Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einen LM7815 rauscharm betreiben


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von peter (Gast)


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Ich brauch ein relativ rauscharmes DC Signal und hab mich für einen 
LM7815 entschieden. Um da nicht noch großartig viel rauschen rein zu 
bringen, suche ich eine Quelle die den 7815 relativ rauscharm versorgt 
(vielleicht etwas, dass nicht sonderlich mehr dazu addiert als der 7815 
selbst). Da er im Dauereinsatz sein wird, geht nur Steckdosenbetrieb. 
Ich weiß nun nicht wie die ebay DC Netzteile für 10€ sind, aber ich 
vermute nicht so sonderlich? Oder gibt es gar generell etwas, dass noch 
weniger rauschen und Vpp hat als ein 7815 und nicht viel mehr kostet? 
Vielleicht sogar ein 15V DC Netzteil von ebay für 10€, wenn das denn 
passt? Mehr als 150mA brauche ich nicht.

von ArnoR (Gast)


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peter schrieb:
> Ich brauch ein relativ rauscharmes DC Signal und hab mich für einen
> LM7815 entschieden.

Was ist denn für dich "relativ rauscharm"?

> Um da nicht noch großartig viel rauschen rein zu
> bringen, suche ich eine Quelle die den 7815 relativ rauscharm versorgt

Falsch gedacht. Das Rauschen am Ausgang des 7815 erzeugt dieser selbst.

> Oder gibt es gar generell etwas, dass noch
> weniger rauschen und Vpp hat als ein 7815 und nicht viel mehr kostet?
> Mehr als 150mA brauche ich nicht.

Ein LM723 liefert bis zu 150mA ohne Zusatzaufwand und rauscht 10-mal 
weniger als ein 7815.

von MaWin (Gast)


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Man reduziert Rauschen einer Spannungsquelle durch filtern mit einem 
Elko, davor ein Widerstand, also klassischer RC Filter, auch 2-stufig.

Lastschwankungen werden dann aber schlechter ausgeregelt.

von peter (Gast)


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>Was ist denn für dich "relativ rauscharm"?
So wie das eines 7815.

>Falsch gedacht. Das Rauschen am Ausgang des 7815 erzeugt dieser selbst.
Ja und da will ich nicht noch von außen was rein bringen.

>Ein LM723 liefert bis zu 150mA ohne Zusatzaufwand und rauscht 10-mal
>weniger als ein 7815.
Danke, das ist eine gute Info.

>Man reduziert Rauschen einer Spannungsquelle durch filtern mit einem
>Elko, davor ein Widerstand, also klassischer RC Filter, auch 2-stufig.
Und um wie viel wird das reduziert? Also könnte ich einen LM723 nehmen 
und da diesen RC Filter zusätzlich noch anwenden?

von peter (Gast)


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Beim googeln habe ich das hier gefunden: 
http://www.sentex.ca/~mec1995/circ/ps3010/ps3010a.html "Ripple is less 
than 0.001Vpp."
Das isst ja mal krass wenig. Gibt es diese Schaltung/sowas auch fertig 
relativ günstig auf einem PCB - ähnlich wie diese DC-DC Konverter bei 
ebay - zu kaufen? 15V konstant reichen mir auch.

von jürgen (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Ein LM723 liefert bis zu 150mA ohne Zusatzaufwand und rauscht 10-mal
> weniger als ein 7815.

Im FUNKAMATEUR stand vor wenigen Monaten eine interessante Untersuchung 
über das Rauschverhalten von Stabis. Dabei schnitt der 723 wesentlich 
besser ab als die 78er.
Mit einer simplen Widerstandsteilung kannst Du die gewünschte Spannung 
einstellen.

von peter (Gast)


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"0.001Vpp.", hm ne so "krass" ist das gar nicht, eher "gut", habe mich 
verguckt.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Die Antwort von Arno kann ich unterschreiben. Außerdem:

Es gibt niederfrequentes und hochfrequentes Rauschen. Welches stört dich 
mehr? Audio? Das wäre leichter in den Griff zu kriegen. Aber weißt du 
denn, ab welcher Rauschspannung in welchem Frequenzbereich sich das 
Rauschen bei deiner Applikation überhaupt auswirkt? Das wird häufig 
über-, manchmal aber auch unterschätzt, lässt sich aber meistens 
berechnen.

