Moin, rein aus Interesse habe ich die Frage wann man zur AC-Kopplung einen Kondensator und wann einen Transformator verwenden sollte. Im RF Bereich sieht man sehr oft Transformatoren, in Oszilloskopen eigentlich immer einen Kondensator. Hängt das also allein von der Frequenz ab? Zusatz: Einen Transformator zwischen Quelle und ADC müsste man auch zu galvanischen Trennung verwenden können. Macht das Sinn wenn man den DC Anteil nicht benötigt?
Moin, Ich wuerd' sagen: Beim Trafo als DC-Blocker gibt's umsonst und gratis auch noch die galvanische Trennung dazu. Beim simplen C halt nicht. /EDIT: Breitbandig transformieren kann ein Trafo halt auch noch. Dafuer macht ein simpler C weniger zusaetzliche Dreckeffekte als ein Trafo (Saettigung, komplexeres ESB,...). Gruss WK
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OK. Danke! Meine bisherige Hardware ist DC-gekoppelt. Da wird dann in Software das DC rausgefiltert. Und die Hardware/ADC ist galvanisch getrennt. Das funktioniert auch gut. Aber wenn das sehr viel einfacher mit Transformatoren vor dem Eingang ginge dann wäre das natürlich wunderbar. Den hier https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=ADTT1-6%2B habe ich mir mal herausgesucht. Ich brauche eigentlich nur von knapp über DC bis 2,5 MHz. Und dafür erscheint mir der gut geeignet.
Gustl B. schrieb: > Ich brauche eigentlich nur von knapp über DC bis 2,5 MHz Wenn du mit "knapp über DC" das gleiche meinst wie die meisten Elektroniker (als nicht gerade HF-Spezis), dann paßt ein Trafo nicht. Und ein Koppel-Kondensator auch nicht.
Und warum nicht? Oszilloskope haben bei AC-Kopplung auch einen Kondensator drinnen und können von wenigen Hz an Signale schön anzeigen.
Moin, Gustl B. schrieb: > Und dafür erscheint mir der gut geeignet. Wenn du da deine "ueblichen" gauss/exp-foermigen Impulse drueber laufen lassen willst, wird das nix mitm Trafo. Gruss WK
(-: Ne, nicht die gaußförmigen Impluse. Die gausßförmigen Impulse sind ja das Ergebnis hinter einem Shaping Verstärker. Aus dem Detektor kommen exponentiell abfallende Impulse die sehr lange sind, mehrere viele us. Bei hohen Zählraten überlagern sich diese exponentiellen Impulse, um die zu trennen wird das bandpassgefiltert. Mit dem Hochpass erreicht man, dass die sich nicht mehr überlagern, und mit dem Tiefpass, dass hochfrequentes Rauschen weg ist. Also alles über der halben Abtastrate. Das mache ich derzeit digital mit einem langen FIR. Funktioniert auch sehr gut. Aber die Hardware ist eben DC-gekoppelt und ich muss den ADC auf der Digitalseite galvanisch trennen weil das sonst eine große Masseschleife wird. (Da sind zur Koinzidenzmessung mehrere Detektoren angeschlossen die gleichzeitig Zerfälle in der selben Probe messen. Das hat den Vorteil, dass man das Hintergrundrauschen durch natürliche Strahlunbg sehr weit absenken kann. Es werden also nur Impulse gezählt die "echt" sind und zeitgleich in allen Detektoren auftauchen. Jedenfalls hat jeder der Detektoren seine Masse und weil das räumlich etwas verteilt ist werden das große Masseschleifen.) Wenn das mit einem Trafo je ADC Eingang sehr viel einfacher funktioniert würde ich das gerne aus Bastelinteresse ausprobieren.
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Moin, Gustl B. schrieb: > Wenn das mit einem Trafo je ADC Eingang sehr viel einfacher funktionier > würde Da glaub' ich nicht dran. Gruss WK
Das ist jetzt leider eine Aussage ohne Begründung. Ich weiß das nicht. Habe ich nicht probiert. Gerade weil ich nicht unnötig Dinge machen will die von vorne herein nicht sinnvoll sind habe ich hier gefragt. Ich wüsste also schon gerne warum das keinen Sinn macht.
