Im Anhang findet ihr die Schaltung eines T/R switches, der den Verstärker vom Sendepuls eines Ultraschall Wandlers schützen soll. Ich habe das mit LTspice simuliert und (glaube ich) auch verstanden. Ich habe die -5 V unten auf 0 V gesetzt, so dass nur 5 V einen Ruhestrom durch die Dioden treiben. Die Mitte wird ja auf 2.5 V gesetzt wegen der 2 Widerstände und durch die kapazitive Kopplung des Signals ist das am Ausgang ja wieder verschoben. Meine Frage ist: warum macht man denn zusätzlich zu den antiparallelen clamp Dioden die Brücke überhaupt rein? Begrenzen würden die antiparallelen Dioden ja auch alleine oberhalb der Fluss-Spannung. Wäre ein Sendeuls von 30 V oder so zu viel und die Brücke soll dann vorher auf 5 V (bzw 2.5 V) begrenzen? Das verursacht mir gerade Fragezeichen auf der Stirn.
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T-R-switch-circuit.png
17 KB
Gib den Bauteilen in LTSpice die parasitären Eigenschaften der realen Teile, dann siehst du gleich weshalb das zweistufig gemacht wird.
Das ist ne "HF"-Schaltung, da geht es um Impedanzen. Die Brücke ist ein variabler Widerstand. Während eines Sendeimpulses wird die Brücke durch Invertierung der beiden Spannungsanschlüsse gesperrt. Also oben liegen dann -5V an und unten +5V. Die Spannungsspitzen des Sendeimpulses dürfen dabei nicht größer als der Sperrbereich der Brücke werden. Beim Empfang ist es so wie gezeichnet, die Brücke ist niederohmig (Weil dann ein Gleichstrom durchfließt).Und die antiparallelen Dioden am Empfängereingang schützen diesen. Viel Signalstrom kann durch die gesteuerte Brücke dann nicht mehr fließen.
Der letzte Satz ist unglücklich geraten, einfach wegdenken.
Ich werde versuchen morgen weiter zu simulieren und klar zu kommen. Ich hoffe ich kann bei Problemen fragen. hhinz meinst du zusätzlich zu einem konkreten Dioden Modell noch so was wie Widerstand und induktivität in der Zuleitung oder sollte mir das Rätsel klar sein wenn ich ein Modell für die Dioden nehme? Bis jetzt habe ich nämlich keine Idee. Gut Dioden haben auch einen Widerstand und einen Kondensator aber klingeln tut nichts bzw ich weiß gar nicht was ich erwarten sollte. Danke und einen erholsamen Abend!
Erst mal danke für das Informationsmaterial :-) Ich habe eine Dioden Frage. Wenn eine Diode von leitend zu sperren geht, dauert das eine Zeit. Da gibt es die reverse recovery Zeit. Da ist die Diode auch nur 'so halb dicht' und leitet noch ein bißchen. Ist die Zeit immer gleich lang oder hängt das von der Spannung ab? Wenn die clamp Dioden schneller wieder völlig dicht sind bei ein paar volt die weg geclampt werden müssen ist auch schneller ein umverzerrter Empfang möglich. Wenn das so ist.... Daher meine Dioden Frage
Weiß ich nicht genau. Vermutlich hauptsächlich nur vom Strom. Kannst du ja einfach simulieren, wenn die beiden Stromquellen-Widerstande gesteppt werden. Das sind meist Schottky-Dioden, die sind im Verhältnis zum Ultraschall sehr viel schneller. Verzerrung spielt vermutlich eher keine Rolle. Mit PIN-Dioden mutiert das wohl eher zu einem regelbaren Dämpfungsglied für höhere Frequenzen. Bau mal 1N4148, BAT4x oder 1N4007 ein zum Vergleich. Die 4007 ist eine PIN-Diode.
Mein Sohn ist jetzt gerade wieder wach geworden, daher muss ich jetzt leider aufhören. Muss sagen ich werde jetzt doch langsam verwirrt... Der Groschen ist noch nicht gefallen. Versuche in LTspice sehen so aus, dass ohne die Brücke ein nur durch antiparallele Dioden geclamptes rechteck ziemlich überschießt bevor er begrenzt wird. So eindeutig wie erhofft wird mir da gerade nichts. Ich wäre über einen Spoiler (ausnahmsweise) sehr dankbar.