Das Rauschen der Versorgung wird bei einem LM7815 um ca. den Faktor 200 
bis 2000 (46 bis 66 dB) im hörbaren Bereich ausgeregelt. Es ist daher 
sehr wahrscheinlich, dass deine Sorge wegen der Störsignale auf der 
Versorgung völlig unbegründet ist.

Ein LM317 liefert etwas weniger Rauschen als ein LM7815, wenn man einen 
ausreichenden Kondensator von ADJ nach Masse legt.

von peter (Gast)


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>Im FUNKAMATEUR stand vor wenigen Monaten eine interessante Untersuchung
>über das Rauschverhalten von Stabis. Dabei schnitt der 723 wesentlich
>besser ab als die 78er.
>Mit einer simplen Widerstandsteilung kannst Du die gewünschte Spannung
>einstellen.

Danke für die Bestätigung. Wie sieht denn so eine (simple) Schaltung 
aus?

von peter (Gast)


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Uwe, na gut, ich nehme dann einen der beiden, aber die eigentliche Frage 
ist, wie kann ich diese von einer 230V Steckdose betreiben, ohne da viel 
mehr rauschen rein zu bringen als diese Bauteile von sich schon 
erzeugen, denn die sind schon relativ am Grenzwert.

von peter (Gast)


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Z.B. ein switching PCB wie man diese oft bei aby für ein paar € findet 
geht nicht weil es von sich aus schon 50mVpp und bringt.

von jürgen (Gast)


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peter schrieb:
> Wie sieht denn so eine (simple) Schaltung
> aus?

Ausgangsspannung teilen und auf den invertierenden Eingang.
Internen 7V-Stabi auf den n.i. Eingang.
Steht beschrieben in jedem 723-Datenblatt.

von Uwe B. (uwe_beis)


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peter schrieb:
> Z.B. ein switching PCB wie man diese oft bei aby für ein paar €
> findet geht nicht weil es von sich aus schon 50mVpp und bringt.

Hi,

diese 50 mVpp werden durch den Stabi von Haus aus auf ca. 0,5 mVpp 
reduziert, und wenn du noch einen anständigen Elko und vielleicht einen 
Widerstand (besser, aber mit Verlusten) oder eine Drossel (noch viel 
besser und weniger Verluste) davor schaltest, bist du schnell bei Werten 
von einigen µV, die sich von dem Netzteil auf die Ausgangsspannung des 
Stabis noch auswirken.

Bleibt die Frage: Wie viel Störspannung stört dich überhaupt? Oder ist 
das ganze ein Selbstzweck, sozusagen "eine sportliche Herausforderung"?

von peter (Gast)


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>diese 50 mVpp werden durch den Stabi von Haus aus auf ca. 0,5 mVpp
>reduziert
Ah, interessant, Sind das diese Ripple Rejection dB Angaben?

>und wenn du noch einen anständigen Elko und vielleicht einen
>Widerstand (besser, aber mit Verlusten) oder eine Drossel (noch viel
>besser und weniger Verluste) davor schaltest, bist du schnell bei Werten
>von einigen µV
Wenn das so ist, könnte ich dann auch gleich ein beliebiges ebay DC 15V 
10€ Netzteil nehmen und nach dem Ausgang einen Elko schalten? oder 
sollte ich den 7815 nehmen weil er schon eine Reduzierung (also diese dB 
Angabe) vornimmt? Wie muss ich den Elko/Widerstand/Drossel hinzufügen? 
Parallel zum Ausgang? So wie in LM7805.pdf auf Seite 18 bzw. 19 (Figure 
6, 9) beschrieben?