Moin, Ist halt so ein Bauchgefuehl von mir. Das sind irgendwelche einzelnen Impulse, die wohl auch alle in die gleiche Richtung (Polaritaet) gehen, also ist da ein ordentlicher Anteil DC dabei. Wenn du jetzt sagst, die spannenden Sachen passieren irgendwo "oberhalb DC" und 2.5MHz und ich seh' die Kurven zu dem Trafo zwischen 0 und 110 MHz - dann glaub' ich, ohne dass ich viel mit so kleinen Trafos gemacht hab', dass das nix wird. Aber vielleicht findet sich ja noch jemand mit optimistischerer Meinung. Gruss WK
OK, danke für die ehrliche Aussage. Bei mir ist es so, dass die exakte Signalform egal ist, solange alle Impulse auf gleiche Weise verformt werden. Der Impuls ist von seiner Höhe und von seiner Fläche (Integral der Spannung über die Zeit) proportional zur Zerfallsenergie. Ich brauche am ADC nur auch irgendwelche Impulse, egal welche Form, die sich nicht überlappen und eben weiterhin in einer Eigenschaft proportional zur Zerfallsenergie sind.
Der Trafo macht keine DC Entkopplung. Ein Trafo der DC sieht sättigt. Ein Trafo ist optimal um aus einem DC freien Signal das auf GND bezogen ist zu einem differenziellen Signal das auf 2.5V bezogen ist zu machen. Grüße Klaus
Stimmt. Ja, mein Problem ist ja auch eigentlich kein DC auf der Leitung. Ich habe von jedem Detektor ein Koax Kabel. Zwischen Schirm und Innenleiter liegen 0 V an. Nur manchmal, da sind eben diese exponentiell abfallenden Impulse vorhanden. Wenn die einzeln kommen, dann geht das Signal zwischen den Impulsen schön auf 0 V zurück. Das ist der Normalfall. Aber weil der radioaktive Zerfall eben Statistik ist, passiert es manchmal, dass sich zwei solcher Impulse überlagern. Also der nachfolgende Impuls sitzt auf dem Ausläufer des vorangegangenen Impuls. Wenn der Trafo also nur hohe Frequenzen durchlässt, dann wären diese überlappenden Impulse schön getrennt. Bei der galvanischen Trennung ist es so, dass wenn ich den Trafo verwende, dann muss sich die Schirmung des Koaxkabels nicht mit der Masse meiner ADC Platine verbinden. Sondern die Primärwicklung ist einfach zwischen Innenleiter und Schirmung.
Trafos sind bei analoger Übertragung immer irgendwie problematisch, ihr einziger Vorteil ist die echte Potentialtrennung. Ansonsten würde ich immer C-Kopplung bevorzugen. Bei der Wahl des Trafos musst Du die Eingangs- und Ausgangsimpedanz Deines Aufbaues beachten, die tatsächlich zu fordernde Bandbreite, insbesondere die Eckfrequenz Deines resultierenden Hochpasses und die Aussteuerbarkeit speziell am unteren Bandende (Kernsättigung).
Ein Trafo ist nicht geeignet ein Filter aufzubauen. Dafür braucht man L oder C. Klaus
mark space schrieb: > Trafos sind bei analoger Übertragung immer irgendwie problematisch, ihr > einziger Vorteil ist die echte Potentialtrennung. Mir geht es hauptsächlich um die Potentialtrennung. Die Entfernung von niedrigen Frequenzen bekomme ich quasi geschenkt.
Klaus (Gast) schrieb:
>Der Trafo macht keine DC Entkopplung. Ein Trafo der DC sieht sättigt.
Die Trafos, die ich kenne, entscheiden immer noch anhand der Stärke des
DC, ob die sättigen wollen oder nicht. Und DC entkoppeln tun die prima.
Ist das bei Deinen Trafos anders?
Da würde ja keiner der alten Röhrenradios mit A-Endstufe und
Ausgangsübertrager funktionieren, wenn es anders wäre ...
