Überspannungsschutz ADC leakage current

[dirk (Gast)]

Hallo,

ich hätte da mal ein paar Fragen zu folgenden Schaltungen:

1.

        VCC
         |
         D
         |
IN---R1------R2----ADC Input
         |
         D
         |
        GND

Das ist eine Schutzbeschaltung für einen ADC mit Dioden, die einen 
geringen leakage current aufweisen (BAV199). Ist die folgende Berechnung 
für die Fehlerspannung richtig:

Uerr = 2  I_leak  R1 + I_adc_leak *(R1+R2)

Uerr ... Fehlerspannung
I_leak ... leakage current der BAV199 Dioden
I_adc_leak ... leakage von dem ADC

Durch den hohen ADC Eingangswiderstand würde ich diesen und R2 
vernachlässigen. R1 wäre ungefähr ein 1kOhm.
Zu den Fehler wird auch noch der Strom, der aus dem ADC Eingang fließt 
kommen? Wahrscheinlich 1-2uA.

Ich frage mich, ob der Strom aus den beiden Dioden wirklich durch R1 
fliesst. Es könnte doch auch sein, dass der Strom, der aus der oberen 
heraus in die untere hinein fliesst und gegen Masse abgeleitet wird?


2. siehe Anhang
Von hier kopiert:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Die BSS129 haben einen Gate Source leakage Current von 10 bis 100nA. 
Fliesst der Strom durch die 470 ohm + Ron Widerstand in die Signalquelle 
gegen Masse? Wenn ja, würde ich auch wieder einen fehlerhaften 
Signalanteil von 2*I_gs_leak*(470 + Ron)ohm bekommen?

Gruß,

Dirk

[Gerd E. (robberknight)]

dirk schrieb:
> Ich frage mich, ob der Strom aus den beiden Dioden wirklich durch R1
> fliesst. Es könnte doch auch sein, dass der Strom, der aus der oberen
> heraus in die untere hinein fliesst und gegen Masse abgeleitet wird?

Dann muss er halt 2x durch die wohl recht undurchlässige Sperrschicht 
dieser Dioden durch. Diesen Weg werden nur wenige Elektronen nehmen, 
wenn sie stattdessen einfacher durch R2 in den ADC oder durch R1 und in 
die Signalquelle können und es dort einen einfacheren Weg nach GND gibt.

Letztlich ist das wie diese hübschen Widerstandsnetze, die man immer am 
Anfang von Ausbildung, Studium etc. rechnen darf. Nur halt hier mit 
komplexeren, nichtlinearen Widerständen wie den Dioden.

> Die BSS129 haben einen Gate Source leakage Current von 10 bis 100nA.
> Fliesst der Strom durch die 470 ohm + Ron Widerstand in die Signalquelle
> gegen Masse?

Wo soll der denn herkommen? T1 und T2 sind nirgends mit einer 
Spannungsversorgung etc. verbunden.

Du musst T1, T2 und Rx zusammen als einen dynamischen Widerstand sehen. 
Ein Leckstrom vom einen Teil dieses Widerstands in einen anderen 
verändert sein dynamisches Verhalten ein kleines bischen. Aber bis auf 
Leckströme über die Platine oder die Luft fließt da nix ab oder rein, es 
werden nur die beiden Seiten miteinander verbunden.

[Arno H. (arno_h)]

Da entsteht kein interessierender Leckstrom, weil die Schaltung in Reihe 
zwischen Messwert und AD-Eingang liegt. In der angehängten Supertex-AN 
ist die Funktionsweise beschrieben. Der Überspannungsschutz wird durch 
eine Konstantstromquelle bewirkt.

Arno

[Michael B. (laberkopp)]

dirk schrieb:
> Uerr = 2  I_leak  R1 + I_adc_leak *(R1+R2)

Na ja, man rechnet stets den schlechtesten Fall.

Bei unbekannter Quellimpedanz kann man aber gar nicht rechnen.

Der Leckstrom aus dem IC fliesst ja ggf. gar nicht über die BAV199 
sondern nur in die Quelle, und wenn die 1MegOhm hat, gibt das einen 
deutlcihen Spannungsoffset.
Es kann auch der Leckstrom aus der positiven Diode und dem IC Eingang 
zusammen in die Quelle fliessen, weil die negative Diode gar keinen 
Strom hat weil z.B. 0V über ihn anliegen.

Also I_adc_leak x R2+(I_adc_leak+I_leak) x (R1+R_Quelle)

dirk schrieb:
> Die BSS129 haben einen Gate Source leakage Current von 10 bis 100nA.

Die sind gar nicht relevant, sondern T3 und T4 (und der ADC Eingang)

Ein 20V VDR vor einem 200V aushaltenden Eingang ist aber etwas stramm.

[dirk (Gast)]

Abend,

vielen Dank für eure Antworten.

Gruß,

Dirk