>Bleibt die Frage: Wie viel Störspannung stört dich überhaupt? Oder ist
>das ganze ein Selbstzweck, sozusagen "eine sportliche Herausforderung"?
Kein Selbstzweck. Wäre mit 1-2mV p-p sehr zufrieden und mit bis 5mV p-p 
noch zufrieden.

von TK (Gast)


Angehängte Dateien:

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Evtl. hilft Dir ja die Lösung von BURR-BROWN die eigentlich hinter
jeder Spannungsquelle funktionieren sollte weiter.

von Uwe B. (uwe_beis)


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peter schrieb:
> Ah, interessant, Sind das diese Ripple Rejection dB Angaben?
Ja, aber nicht vollständig, denn in dem Datenblatt von Fairchild steht 
die Angabe nur für 120 Hz, aber der Ripple aus dem SNT liegt bei einigen 
10 kHz. Im TI-Datenblatt (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm340-n.pdf, 
Figure 11) ist die Frequenzabhängigkeit der Ripple Rejection angegeben, 
und da liegt ein LM7815 bei 50 kHz bei ca. 44 dB.

peter schrieb:
> Wenn das so ist, könnte ich dann auch gleich ein beliebiges ebay DC 15V
> 10€ Netzteil nehmen und nach dem Ausgang einen Elko schalten? oder
> sollte ich den 7815 nehmen weil er schon eine Reduzierung (also diese dB
> Angabe) vornimmt?
Ja, jetzt verstehst du es :-) Das Brummen bei 100 Hz wird um über 70 dB 
(Faktor 3000) reduziert, aus 3 V Brummen wird also 1 mV(!). Ein 
einfaches Trafo-Netzteil könnte solche Werte ungefähr liefern, aber die 
gibt es gar nicht mehr. Na ja, irgendwo bestimmt doch noch. Wenn 
überhaupt mit Netztrafo, dann steckt da wahrscheinlich auch da 
Linearregler drin. Auch aus einem Schaltnetzteil würden ca. 1 mV aus 
einem Ripple von 150 mV bei 50 kHz entstehen.

Filter vor dem Regler, also nur ein Elko, Elko + Widerstand oder Elko + 
Drossel können erhebliche Verbesserungen beim Eingangsripple bringen, 
aber das ist ein anderer Grundlagenkurs... Außerdem bei nicht unnötig.

von michael_ (Gast)


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peter schrieb:
> Wenn das so ist, könnte ich dann auch gleich ein beliebiges ebay DC 15V
> 10€ Netzteil nehmen und nach dem Ausgang einen Elko schalten? oder
> sollte ich den 7815 nehmen weil er schon eine Reduzierung (also diese dB
> Angabe) vornimmt? Wie muss ich den Elko/Widerstand/Drossel hinzufügen?
> Parallel zum Ausgang? So wie in LM7805.pdf auf Seite 18 bzw. 19 (Figure
> 6, 9) beschrieben?

Wenn ich das lese, hast du NULL Ahnung von Elektronik.

peter schrieb:
>>Bleibt die Frage: Wie viel Störspannung stört dich überhaupt? Oder ist
>>das ganze ein Selbstzweck, sozusagen "eine sportliche Herausforderung"?
> Kein Selbstzweck. Wäre mit 1-2mV p-p sehr zufrieden und mit bis 5mV p-p
> noch zufrieden.

Deshalb graust es mich, daran zu denken, was du mit der Folgeschaltung 
von 1-2mV vorhast.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Mist, jetzt wollte ich meinen Beitrag korrigieren, aber zu spät... Der 
ganze Text ist weg. Da habe ich nicht korrekt geantwortet, und jetzt bin 
ich frustriert und will in's Bett.

