Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Oberer Kondensator - Stabilisierung oder Kurzschluss für hohe Frequenzen?


von Stefan (Gast)


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Hallo,

wozu dient der Kondensator ganz oben zwischen Masse und der 
Versorgungsspannung?

Mir fallen zwei Mögliche Erklärungen ein, vielleicht gelten ja beide:

1. Möglichkeit
Er fängt Spitzen oder Einbrüche der Versorgungsspannung ab.

2. Möglichkeit
Er soll hohe Frequenzen gegen Masse kurzschließen. Dann frage ich mich 
allerdings, warum vor + nicht noch eine Drossel ist.

Könnt ihr einem Newbie helfen?

Und als Extrafrage: Wie dimensioniert man solche Kondensatoren? (Ich 
würde die Schaltung gern mal nachbauen.)

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Warum "entweder ... oder..." - die Aufgabe wird beides sein. Die Drossel 
ist vielleicht nicht in diesem Schaltplan eingezeichnet weil sie - in 
diesem Falle - wahrscheinlich einfach nicht notwendig ist.

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Stefan schrieb:
> Und als Extrafrage: Wie dimensioniert man solche Kondensatoren? (Ich
> würde die Schaltung gern mal nachbauen.)

Die Extrafrage habe ich glatt übersehen:
Die Dimensionierung ist ziemlich unkritisch. Bei langsamen bzw. wenig 
Leistung (sprich keiner 500 Watt Endstufe) KANN man sie weglassen.

Ob/Wann du sie weglassen kannst? - Bei einem Hobbyprojekt: Wenn das 
Projekt auch ohne Kondensator - reproduzierbar - stabil läuft (eher 
Pfusch); bei einem kommerziellen Projekt: Wenn es die EMV-Testergebnisse 
sowie die Endergebnisse am Ausgang der Schaltung zulassen. Sprich: Du 
weder Spannungseinbrüche am Ausgang des Verstärkers feststellst noch das 
Ding (gefühlt) alles von Uboot-Funk bis WLAN stört ;)

von Stefan (Gast)


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Stefan schrieb:
> vielleicht gelten ja beide:

Stefan S. schrieb:
> Warum "entweder ... oder..." - die Aufgabe wird beides sein.

;)

Stefan S. schrieb:
> Die Drossel ist vielleicht nicht in diesem Schaltplan eingezeichnet
> weil sie - in diesem Falle - wahrscheinlich einfach nicht notwendig ist.
Ich habe das bisher immer so verstanden, dass wenn man die 
Versorgungsspannung (Gleichspannung) gegen Einflüsse von hochfrequenten 
Wechselspannung schützen will, man eine Drossel gegen Vcc schaltet und 
gegen Masse einen Kondensator. Wenn die Drossel fehlt, ist das dann 
vielleicht doch eher ein Argument gegen "HF Filterung"?

von HildeK (Gast)


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Beide Erklärungen trffen zu. Je nach Schaltung wird man die eine oder 
die andere als erste nennen.
In der Transistorschaltung ist die sinnvollste: VCC und GND sind 
wechselstrommäßig das selbe Potential. Der Kondensator soll dafür 
sorgen, dass das auch möglichst gut gilt und nicht nur für hohe 
Frequenzen.

Bei Digitalschaltungen bevorzugt man als Erklärung die 1. Möglichkeit.

Der Kondensator macht beides gleichzeitig.

von Schlumpf (Gast)


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Ein Kondensator ist für HF ein Kurzschluss.
Eine Drossel hingegen eine Unterbrechung.

Eine Drossel in der Versorgungsleitung blockt zwar HF ab, aber sie 
verhindert auch, dass schnelle Änderungen in der Stromaufnahme der 
Schaltung aus der Quelle nachgeschoben werden können. Denn schnelle 
Änderungen sind ja auch HF.

Daher ist eine Drossel nur dann sinnvoll, wenn nur kleine 
Stromschwankungen zu erwarten sind.
Oder der Kondensator hinter der Drossel muss groß genug sein, diese 
Schwankungen auszugleichen.

Letztendlich ist der Kondensator immer dazu da, die  'Trägheit' der 
Induktivität bezüglich Stromänderungen auszugleichen. Egal, ob eine 
Drossel eingebaut ist, oder alleine die Induktivität der Leitung 
schnelle Stromänderungen verhindert.

Gleichzeitig schließt der Kondensator hochfrequente Spannungen kurz und 
entstört somit.

Fazit:
Es ist nicht immer sinnvoll, eine Drossel vorzusehen. Es kann auch 
nachteilig sein.
Ein Kondensator hingegen schadet eigentlich nie

von Nicht so wichtig (Gast)


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Eigentlich gehört dieser Kondensator zur Spannungsversorgung.

Für so einen Verstärker ist der im Netzgerät eingebaute Kondensator gut 
genug und normalerweise zeichnet man ihn erst gar nicht mit ein.

Falls du trotzdem wissen willst, wie man einen Abblockkondensator 
berechnet:
https://www.cypress.com/file/135716/download

von Michael B. (laberkopp)


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Stefan schrieb:
> 1. Möglichkeit
> Er fängt Spitzen oder Einbrüche der Versorgungsspannung ab.

Vor allen Dingen dies.