Dann poste doch mal die Simulation. Wir kennen noch nicht einmal die Frequenz.
Oh entschuldigung, ich dachte das das für das Verstehen erst mal völlig egal ist. Als Frequenz habe ich 40 kHz angenommen und in der Simulation im Anhang habe ich verschiedene Signalformen und Amplituden ausprobiert. Wegen der optimistischen Aussage >"Gib den Bauteilen in LTSpice die parasitären Eigenschaften der realen >Teile, dann siehst du gleich weshalb das zweistufig gemacht wird." habe ich reale Diodenmodelle probiert, aber es trägt keine Früchte, weil ich eben gar nicht weiß in welche Richtung ich überlegen sollte.
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Bild_1_Senden.png
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Bild_2_Empfangen.png
60 KB -
Bild_3_Senden_mit_Limiter.png
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Don Diego schrieb: > Im Anhang findet ihr die Schaltung eines T/R switches, der den > Verstärker vom Sendepuls eines Ultraschall Wandlers schützen soll. Der Empfänger wid vor der hohen Spannung des Senders geschützt. Don Diego schrieb: > Ich habe das mit LTspice simuliert und (glaube ich) auch verstanden. Ich > habe die -5 V unten auf 0 V gesetzt, so dass nur 5 V einen Ruhestrom > durch die Dioden treiben. Die Mitte wird ja auf 2.5 V gesetzt wegen der > 2 Widerstände und durch die kapazitive Kopplung des Signals ist das am > Ausgang ja wieder verschoben. Die Brücke stellt einen Ein/Aus Schalter dar und bekommt 5V/-5V (s. Bild 2) wenn empfangen und -5V/5V (s. Bild 1) wenn gesendet wird. Don Diego schrieb: > Meine Frage ist: warum macht man denn zusätzlich zu den antiparallelen > clamp Dioden die Brücke überhaupt rein? Falls mal auf Senden geschaltet wird bevor die Brücke sperren kann oder im Empfangsmodus der Empfängereingang eine zu hohe Spannung sehen würde. Bild 3 zeigt die durch die Schottky-Dioden begrenzte Empfängereingangsspannung wenn mit absichtlich durchlässiger Brücke gesendet wird. Don Diego schrieb: > Wäre > ein Sendeuls von 30 V oder so zu viel und die Brücke soll dann vorher > auf 5 V (bzw 2.5 V) begrenzen? Die Brücke sperrt, der Empfänger sieht im Idealfall nichts von der hohen Spannung des Senders (s. Bild 1). Die Brücke muss nicht unbedingt in den Sperrzustand versetzt werden. In diesem Fall wird die Spannung des Senders nach der Brücke auf ~2,8Vss und mit den Schottkydioden auf ~700mVss am Empfängereingang begrenzt. Die (hohe) Spannung am Ultraschall-Transducer bleibt davon unberührt.
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Bearbeitet durch User
Bild 1 ist doch super, bei gesperrter Bruecke werden aus 30Vpp noch 4mVpp, das sind 78dB Isolation
Purzel H. schrieb: > Bild 1 ist doch super, bei gesperrter Bruecke werden aus 30Vpp noch > 4mVpp, das sind 78dB Isolation Dafür müsste aber beim Senden die Betriebsspannung des einstellbaren Limiters (Brücke) umgepolt werden. Solange der Empfänger im Sendefall ~700mVss verträgt, ließe sich die Brücke auch statisch versorgen. Don Diego schrieb: > Im Anhang findet ihr die Schaltung eines T/R switches Steht in der Quelle, aus dem das Bild stammt, dass es sich um einen Sende-/Empfangsumschalter handelt? Im Grunde sind das nur zwei Limiter, einer davon einstellbar, die den Empfängereingang schützen sollen.
Für 10V/40kHz macht man nicht so einen riesen Aufwand. Nimm nen DG419 und gut is. Wie schnell soll denn umgeschaltet werden? Typisch treibt man den Transducer an einem Pin und empfängt auf dem anderen Pin. Der jeweils andere Pin wird kurzgeschlossen, z.B. mit 2 FETs antiseriell.
>Der jeweils andere Pin wird kurzgeschlossen, z.B. mit 2 >FETs antiseriell. Das interessiert mich: 2 gleiche Typen? Brauche ich da einen floating gate Treiber damit man beide gesteurt bekommt? Hast du da eine Skizze zu?
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