Ich habe mir das jetzt mal in Multisim simuliert und das sieht gut aus. Ich werde das also einfach mal auf einer Bastelplatine testen und vor den Diffamp einen kleinen Trafo löten.
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So, jetzt habe ich mal irgendeiner anderen Platine einen RF Transformator geklaut und auf meine Hardware gesetzt. Leider weiß ich aber nicht das Modell. Am Signalgenerator geht der in Sättigung, also habe ich einen 1k Ohm in Reihe auf der Primärseite. Auf der Sekundärseite gehe ich dann an einen Diff-Amp und verstärke das Signal. Den Diff-Amp betreibe ich nicht mehr mit +5V und -5V sondern habe die negative Versorgung auf Masse gelegt. Generell habe ich meine Hardware deutlich umgebaut. Den isolierten DCDC habe ich weggenommen und das Digitalinterface des ADCs geht jetzt auch ohne galvanische Trennung zum FPGA. Mit dem Transformator spare ich mir also komplett die negative Versorgungsspannung und die galvanische Trennung. Das ist gut. Allerdings kann der Diff-Amp ohne negative Versorgung nicht mehr ganz den ADC aussteuern (0V ... 4.096V) sondern es geht erst bei ca. 1,2 V los. Da sollte ich vermutlich einen anderen Diff-Amp wie den ADA4940 verwenden. Aber egal. Ich finde das sieht für einen Aufbau mit viel Fädeldraht und einen unbekannten Transformator gar nicht so schlecht aus.
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Edit sorry, aber klar, mit Kondensatoren kann man nicht galvanisch trennen weil man nur den DC Teil abtrennt, aber höherfrequente Ströme werden nicht getrennt. Beim Trafo sind auch die getrennt und die Kopplung findet nur magnetisch statt. Edit: Doch geht auch mit einer Kondensatorbrücke. Wie ist das mit der Terminierung wenn ich das Signal mit Transformator AC koppel. In dem Bildchen schaltung_eval.png ist vor und hinter dem Transformator eine Terminierung zu sehen. Ist der Trafo also auf der Sekundärseite wieder eine 50 Ohm Quelle? Ich verstehe bisher Terminierung so, dass man da Energie in Wärme umwandeln will damit die nicht reflektiert werden kann. Aber man kann die Energie eines Signals nur einmal in Wärme umwandeln, danach ist die eben in Wärme und nicht mehr im elektrischen Signal. Wenn vor dem Trafo terminiert wird, dann ist doch dahinter schon ein Teil der Energie weg? Und hat der HF-Trafo für einen weiten Frequenzbereich die gleiche Impedanz? Irgendwie finde ich das seltsam, dass bei Trafos 50 Ohm dran steht, aber Insertion Loss klar von der Frequenz abhängt. Die 50 Ohm gelten doch dann nur für eine Frequenz? Edit: Jetzt habe ich mal die Kondensatorbrücke simuliert und das sieht gut aus.
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Gustl B. schrieb: > Moin, > rein aus Interesse habe ich die Frage wann man zur AC-Kopplung einen > Kondensator und wann einen Transformator verwenden sollte. Ein Trafo hat eine untere Grenzfrequenz, die man am Eingang nicht unterschreiten darf. Außerdem muss er gleichspannungsfrei angesteuert werden. Beim Kondensator ist es anders herum ;-) > Im RF Bereich sieht man sehr oft Transformatoren, Weil dort nie eine untere Grenzfrequenz von 0Hz anliegt, eher Dutzende MHz. >in Oszilloskopen > eigentlich immer einen Kondensator. Siehe oben. > Hängt das also allein von der > Frequenz ab? Nein. > Einen Transformator zwischen Quelle und ADC müsste man auch zu > galvanischen Trennung verwenden können. Sicher. Das ist auch eine wesentliche Eigenschaft. Und die Trennung von Masseschleifen. > Macht das Sinn wenn man den DC > Anteil nicht benötigt? Kann sein, muss nicht.