Null Ahnung mag stimmen, aber wir haben alle mal angefangen. Und du 
lernst.

von Thomas (kosmos)


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darf man den Anwendungszweck erfahren? 42µV Rauschen auf 15V sind das 
berühmte Flohhusten. Richtig auswirken würde sich doch soetwas doch erst 
wenn man mit Signalen deutchlich unter 1V arbeitet.

von Wolfgang (Gast)


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peter schrieb:
> denn die sind schon relativ am Grenzwert.

Solange du hier immer mit "relativ" und ohne Angabe irgendwelcher Fakten 
rumeierst, ist das hier alles nur mehr oder weniger Glaskugelguckerei.

von Hp M. (nachtmix)


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jürgen schrieb:
> ArnoR schrieb:
>> Ein LM723 liefert bis zu 150mA ohne Zusatzaufwand und rauscht 10-mal
>> weniger als ein 7815.
>
> Im FUNKAMATEUR stand vor wenigen Monaten eine interessante Untersuchung
> über das Rauschverhalten von Stabis. Dabei schnitt der 723 wesentlich
> besser ab als die 78er.

Das ist ein grundsätzliches Problem.
Alle Regler, die, wie z.B. die 78xx, eine Bandgap-Referenz benutzen, 
müssen deren geringe Spannung von typisch etwa 50mV kräftig verstärken, 
und rauschen daher mehr als Regler, die, wie z.B. der 723, eine 
temperaturkompensierte Zenerdiode als Referenz benutzen, deren Spannung 
bei etwa 7V liegt.

P.S.:
Der 723 ist übrigens deutlich älter als die 3-Bein-Regler mit 
Bandgap-Referenz.
Nachteilig ist die wegen der Zenerdiode benötigte höhere 
Betriebsspannung, während Regler mit Bandgap Referenz ab etwa 1,2V 
funktionieren.

: Bearbeitet durch User
von Olaf (Gast)


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Falls ihr euch mal der modernen Technik zuwenden wollt: TPS7A4700 von 
TI.

4uVrms

Olaf

von peter (Gast)


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An alle, wie bereits geschrieben: "Wäre mit 1-2mV p-p sehr zufrieden und 
mit bis 5mV p-p noch zufrieden.".

Olaf, das geht in Richtung Audiophiles, brauche ich nicht, zu teuer und 
unhandlich. Bei ebay gibts fertige PCBs für 25$ inkl. Versandkosten 
(nach "TPS7A4700" suchen). Ansonsten ist der IC natürlich gut und würde 
man einzeln alles Bestellen, würde das inkl. Versandkosten kaum 
günstiger werden.

Habe das hier zufällig gefunden: 
http://www.edn.com/electrical-engineer-community/industry-blog/4422750/3/Simple-circuits-reduce-regulator-noise-floor

Habe mich jetzt für einen LM317 entschieden. 
https://www.youtube.com/watch?v=IjJWWGPjc-w
Werde die fixed voltage auf 15V festlegen. Wiki bestätigt 
https://de.wikipedia.org/wiki/Netzteil#Trafonetzteil wie der LM317 
versorgt wird: Trafo + Gleichrichter + Glättungskondensator (also doch 
das übliche, dachte wegen Rauschen müsste man da extra was beachten) + 
LM317 + Pufferkondensator. Wirkungsgrad ist egal, da es eh nur ein paar 
Watt sind und dass es rauscharm bleibt Priorität ist.

Und die Frage wie man mit den 230V umgeht ist hier beantwortet (also 
auch doch nur ein einfacher Trafo, dachte wieder wegen der 50Hz müsste 
man da extra was beachten): https://youtu.be/BZmn_HKPx7Y?t=175

Ok.

von M.N. (Gast)


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Wie viel Nanovolt pro Wurzel (Hertz) brauchst du jetzt wirklich?

von peter (Gast)


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Ich habs mal simuliert aber ka ob da alles richtig ist: 
http://fs2.directupload.net/images/150911/2e8o48oh.png
Ripple sieht nach 2mV aus, ist ok. Größerer Kondensator reduziert ripple 
aber hat das auch andere elektronische Nachteile?

