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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schutzbeschaltung eines Analoinganges der max. 1Vrms verträ


Autor: Marco Schramm (hochfrequenz)
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Hallo,

auf einen Analogeingang wird ein Sinus gegeben. Der Analogeingang darf
nur mit max. 1000Vrms beaufschlagt werden.

Da aber verschiedene Audioquellen angeschlossen werden, kann es
passieren, daß der Eingang, bevor man mit dem Osszilloskop nachschaut
zerschosssen wird.

Das ankommende Eingangssignal fließt durch ein 10KOhm-Poti nach Masse.
Vom Schleifer wird eine Teilspannung abgegriffen und über einen 0,1uF
Kondensator dem Analogeingang zugeleitet.

Die Schutzbeschaltung soll zwischen Schleifer und Kondensator. Der
Sinus ist dort symmetrisch zur gemeinsamen Masse.

Der Sinus darf absolut nicht verfälscht werden, solange er sich im
Bereich 0,3Vrms bewegt. Übreschreitet er aber die 1Vrms, so muß die
Schutzbeschaltung hart einsetzen. Diese darf dabei nicht zu Schaden
kommen. Das hier Dioden zum Einsatz kommen müssen, ist mir klar.
Deshalb benötige ich Detailvorschläge

Eine Steigerung wäre natürlich, dieses Überschreiten optisch noch durch
eine LED anzuzeigen.

Für Tips bin ich dankbar

Autor: Dietmar (Gast)
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Um welchen Frequenzbereich handelt es sich denn?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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es gibt spezielle Begrenzerverstärker mit einstellbarer
Begrenzungsspannung, z.B. AD8036/8037:
http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CAD8036%2C00.html

Autor: Marco Schramm (hochfrequenz)
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Es handelt sich um Frtequenzen im Sprachbereich (300 Hz bis 4 KHz).

Das ganze muß mit 2..5 Standardbauteilen realisiert sein. Spezielle
Bausteine sollen nicht verwendet werden.

Insgesamt werde ich 8 mal dise Platine für mich herstellen.

Autor: Daniel M. (usul27)
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Also willst du eigentlich 1000V oder 1V Begrenzung?
Und ich nehme mal an, dass die aktuelle Spannung begrenzt werden soll,
nicht der RMS-Wert. Ansonsten brauchst du mindestens noch einen
Integrierer, um überhaupt mal an den rms-Wert ranzukommen.

Autor: walifogel (Gast)
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Hir bietet sich die standart Diodenbegrenzung an.

Von Masse aufwerts:
Diode (ca. 600mV); (2x) ShottkiDiode (ca. 200mV); Signal; Diode; (2x)
Shottki; +V VersorgungsSpannung;

wf

Autor: Marco Schramm (hochfrequenz)
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Hallo,

ihr habt natürlich recht. Uin darf maximal 1Vrms betragen. Da nur
sinusförmige Spannungen anliegen, habe ich damit einen
Spitze/Spitze-Wert von 2 mal 1,41V.

Hallo Walifogel!

So würde ich es auch aufbauen. Aber wie sieht es mit den Strömen vor
dem Durchbruch aus?

Autor: Dietmar (Gast)
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Ich hätte übrigens eine Diodenschaltung mit 4 mal 1N4148 vorgeschlagen,
je 2 in Reihe und antiparallel, vom Signal gegen Masse. Das begrenzt
jedoch schon gut bei 0,9V rms, und dürfte bei 0,3V rms kaum leiten.
Zumindest ist man mit nur 0,10 Euronen und Minimalaufwand dabei.

Nun, die Diode leitet tatsächlich vom Nullpunkt an: In
halblogarithmischen Darstellungen sieht man deutlich, was in der
linearen Darstellung unterhalb 0,6V nicht mehr sichtbar ist. So leitet
z.B. eine BAT46 (von ST) gleich oberhalb 0,1V bei 25°C mit 10µA, bei
0,2V mit 100µA.

Ein Komparator als Schutzschaltung ist sicher etwas langsam.

Wie wäre es denn, eine Diodenbegrenzung um einen Transistor mit
Basisspannungsteiler zu erweitern? Etwa so: Basisspannungsteiler
unterhalb der Schaltschwelle einstellen, davor von der Signalleitung
aus die Diode. Transistor schließt Signalleitung bei Überspannung kurz
(und vielleicht eine LED ein).

Gruß

Dietmar

Autor: Aleksandar (Gast)
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Hi !

Wenn Du diese Schaltung sowieso nur fuer Sprache verwnden willst, dann
sind die kleinen Verfaelschungen, die Dioden am Eingang verursachen
sowieso fast unbemerkbar. Das wurde nur in einer high End Anlage eine
Rolle spielen.

Gruss,
Aleksandar

Autor: Marco Schramm (hochfrequenz)
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Dui vorgeschlagene Version:
Diode (ca. 600mV); (2x) ShottkiDiode (ca. 200mV) ist grundsätzlich OK,
insbesonder deshalb weil die Schottky einen abrupteren "Knick" hat.

Da ich aber ein Spitzenspannung von 1,41 V habe, reichen die drei aber
nicht aus. Wäre aber theoretisch erweiterbar.

Die Version 1N4148 past auch. Der Knick ist zwar nicht so abrupt, wie
bei Schottkys. Schalte ich zwei in Reihe, dann wird bei 25Grad Celsius
laut datenblattdiagrammen ab 0,6V geleitet. Bei 0,8V erreichen sie
einen ausreichenden Stromfluß. Und das wäre etwas über 1,41V. Also OK.

Eben habe ich mir die Diagramme von der 1N4001 angeschaut. Der
Durchbruch erfolgt hier auch wie bei der 1N4148 ab 0,6 V . Allerdings
ist dann die Kennlinie steiler (=höherer Stromfluß). Ach von der
abkönnbaren Verlustleistung erscheint mir dann die 1N4001 noch
geeigneter.

Fazit: Verwende 2 Stück 1N4001 in Reihe und dazu 2 Stück parallel dazu
aber entgegengestzt gepolt.

Autor: Dietmar (Gast)
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Was 1N4148 und 1N4001 unterscheidet, ist im wesentlichen die
Siliziumfläche:

Für die höhere Leistungsfähigkeit handelst du dir dann auch höhere
Ströme bei kleinen Spannungen ein, was ja unerwünscht war.

Bei der Eingangsimpedanz deiner Schaltung ist sogar die 1N4148 schon
total überdimensioniert, da maximale Ableitströme im 1-stelligen
mA-Bereich zu erwarten sind.

Gruß

Dietmar

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