Gustl B. schrieb: > Edit sorry, aber klar, mit Kondensatoren kann man nicht galvanisch > trennen weil Doch, aber das ist nicht das gleiche wie Schutztrennung zum 230V Netz. Das ist zugegebenermaßen irritierend. > man nur den DC Teil abtrennt, aber höherfrequente Ströme > werden nicht getrennt. Beim Trafo sind auch die getrennt und die > Kopplung findet nur magnetisch statt. Auch der hat parasitäre Koppelkapazität, wenn gleich die sehr klein sein kann. > Edit: > Doch geht auch mit einer Kondensatorbrücke. Nö. Beitrag "Re: Galv. Trennung mit Kondensator" > Wie ist das mit der Terminierung wenn ich das Signal mit Transformator > AC koppel. > > In dem Bildchen schaltung_eval.png ist vor und hinter dem Transformator > eine Terminierung zu sehen. Ist der Trafo also auf der Sekundärseite > wieder eine 50 Ohm Quelle? Sicher. > Ich verstehe bisher Terminierung so, dass man da Energie in Wärme > umwandeln will damit die nicht reflektiert werden kann. Aber man kann > die Energie eines Signals nur einmal in Wärme umwandeln, danach ist die > eben in Wärme und nicht mehr im elektrischen Signal. Wenn vor dem Trafo > terminiert wird, dann ist doch dahinter schon ein Teil der Energie weg? Sicher, wenn die Leitungen zum und hinter dem Trafo kurz genug sind. > Und hat der HF-Trafo für einen weiten Frequenzbereich die gleiche > Impedanz? Mehr oder weniger ja. > Irgendwie finde ich das seltsam, dass bei Trafos 50 Ohm dran > steht, aber Insertion Loss klar von der Frequenz abhängt. Ist halt so. > Die 50 Ohm > gelten doch dann nur für eine Frequenz? Nein, sie sind der Nominalwert. > > Edit: > Jetzt habe ich mal die Kondensatorbrücke simuliert und das sieht gut > aus. Macht aber kein Mensch so. Was soll der kapazitive Spannungsteiler bringen? Wenn man WIRKLICH Masseschleifen auftrennen will, muss man die Trennung auch kapazitätsarm gestalten, damit, je nach Anwendung und Umgebung, die Massetrennung auch bei HF wirksam ist. Dein Kondensatorbrücke ist das schon mal nicht. P S. Deine Dauerbaustelle mit deinem ADC + FPGA ist schon faszinierend. Sysiphos wäre stolz auf dich ;-)
Moin, Kleines Gedankenexperiment zum Unterschied zwischen Trafo- und Kondensatortrennung - nicht tatsaechlich nachmachen: Du willst eine PL504 Roehre an 230V~ heizen. Einmal ueber einen 27V300mA Netztrafo und einmal ueber so eine Schaltung:
1 | ----8.2µF-Roehrenheizung-8.2µF---- |
Kann man beides machen. Den Unterschied merkst du, wenn du mit den Fuessen in der Badewanne stehst und mal mit dem Finger an einen der beiden Heizanschluesse der Roehre fasst. Beim Trafo wird nix gross passieren, bei der "kapazitiven Trennung" wirst du huepfen. Die Impedanzen in deinem Schaltbild sind etwas komisch: Sekundaer sieht der Trafo 2x24 Ohm in Reihe, also so gut wie 50 Ohm. Die transformiert er auf Primaer (Mutmasslich 1:1, also wider 50 Ohm). Dann haengt da aber noch R11 parallel dazu, d.h. wenn ich zum SMA "reinglotz", seh' ich 25 Ohm... Kann so gewollt sein, muss aber nicht. Gruss WK
> Ich brauche eigentlich nur von knapp über DC ...
Mit solch einer präzisen Definition können nur wahre
Experten/Innen à la Baerbock, Karliczek u.ä. etwas anfangen ...