M.N., ich werde den LM317 mit 100Hz (50Hz gleichgerichtet) und da ist 
laut TI Datenblatt eine ca. -61dB Reduzierung drin (wenn mit Cadj 10µF) 
und wenn die gleichgerichtete einen Vp-p von 2mV hat, dann sollte da 
erst recht alles gut sein? KA wie viele nV/sqrt(Hz) das genau sind, aber 
das sollte locker reichen(?). 2mV = 2000µV = 2000000nV, /1000 (die 60dB 
Reduzierung) = 2000nV/sqrt(100) = 200nV/√Hz. Ist schon eine relativ 
große Zahl, aber reicht mir, kA ob das überhaupt richtig war XD (die 
Zahl sieht aber eig. nicht allzu falsch aus, nicht besonders klein, aber 
brauche ich auch nicht)

von peter (Gast)


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von Mani W. (e-doc)


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Leute, das ist ein relativ sinnloses Thema eines Außerirdischen...

peter schrieb:
> Ich brauch ein relativ rauscharmes DC Signal und hab mich für einen
> LM7815 entschieden. Um da nicht noch großartig viel rauschen rein zu
> bringen, suche ich eine Quelle die den 7815 relativ rauscharm versorgt

Man weiß nicht, wozu das ganze gut sein soll...


Standardbeschaltung ist wohl nichts?


Der TE hat sich Gedanken darüber gemacht, aber die Aussagen, daß
E-Bay Netzgeräte verwendet werden sollen und keine Ahnung herrscht,
was damit zu tun ist, ist verblüffend....

Mani

von peter (Gast)


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Am Ausgang des LM317 in der Simulation messe ich ja die 2mV, die sollten 
eig. weniger sein durch die dB-Reduzierung des LM317? Ich vermute die 
ist in diesem .asc nicht eingebaut?

von peter (Gast)


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>Man weiß nicht, wozu das ganze gut sein soll...
Das soll einfach ein DC Netzteil mit low ripple sein (1-2mV reicht), 
welches von der Steckdose betrieben wird.

von jürgen (Gast)


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peter schrieb:
> DC Netzteil mit low ripple sein (1-2mV reicht),
> welches von der Steckdose betrieben wird.

und darum so'n Lärm ?

von peter (Gast)


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Gut, das hat sich dann wohl erledigt. War nicht sicher wegen dem 
Rauschen wenn man das DIY macht, aber anscheinend werden diese LM317 
gerne auch in Labornetzteilen verwendet (zumindest wenn DIY) und diese 
müssen ja relativ rauscharm sein (<=1mVpp). Wenn iwer noch Fehler im 
"Design" sieht, gerne korrigieren. Laut der Simulation ist da bei 
10000µF gar kein ripple zu sehen, werde also diesen Elko nehmen. Ich 
muss noch wegen Einschaltstrom gucken, ob es da Peaks gibt oder geben 
sollte.

von Mani W. (e-doc)


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peter schrieb:
> Laut der Simulation ist da bei
> 10000µF gar kein ripple zu sehen, werde also diesen Elko nehmen.

Das wäre dann die Grundlage in der Elektronik!

Schön, dass Du selbst diese Erkenntnis erlangt hast...

Mani

von Hp M. (nachtmix)


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Wenn du weiterhin Rauschen mit Restwelligkeit verwechselst, wirst du 
voraussichtlich die guten Eigenschaften der Regler durch schlechtes 
Layout und andere Fehler verderben.
Unmäßig grosse Siebelkos sind da schon ein guter Ansatz für schlechte 
Performance.

von Mani W. (e-doc)


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Hp M. schrieb:
> Unmäßig grosse Siebelkos sind da schon ein guter Ansatz für schlechte
> Performance.

Da liegt Wahrheit drinnen...

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