Hallo, wie schützt man denn Analoge Signaleingänge für Audioanwendungen vor Überspannung. Habe es aus anderen Bereichen so kennengelernt, dass man direkt nach dem Eingang zwei entgegengerichtete Dioden gegen Masse schaltet. Wie sinnvoll ist das bei Audio. Ist das "hörbar"? Testen kann ich es leider nicht, weil ich mir die Bauteile immer erst bestelle, wenn die Platine fertig ist und ich defacto nichts auf Lager habe. Wer weiß was? Danke!
Insbesondere der klassische Eingang
1 | V+ |
2 | | |
3 | | |
4 | | |
5 | Eingang --0.1uF--+-------|+\ |
6 | | | >-- |
7 | | |-/ |
8 | 22k | |
9 | | | |
10 | | | |
11 | Masse -----------+-- GND | |
12 | | |
13 | V- |
kann Probleme machen wenn der OpAmp ein CMOS-OpAmp ist, weil beim Einstecken des Steckers eventuell eine hohe Spannung einen Strom durch die Eingangsschutzdioden des OpAmps fliessen lässt woraufhin der in latch up geht und die Versorgungsspannung kurzschliesst bis sie wieder ausgeschaltet wird. Bipolare OpAmps halten das oft aus. Dioden nach plus und minus der Versorgungsspannung sind sinnvoll:
1 | V+ |
2 | BAV199| |
3 | +-|>|-+ |
4 | | | |
5 | Eingang --0.1uF--+--+-1k-|+\ |
6 | | | | >-- |
7 | | | |-/ |
8 | 22k | | |
9 | | +-|<|-+ |
10 | | | |
11 | Masse -----------+-- GND | |
12 | | |
13 | V- |
die leiten die gefährlichen Spannung ab, der 1k verhindert zu viel Strom in den OpAmp Eingang.
:
Bearbeitet durch User
Hörbar ist das, sobald die Dioden auch leiten. Ist dann Clipping. Typisch für Kopfhörerausgänge ist 1Vac, Eingang der nachfolgenden Schaltung kann üblicherweise mindestens 3V ab. Hast du also noch Spielraum dazwischen.
Ralf schrieb: > Habe es aus anderen Bereichen so kennengelernt, dass man direkt nach dem > Eingang zwei entgegengerichtete Dioden gegen Masse schaltet. Das geht bei Audio nicht, bzw. nur bei leisen Signalen. Schon bei typischer Aussteuerung würden die Dioden das Signal clippen. > Ist das "hörbar"? Kommt auf deine Ohren an :-) Von, "klingt eh brauchbar" (120 jähriger Opa welcher das Hörgerät verlegt hat) bis "katastrophal beschissen" (meine Meinung). Die von Michael vorgeschlagenen 22k sind unterstes Minimum in den einschlägigen Normen. Und die 100nF sind zu klein (11dB Dämpfung bei 20Hz). Also lieber 47k oder 100k und > 220nF. Die BAV199 würde auch das Audiosignal clippen. Geht also nur für "leise" Signale. 2 Veff (2,83Vp!) ist max. Standardaudiosignal. Etwas Reserve darüber hinaus schadet aber auch nicht. Also lieber sowas wie eine 5V Transil/Transzorp Diode oder Varistor. Z.B. SIOV-CT0805M6G (B72510T0060M062) direkt am Eingang eignet sich da besser. Ob du dann noch Serienwiderstand brauchst oder....? Hängt davon ab, was in deiner Schaltung dahinter liegt. Wo willst du dein Signal einspeisen?
Ralf schrieb: > wie schützt man denn Analoge Signaleingänge für Audioanwendungen vor > Überspannung. Klassisch: gar nicht. Warum glaubst du denn, die schützen zu müssen? > Habe es aus anderen Bereichen so kennengelernt, dass man direkt nach dem > Eingang zwei entgegengerichtete Dioden gegen Masse schaltet. > > Wie sinnvoll ist das bei Audio. Ist das "hörbar"? Es ist hörbar, sobald der Spitzenwert des Signals in die Größenordnung der Flußspannung kommt. Normale Silizium-Dioden mit ihren 0.7V sind für Line-Pegel sicher schon hörbar. Zwei antiserielle Z-Dioden oder Klemmdioden, wie von (laberkopp) vorgeschlagen, wären eine Alternative. Allerdings bedingen beide Varianten immer auch einen Längswiderstand (hat laberkopp nicht eingezeichnet).