SCNR
Falk B. schrieb: > Nö. > > Beitrag "Re: Galv. Trennung mit Kondensator" Da wurde aber keine Kondensatorbrücke verwendet. Falk B. schrieb: > Macht aber kein Mensch so. Was soll der kapazitive Spannungsteiler > bringen? Galvanische Trennung. Das steht zumindest bei Wikipedia so. Falk B. schrieb: > P S. Deine Dauerbaustelle mit deinem ADC + FPGA ist schon faszinierend. > Sysiphos wäre stolz auf dich ;-) Nun, ich bastel gerne an Platinen und gerne mit FPGA. Mittlerweile habe ich ziemlich viel damit gemacht, RAM (HyperRAM), verschiedene langsame ADCs, USB3 (FT600), HDMI, ... Ich gebe das gerne zu: Ich suche nach Projektideen an denen ich etwas lernen kann. Und da habe ich eben das gefunden. Wie macht man das denn sonst wenn man zu dem Thema schnelle ADCs und FPGA lernen möchte? Klar, man kann das studieren, aber dann hat man am Ende viel Theorie und nur wenig Praxis. Wo lernt man das denn sonst? Für mich bleibt da glaube ich nur der Weg mir selber Projekte als Hobby zu suchen und die dann zu bauen - auch wenn die vielleicht wenig sinnvoll erscheinen und oft auch sind. Wo hast du das denn gelernt? Falk B. schrieb: > Wenn vor dem Trafo >> terminiert wird, dann ist doch dahinter schon ein Teil der Energie weg? > > Sicher, wenn die Leitungen zum und hinter dem Trafo kurz genug sind. OK, also ist hinter dem Trafo schon ein Teil der Energie weg weil vor dem Trafo terminiert wurde. Warum wird dann hinter dem Trafo erneut terminiert? Dergute W. schrieb: > Die Impedanzen in deinem Schaltbild sind etwas komisch: Sekundaer sieht > der Trafo 2x24 Ohm in Reihe, also so gut wie 50 Ohm. Die transformiert > er auf Primaer (Mutmasslich 1:1, also wider 50 Ohm). Dann haengt da aber > noch R11 parallel dazu, d.h. wenn ich zum SMA "reinglotz", seh' ich 25 > Ohm... > Kann so gewollt sein, muss aber nicht. Exakt den Punkt meine ich und das würde ich gerne verstehen. Ich würde das Signal entweder vor oder hinter dem Trafo terminieren, aber nicht an beiden Stellen gleichzeitig. Elektrofan schrieb: > Mit solch einer präzisen Definition können nur wahre > Experten/Innen à la Baerbock, Karliczek u.ä. etwas anfangen ... Na dann sage ich jetzt mal 10 kHz. Besser?
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Moin, Gustl B. schrieb: > Ich würde > das Signal entweder vor oder hinter dem Trafo terminieren, aber nicht an > beiden Stellen gleichzeitig. Ich eher nur hinter dem Trafo. Aber wenn z.b. an der SMA Buchse eine Stromquelle einspeist, dann wuerd's so wie gezeichnet passen. Gruss WK
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Dergute W. schrieb: > Ich eher nur hinter dem Trafo. Wie man sieht sind sich da die Datenblätter nicht so einig. Ich würde gerne verstehen warum und nicht nur nachbasteln. Dergute W. schrieb: > Aber wenn z.b. an der SMA Buchse eine Stromquelle einspeist, dann > wuerd's so wie gezeichnet passen. Also mit beiden Terminierungen? Wobei dann der 51 Ohm, also die erste Terminierung aus dem Strom eine Spannung macht wenn ich das richtig verstanden habe. Also der Transformator sieht dann die Spannung die über der ersten Terminierung abfällt. Dergute W. schrieb: > Einmal ueber einen 27V300mA > Netztrafo und einmal ueber so eine Schaltung: Nein, das ist keine Kondensatorbrücke. Der Vergleich hinkt. Wenn ich einen AC Strompfad zwischen den Massen erlaube dann fließt da zumindest laut Multisim kein Strom. Das orientiert sich ja an der Wheatstone Messbrücke nur eben mit Kondensatoren.
