Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzteil und galvanische Trennung (Verständnisfragen)


von Jonas (knorbimaster)


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Hallo zusammen,

da ich mich momentan mit den Grundlagen von 
Operationsverstärkerschaltungen befasse und diese auch im Normalfall 
eine bipolare Spannungsversorgung benötigen, habe ich mir ein Netzteil 
mit zwei Ausgängen zugelegt.

Mir ist bewusst, dass die Ausgänge galvanisch getrennt sein müssen damit 
ich diese in Serie verschalten kann. Das bedeutet ja, dass diese 
Ausgänge auch kein Bezug zum Erdpotenzial bzw. dem Schutzleiter haben. 
Anderenfalls würde man durch die Reihenschaltung von GND1 zu VCC2 einen 
Kurzschluss über den Schutzleiter erzeugen.

Nun ist mir aufgefallen, dass mein altes einkanaliges Netzteil keinen 
Durchgang von der negativen Buchse zum Schutzleiter hatte (mit dem 
Ohmmeter gemessen). Aber wenn ich die Spannung gegen das Gehäuse messe, 
wurde mir trotzdem die richtig eingestellte Spannung angezeigt. Das 
müsste ja bedeuten, dass der Schutzleiter doch auf den negativen Ausgang 
gelegt worden ist, oder?

Jetzt frage ich mich auch hätte ich damit dann über einen 
Spannungsteiler und Spannungsfolger (OPV) eine virtuelle Masse erzeugen 
können um 6V und das Oszi GND dort anlegen können?

Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn ich über den 
GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der beiden Spannungsversorgungen aus 
dem zweikanaligen Labornetzteil auf Erdpotenzial lege. Weil gefühlt lege 
ich ja eine Ausgangsspannung auf Erdpotenzial (fühlt sich irgendwie 
falsch an).

Danke für eure Antworten.

: Verschoben durch Moderator
von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Jonas schrieb:

> Mir ist bewusst, dass die Ausgänge galvanisch getrennt
> sein müssen damit ich diese in Serie verschalten kann.

Jein... Deine Aussage ist richtig für Netzteile mit zwei
(oder mehr) gleichberechtigten Kanälen, die man extern
in Reihe schalten muss.

Es gibt (gab?) vereinzelt auch Labornetzgeräte, die
direkt eine symmetrische Versorgungsspanung erzeugen.
Bei diesen dürfte rein theoretisch die DC-Mitte (=0V)
auch auf Schutzleiterpotenzial liegen.


> Nun ist mir aufgefallen, dass mein altes einkanaliges
> Netzteil keinen Durchgang von der negativen Buchse zum
> Schutzleiter hatte (mit dem Ohmmeter gemessen).

Das ist m.E. der übliche Fall, ja.


> Aber wenn ich die Spannung gegen das Gehäuse messe,
> wurde mir trotzdem die richtig eingestellte Spannung
> angezeigt. Das müsste ja bedeuten, dass der
> Schutzleiter doch auf den negativen Ausgang gelegt
> worden ist, oder?

Nein -- es genügt eine hochohmige Verbindung (100kOhm oder
mehr) zwischen dem Schutzleiter und dem DC-Minus.


> Jetzt frage ich mich auch hätte ich damit dann über einen
> Spannungsteiler und Spannungsfolger (OPV) eine virtuelle
> Masse erzeugen können um 6V und das Oszi GND dort anlegen
> können?

Wenn meine Vermutung mit der hochohmigen Erdung stimmt: Ja,
kann man.


Nochmal kurz zum Begrifflichen: Unter "Masse" (engl. "ground",
GND) versteht man üblicherweise das Bezugspotenzial, auf das
sich alle Spannungsangaben einer (Teil-)Schaltung beziehen;
das ist vom Schaltungsentwickler m.o.w. willkürlich und frei
wählbar.
"Erde" meint dagegen wirklich "Erdpotenzial", also galvanische
Verbindung zu einem Erder. (Trifft in der Regel auf den
Schutzleiter zu.)

Die 1:1 aus dem Amerikanischen übernommene Floskel "virtuelle
Masse" für eine künstliche Mitte ist im Deutschen sinnwidrig;
Du als Schaltungsentwickler kannst jeden Punkt der Schaltung,
den Du für geeignet hältst, zum allgemeinen Bezugspotential,
d.h. zur "Masse" (Ground, GND) erklären. Daran ist nix "virtuell".