1 | 100n |
2 | Eingang o--||--[1k]--*---*---> Schaltung |
3 | | | |
4 | 100p === X 2 Z-Dioden antiseriell |
5 | | | |
6 | ~~~ ~~~ |
Der 1K Serienwiderstand bewirkt zusammen mit den Schutzdioden die Spannungsbegrenzung. In Verbindung mit den 100pF bildet er einen Tiefpaß gegen einstreuende HF. Klemmdioden gegen die Betriebsspannung haben viele IC schon intern. Aber da du nicht sagst, was für eine Schaltung dir vorschwebt, können wir dazu natürlich nichts sagen.
:
Bearbeitet durch User
Andi B. schrieb: > Die BAV199 würde auch das Audiosignal clippen. Geht also nur für "leise" > Signale. 2 Veff (2,83Vp!) ist max. Standardaudiosignal. Das ist nicht richtig, bitte genau hinschauen. Die sind im Beistrag von Michael als Klemmdioden geschaltet und clippen erst wenn das Eingangssignal um die Sperrspannung der Diode größer ist als die Versorgung des OPs.
Früher(TM) machte man das so: "Antiparallel zusammengeschaltete Selendioden wurden auch als sogenannte Gehörschutzdioden in Telefonen eingesetzt; sie begrenzten durch ihre nichtlineare, jedoch „weiche“ Kennlinie Knackgeräusche auf ein erträgliches Maß, ohne starke Verzerrungen bei lauten Gesprächen hervorzurufen." [Wikipedia]
Andi B. schrieb: > Die von Michael vorgeschlagenen 22k sind unterstes Minimum in den > einschlägigen Normen. Und die 100nF sind zu klein (11dB Dämpfung bei > 20Hz). Also lieber 47k oder 100k und > 220nF. Ja. > Die BAV199 würde auch das Audiosignal clippen. Nein. Die leiten ja erst oberhalb V+ bzw. unterhalb V-. Bei invertierenden Eingängen kann man die nah Masse ableiten lassen, weil der invertierende Eingang ja so lange alles funktioniert auf virtueller Null liegt
1 | V+ |
2 | BAV199 | |
3 | +--|>|--+-----|+\ |
4 | | | | >------+-- |
5 | Eingang --2.2uF--22k--+-------(--+--|-/ | |
6 | | | | | | |
7 | +--|<|--+ +---(--220k--+ |
8 | | | | |
9 | +-100pF-+ V- |
10 | | |
11 | Masse ------------------------+-- GND |
Axel S. schrieb: > Klassisch: gar nicht. Ich hab auch noch nie Schutzschaltungen an diskreten Verstärkereingängen gesehen. Die heutigen Quellenwahl-ICs (z.B. R2A15218FP) werden wohl welche eingebaut haben.
Peter D. schrieb: > Die heutigen Quellenwahl-ICs (z.B. R2A15218FP) Den hats auch schon erwischt: "R2A15218FP#U00R Production Status: EOL EOL Products: A certain prescribed period of time has passed since EOL was announced for these products, and production has been discontinued. "
Ralf schrieb: > Hallo, > > wie schützt man denn Analoge Signaleingänge für Audioanwendungen vor > Überspannung. > Wer weiß was? So wie bei Eingangsschutzbeschaltungen der Messtechnik auch. Klemmdioden nicht gegen GND sondern gegen die +/- Versorgung der Opamps, Schutzwiderstand 100R ..10 kOhm davor nicht vergessen. http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/46-02/ovp.html?doc=AN-1318.pdf Butzo
Der Andere schrieb: > Andi B. schrieb: >> Die BAV199 würde auch das Audiosignal clippen. Geht also nur für "leise" >> Signale. 2 Veff (2,83Vp!) ist max. Standardaudiosignal. > > Das ist nicht richtig, bitte genau hinschauen. Stimmt. Hab ich übersehen. Ich tu mir schwer mit den Stricherlschaltplänen. Ableitdioden auf die Versorgungspins sind prinzipiell okay. Aber da würde ich dann Schottky Dioden nehmen. BAS40, BAS70...
Andi B. schrieb: > Aber da würde ich dann Schottky Dioden nehmen. BAS40, BAS70... Die haben (zu) hohe Rückwärtsleitströme....
Michael B. schrieb: >> Aber da würde ich dann Schottky Dioden nehmen. BAS40, BAS70... > > Die haben (zu) hohe Rückwärtsleitströme.... Und die differenziellen << µA (typ. ein paar nA) machen bei einer Quellimpedanz von ein paar hundert Ohm welche Verzerrung?
Und wenn das Eingangspotential in der Mitte von V+ und V- liegt, dann heben sich diese sogar auf ;-)
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