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Gustl B. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Nö. >> >> Beitrag "Re: Galv. Trennung mit Kondensator" > > Da wurde aber keine Kondensatorbrücke verwendet. Die ist ja auch Käse. > Falk B. schrieb: >> Macht aber kein Mensch so. Was soll der kapazitive Spannungsteiler >> bringen? > > Galvanische Trennung. Das steht zumindest bei Wikipedia so. ;-) > Wie macht man das denn sonst wenn man zu dem Thema schnelle ADCs und > FPGA lernen möchte? Auf jeden Fall nicht eine gut funktionierende Lösung immer und immer wieder aufreißen. > erscheinen und oft auch sind. Wo hast du das denn gelernt? In der Praxis (Job) und in Hobbyprojekten. >> Sicher, wenn die Leitungen zum und hinter dem Trafo kurz genug sind. > > OK, also ist hinter dem Trafo schon ein Teil der Energie weg So einfach ist die Betrachtung nicht. Es geht um den Wellenwiderstand, nicht um das "Verschwindenlassen" von Energie. > weil vor > dem Trafo terminiert wurde. Warum wird dann hinter dem Trafo erneut > terminiert? Weil du das so eingezeichnet hast. Ist eigentlich Unsinn, denn durch die Parallelschaltung von R11 und dann nach dem Trafo R7+R9 hat man 25 Ohm Eingangswiderstand und damit eine satte Fehlanpassung. > Exakt den Punkt meine ich und das würde ich gerne verstehen. Ich würde > das Signal entweder vor oder hinter dem Trafo terminieren, aber nicht an > beiden Stellen gleichzeitig. Dann tu das. Wenn die Leitungen von R11 über den Trafo bis zum OPV oder ADC-Eingang kurz genug sind, kann man nur R11 nutzen. Wenn nicht, muss die Terminierung hinter den Trafo. > Na dann sage ich jetzt mal 10 kHz. Besser? Sicher. Aber wenn du von 10kHz-2,5MHz einen Trafo einbauen willst, muss das was aus dem Bereich DSL-Modem oder so sein. Vielleicht ein paar sehr gute Audioübertrager. Die meisten "echten" HF-Übertrager für Amateuerfunk oder Ethernet haben mit den 10kHz arge Probleme, erst recht, wenn da 10V Pulse drüber sollen. Da reicht meist nicht die Eingangsinduktivität bzw. Spannungszeitfläche. Vielleicht gehen Pulsübertrager für IGBT-Ansteuerungen.
Falk B. schrieb: > Die ist ja auch Käse. Falk B. schrieb: > ;-) Sehr zielführend und lehrreich. Falk B. schrieb: > In der Praxis (Job) und in Hobbyprojekten. Gut, mir bleiben nur Hobbyprojekte. Da könnte ich mir jetzt welche suchen für die ich keinen Anwendungsfall habe und ich könnte mir welche suchen für die ich einen Anwendungsfall finde. Ich habe Letzteres getan. Falk B. schrieb: > Weil du das so eingezeichnet hast. Ist eigentlich Unsinn, denn durch die > Parallelschaltung von R11 und dann nach dem Trafo R7+R9 hat man 25 Ohm > Eingangswiderstand und damit eine satte Fehlanpassung. Das habe nicht ich so gezeichnet, das ist die Schaltung von dem Eval Board des ADCs und die möchte ich eben nicht einfach so nachbauen sondern zuerst verstehen. Aber das war ja hilfreich, also werde ich nur eine der Terminierungen bestücken. Falk B. schrieb: > Dann tu das. Wenn die Leitungen von R11 über den Trafo bis zum OPV oder > ADC-Eingang kurz genug sind, kann man nur R11 nutzen. Wenn nicht, muss > die Terminierung hinter den Trafo. Danke! Falk B. schrieb: > Sicher. Aber wenn du von 10kHz-2,5MHz einen Trafo einbauen willst Nein will ich nicht. Bei der Schaltung mit den zwei Terminierungen geht es um einen ganz anderen Frequenzbereich. Bei dem Signal mit den niedrigen Frequenzen habe ich bisher die Verbindung ADC-FPGA galvanisch getrennt. Das schien mir besser als niedrige Frequenzen mit einem Transformator zu trennen.
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