Eine "virtuelle Masse" ist im Deutschen eigentlich etwas
anderes.
Das nur nebenbei.


> Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn ich
> über den GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der beiden
> Spannungsversorgungen aus dem zweikanaligen Labornetzteil
> auf Erdpotenzial lege.

Naja... was soll man da sagen... Strom braucht einen Strom-
KREIS zum fließen. Mit EINER Verbindung ergibt sich aber
noch kein Stromkreis...


> Weil gefühlt lege ich ja eine Ausgangsspannung auf
> Erdpotenzial

Nein... Du legst einen Punkt der Netzteil-Schaltung auf
Erdpotenzial. Und?

Die Ausgangsspannung (eines Netzteiles, eines galvanischen
Elementes) liegt zwischen ZWEI Punkten an. Wenn Du EINEN
dieser Punkte leitend mit dem Schutzleiter verbindest --
was sollte dann Schlimmes passieren?


> (fühlt sich irgendwie falsch an).

???
Wieso?

von Bruno V. (bruno_v)


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Jonas schrieb:
> da ich mich momentan mit den Grundlagen von
> Operationsverstärkerschaltungen befasse und diese auch im Normalfall
> eine bipolare Spannungsversorgung benötigen, habe ich mir ein Netzteil
> mit zwei Ausgängen zugelegt.

Eigentlich macht das heute kaum jemand. Man nimmt einen, der bis auf GND 
kommt (i.d.R. sogar wenige 10tel V unter GND) und gut ist. Bei 
AC-Signalen nimmt man einen Kondensator in Reihe.

Natürlich finde ich es gut, wenn Du direkt symmetrisch starten möchtest, 
doch ist es mit einer Masse und einer Spannung gerade zum Start 
einfacher. Vor allem, wenn Du über virtuelle Massen per Spannungsteiler 
nachdenkst.

: Bearbeitet durch User
von Marci W. (Gast)


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Bruno V. schrieb:
> Eigentlich macht das heute kaum jemand. Man nimmt einen, der bis auf GND
> kommt (i.d.R. sogar wenige 10tel V unter GND) und gut ist. Bei
> AC-Signalen nimmt man einen Kondensator in Reihe.

Bruno, das sehe ich etwas difrferenziert: gerade im analogen / 
NF-Bereich, in welchem OPs ja häufig eingesetzt werden, werden meist 
Wechselspannungen verarbeitet. Ich möchte da nicht an vielen Stellen 
irgendwelche Symmetrier-Tricks einbauen. Wenn ich Wechselspannung 
verarbeite, möchte ich eine symmetrische Versorgung. Und Cs im Signalweg 
sind auch nicht immer optimal.

Auf der anderen Seite hast Du natürlich recht, denn wenn die komplette 
Schaltung mit 3,3V/5V läuft, wäre es Overkill, für eine kleine 
Analogschaltung extra eine negative Spannung bereitzustellen, wie auch 
immer erzeugt. Hängt halt stark von der jeweiligen Anwendung ab.

Vielleicht bin ich bei diesem Thema auch ein wenig 
altmodisch/rückständig, denn meine ersten OP/Audio/NF-Erfahrungen habe 
ich Mitte der 80er Jahre gemacht. ;-)

ciao

Marci

von Jonas (knorbimaster)


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> Nein -- es genügt eine hochohmige Verbindung (100kOhm oder
> mehr) zwischen dem Schutzleiter und dem DC-Minus.

Aber bei der Batterie messe ich ja auch keine Spannung gegen den 
Schutzleiter? Und außerdem würde das doch bedeuten, dass man trotzdem 
eine elektrische Verbindung zu Erde hat, also keine galvanische 
Trennung?

von Jonas (knorbimaster)


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> Eigentlich macht das heute kaum jemand. Man nimmt einen, der bis auf GND
> kommt (i.d.R. sogar wenige 10tel V unter GND) und gut ist. Bei
> AC-Signalen nimmt man einen Kondensator in Reihe.
>
> Natürlich finde ich es gut, wenn Du direkt symmetrisch starten möchtest,
> doch ist es mit einer Masse und einer Spannung gerade zum Start
> einfacher. Vor allem, wenn Du über virtuelle Massen per Spannungsteiler
> nachdenkst.

