossa)


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L. P. schrieb:
> Um die evtl. vorhandene Gleichspannung aus dem Signal zu entkoppeln.
Ja, naja, aber ich kann ja nicht wissen, ob die positiv oder negativ 
ist, oder?


Der schrieb:
> Bis ca 2V halten gepolte Elkos auch die verpolte Spannung aus...
Gut zu wissen.

Deshalb nimmt man also auch Elkos, weil man schlichtweg davon ausgeht, 
dass eine etwaige DC-Spannung ja "so hoch schon nicht sein wird", oder 
wie?

von Garden (Gast)


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Du hast eher eine Gleichspannung auf der anderen Seite.

Du stelltst am Transistor (an der Basis) den Arbeitspunkt ein. Dies ist 
eine Gleichspannung. Dein Wechselspannungssignal soll dazu addiert 
werden.
Andererseits soll die Gleichspannung für Deinen Arbeitspunkt nicht durch 
die Signalquelle kurzgeschlossen werden. Deshalb benötigst Du einen 
Koppelkondensator.

von Michael_ (Gast)


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Martin Melzer schrieb:
> Deshalb nimmt man also auch Elkos, weil man schlichtweg davon ausgeht,
> dass eine etwaige DC-Spannung ja "so hoch schon nicht sein wird", oder
> wie?

Nein, wie ich oben schon schrieb, von einem der Zeit entsprechenden 
Konzept ausgeht.
Als Transistoren aufkamen, waren Elyt vom Preis und der Baugröße her 
unschlagbar.
Heute gibt es dagegen viele Alternativen.

von Martin M. (bossa)


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Garden schrieb:
> Du hast eher eine Gleichspannung auf der anderen Seite.
>
> Du stelltst am Transistor (an der Basis) den Arbeitspunkt ein. Dies ist
> eine Gleichspannung. Dein Wechselspannungssignal soll dazu addiert
> werden.
> Andererseits soll die Gleichspannung für Deinen Arbeitspunkt nicht durch
> die Signalquelle kurzgeschlossen werden. Deshalb benötigst Du einen
> Koppelkondensator.

Ah, ok, das kann ich nachvollziehen.

Vielleicht hatte ich meine Denksperre weil ich eher aus der 
professionellen Audiotechnik komme und es eigentlich bisher immer mit 
Ausgangs-ICs mit symmetrischer Spannungsversorgung zu tun habe. Die 
haben ja dann ihren Arbeitspunkt bei 0V und bräuchten (wenn ich davon 
ausgehen könnte) entsprechend gar keinen Koppelkondensator am Eingang 
des Folgegerätes, richtig?

Michael_ schrieb:
> Nein, wie ich oben schon schrieb, von einem der Zeit entsprechenden
> Konzept ausgeht.
> Als Transistoren aufkamen, waren Elyt vom Preis und der Baugröße her
> unschlagbar.
> Heute gibt es dagegen viele Alternativen.

Ja, die gibt es wohl.

Jedenfalls vielen Dank für die ganze Verständnishilfe hier!

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