Denn die Zuleitung ist, auch wenn sie kurz ist, leider eine 
Induktivität. Zumindest dieses, also den störenden induktiven Effekt der 
Zuleitung, muss man abblocken. Daher die Kondensatoren zwischen Plus und 
Masse an quasi allen Verbrauchern, ob ICs oder eben Shcaltungen.

von LK (Gast)


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Das ist ein Pufferkondensator, den man eigentlich an jeder Endstufe
findet. Manchmal koennte evtl. u. g. U. darauf verzichtet werden,
aber meist ist es besser, wenn man ihn schon dorthinpflanzt. Er
bietet schlicht einen niederimpedanten Puffer, der Kabel und/oder 
Leiterbahnen vom Großteil der pulsartigen Stroeme entlastet.

Michael hat recht - die Zuleitung hat eine Induktivitaet, die sich,
je steiler/hoeher der benötigte Strompuls, je stoerender auswirkte.
Versorgungsleitungen sind noch dazu oft nur fuer den mittleren Strom
ausgelegt, und waehrend hoher Stromspitzen entstuende dementsprechend
(zu) hoher Spannungsfall.

Beides zusammen bewirkte: Durch Reduktion der gerade zur Verfuegung
stehenden Betriebsspannung wuerde die Aussteuerung eingeschraenkt.

(Bei hoher und niedriger Leistung, alles dimensionierungsabhaengig.
Stefans obige Aussage stimmt also nur, falls man beim Vergleich von
Endstufen stark unterschiedlicher Leistung z.B. den identischen Kabel-
querschnitt zugrundelegen wuerde - was doch aber nur bei Versorgung
mit dem gleichen Labornetzgeraet stimmt, aber doch nicht allgemein.)

Stefan schrieb:
> Wie dimensioniert man solche Kondensatoren?

Das hilft Dir auch nichts: "So, daß die gerade genannten Effekte
auch wirklich erreicht werden - an diverse Umstaende angepaßt."

Es ist alles eine Frage der Dimensionierung der uebrigen Schaltung
(und der Versorgung mitsamt Zuleitung). Ganz kurz (und etwas extrem):
In dieser Schaltung koennte ein BC847 oder ein BD140 sitzen - man
wuerde jeweils so gut wie alles unterschiedlich dimensionieren.
Das waeren voellig unterschiedliche Leistungsklassen (mit voellig
unterschiedlichen Anforderungen an die Versorgung).

Noch allgemeiner gibt es ganz unterschiedliche Endstufen-Topologien
und Betriebsarten. Dir sollte klar sein: So einfach ist es nicht.

Halte Dich eben an vollstaendige Vorlagen statt Prinzipschaltbilder,
so lange Du nicht mehr weißt. Mit der Zeit wirst Du ganz von alleine
erfahren, worauf es jeweils ankommt - genug Tatendrang und Lernwille
vorausgesetzt.

> (Ich würde die Schaltung gern mal nachbauen.)

Wozu genau? Um Prinzipschaltbilder selbst (ohne fremde Hilfe) in
perfekt funktionierende (natuerlich fertig dimensionierte) Plaene
umzuwandeln, bedarf es schon etwas mehr, als einer einzigen Frage.
Dazu muß man die Eigenschaften jedes beteiligten Bauteils kennen.
Uebrigens muß gar nicht jede einfach aussehende Schaltung einfach
funktionieren - manchmal ist es umgekehrt... wenn auch meist nicht.

Was genau hast Du vor? Nenne halt mal Deine Interessen, dann kann
man vielleicht erste Ansaetze in die richtige Richtung empfehlen.
Aber natuerlich koennte man auch "diese Schaltung" bauen (es gibt
im Netz mehrere dimensionierte Beispiele dafuer) - nur klingt es
fuer mich danach, als stuendest Du ganz am Anfang. Und gleich in
die richtige Richtung zu gehen, braechte Dich schneller weiter.

Zuallererst aber wuerde ich an Deiner Stelle Grundlagen ueber alle
denkbaren Bauteile pauken - aktive wie passive. Nur so ist man auf
das Verstaendnis von Schaltungen mit diversen Beteiligten (und sei
es eine so "einfach erscheinende", wie die obige) gut vorbereitet.

von soso... (Gast)


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Schlumpf schrieb:
> Daher ist eine Drossel nur dann sinnvoll, wenn nur kleine
> Stromschwankungen zu erwarten sind.
> Oder der Kondensator hinter der Drossel muss groß genug sein, diese
> Schwankungen auszugleichen.

Ui, wir bauen Schwingkreise in die Stromversorgung :-)

Naja, wenn wir nicht aufpassen zumindest. Selbstverständlich kann man 
LC-Filter in die Versorgung bauen. Das ist sogar recht üblich. Folgende 
Formel sollte man aber immer bemühen:

Q=(1/R)*SQRT(L/C)

Das R bekommt man aus den parasitären Elementen. Bei der Drossel 
("DC-Resistance") und dem Kondensator ("ESR") steht das üblicherweise im 
Datenblatt.

Q sollte kleiner oder gleich 1 sein. Ist es das nicht, kann ein Elko oft 
Abhilfe schaffen (großer ESR, großes C, beides drückt die Güte). Da 
nehmen wir dann den "schlechten" mit hohem ESR ausnahmsweise gerne.

Jedenfalls sind LC-Filter mit 40dB Spannungsüberhöhung bei der 
Schaltfrequenz der LED-Lampe nebenan keine gute Idee.

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