Dann kann ich doch keine negative Spannung verstärken mit dem OP und 
will ich das nicht in manchen Schaltungen machen?

von Fritz G. (fritz65)


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Hippelhaxe schrieb:
> Wenn meine Vermutung mit der hochohmigen Erdung stimmt: Ja,
> kann man.
> Nochmal kurz zum Begrifflichen: Unter "Masse" (engl. "ground",
> GND) versteht man üblicherweise das Bezugspotenzial, auf das
> sich alle Spannungsangaben einer (Teil-)Schaltung beziehen;

Die korrekte Bezeichnung für das Bezugspotential im Englischen ist COM 
(für Common), während GND für das Erdpotential steht. Leider geht das 
auch im professionellen Bereich häufig durcheinander.
Die Ausgänge von Netzteilen sind meist gegeneinander und gegenüber dem 
Erdpotential isoliert. Oft gibt es eine eigene mit GND bezeichnete 
Buchse, die über den Schutzleiter geerdet ist.
Oszilloskope und Signalgeneratoren sind dagegen aus Gründen der 
Störsicherheit so gut wie immer erdbezogen. Der geerdete Pol liegt außen 
an der BNC-Buchse. Hier also darauf achten, dass Oszilloskop-GND und 
Frequenzgenerator-GND auf das gleiche Potential der zu testenden 
Schaltung gelegt werden, sonst gibt es Kurzschluss.

von Johannes (zuberjo)


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Jonas schrieb:
> Aber bei der Batterie messe ich ja auch keine Spannung gegen den
> Schutzleiter? Und außerdem würde das doch bedeuten, dass man trotzdem
> eine elektrische Verbindung zu Erde hat, also keine galvanische
> Trennung?

Nein, das ist ziemlich sinnvoll. Mache ich bei vielen isolierten 
Schaltungen ebenfalls. Zb hatte ich mal massiv Probleme mit ESD Dioden 
in einer isolierten Schaltung an einem analogen Eingang, die auf PE 
ableiten sollten. Wenn der isolierte Teil kein Bezugspotenzial hat, dann 
fangen die Dioden sporadisch an zu leiten. Auch Entstörkerkos, selbst 
welche mit hoher Spannungsfestigkeit, können plötzlich Probleme machen. 
Nimm zB Traco Power. In deren Datenblättern verlangen die nach 2kV 
MLCCs, weil der isolierte DCDC Wandler ohne Bezugspotenzial einfach 
soweit abdriften kann. Ein hochohmiger Widerstand, 100k-1Meg verhindert 
das und stellt dabei nur schwerlich eine galvanische Verbindung dar. Ja, 
Verbindung, aber mit sehr wenig Strom. Das ist ganz normal und üblich. 
Eine isolierter Differenztastkopf für ein Scope ist auch nicht wirklich 
isoliert. Nur durch ein paar Meg am Eingang getrennt von der Schaltung 
danach.

von Teo D. (teoderix)


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Ableitwiderstand, der leitet unerwünschte Potentiale ab.

Nur nicht die Wikipedia dazu lesen!
Da wird von Entladewiderständen gefaselt. .(

von Bruno V. (bruno_v)


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Jonas schrieb:
> Dann kann ich doch keine negative Spannung verstärken mit dem OP und
> will ich das nicht in manchen Schaltungen machen?

Welche willst Du denn machen? Viele klassische Schaltungen kannst Du 
unipolar genauso durcharbeiten (Verstärker, Stromquelle, Komparator, 
Ladungsverstärker, Instrumentenverstärker, ....).

Alles mit Antenne oder Ton lieber symmetrisch. Und für die High-Side 
Strommessung mit OP und Transistor brauchst Du quasi einen anderen OP, 
der auf der High-Side an seinen Rail kommt (Ja, es gibt auch Rail to 
Rail, aber die kommen mit anderen Nachteilen)

Früher brauchten quasi alle OP-Schaltungen symmetrische Versorgung, weil 
die OPs weder an der positiven, noch an der negativen Seite bis an die 
Versorgung kommen. Seit 40 Jahren überwiegen "Single-Supply" OPs (ich 
weiß gar nicht, ob es den Begriff noch gibt, so verbreitet sind die 
heute. Man setzt Single Supply einfach voraus).

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Bruno V. schrieb:
> Früher brauchten quasi alle OP-Schaltungen symmetrische Versorgung, weil
> die OPs weder an der positiven, noch an der negativen Seite bis an die
> Versorgung kommen. Seit 40 Jahren überwiegen "Single-Supply" OPs (ich
> weiß gar nicht, ob es den Begriff noch gibt, so verbreitet sind die
> heute. Man setzt Single Supply einfach voraus).

So weit so (teilweise) richtig.
Fakt ist bei AC brauchst du entweder eine künstliche Masse mit allen 
seltsamen Effekten die die bei höheren Frequenzen machen kann.
Und bei DC im Millivoltbereich macht der OP auch seltsame Dinge wenn man 
auch einige mA am Ausgang haben möchte.

Zum Einarbeiten oder Lernen ist eine Symmetrische Versorgung auf jeden 
Fall einfacher und besser, weil man Seiteneffekte vermeidet.
Single Supply heisst auch nicht, dass der OP auch bis V+ aussteuern 
kann, er kommt am Ausgang bis (fast) auf V- runter. Nur die Eingange 
vertagen dann 0V bis ...
Bekanntestes Beispiel z.B. der LM 358.
Dafür gibt es Rail to Rail OPs, aber auch hier gilt, direkt an den Rails 
wird es am Ausgang problematisch, weil die OPs einen bestimmten 
Ausgangswiderstand haben.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Bruno V. schrieb:
> Eigentlich macht das heute kaum jemand. Man nimmt einen, der bis auf GND
> kommt (i.d.R. sogar wenige 10tel V unter GND) und gut ist. Bei
> AC-Signalen nimmt man einen Kondensator in Reihe.

Eigentlich macht man das kaum noch (im Gegensatz zu früher bei Röhren 
und Transistorschaltungen), denn diese Kondensator in Reihe erzeugt 
einen üblen Einschaltplopp und es ist wirklich einfach, zu einer 
positiven Spannung die passene negative zu generieren.

Der Eingangskondensator ist trotzdem da, aber er muss sich nicht mehr 
aufladen, daher kein plopp.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Jonas schrieb:
> Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn ich über den
> GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der beiden Spannungsversorgungen aus
> dem zweikanaligen Labornetzteil auf Erdpotenzial lege

Da BEIDE Spannungsquellen galvanisch getrennte SELV lieferten, durch 
Verbinden von plus und minus nun 2 Spannungen in Reihe liefern die zwar 
gegeneinander nicht nehr getrennt sind aber gegenüber der Restwelt noch 
galvanisch frei sind, kann man einen beliebigen Anschluss (+U, 0V, -U) 
mit einer beliebig anderen Spannung (ob Erde, Null oder Phase) 
verbinden, es gibt dann keinen Kurzschluss sondern aus SELV wird eine 
galvanisch festgelegte Spannung, PELV bei Verbindung mit Erde, 'heiss' 
bei Verbindung mit Phase (dann liegen 230V~ an deinen Spannungsausgängen 
gegenüber Erde ggf. 230+U oder 230-U, keine LowVoltage mehr).

Denk an Lego: Einzelsteine kannst du beliebig bewegen, 2 
zusammengeknöpfte nur noch zusammen bewegen und wenn sie auf die 
Grundplatte aufgeklipst sind gar nicht mehr bewegen.

von Teo D. (teoderix)


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Jonas schrieb:
> Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn ich über den
> GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der beiden Spannungsversorgungen aus
> dem zweikanaligen Labornetzteil auf Erdpotenzial lege. Weil gefühlt lege
> ich ja eine Ausgangsspannung auf Erdpotenzial (fühlt sich irgendwie
> falsch an).

Jetzt stell dir mal vor, du machst das mit nem Trenntrafo...
Das fühlt sich dann aber mal wirklich, sowas von falsch an. Das haut 
dich regelrecht von den Socken.

von Jonas (knorbimaster)


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Bruno V. schrieb:
> Jonas schrieb:
>> Dann kann ich doch keine negative Spannung verstärken mit dem OP und
>> will ich das nicht in manchen Schaltungen machen?
>
> Welche willst Du denn machen? Viele klassische Schaltungen kannst Du
> unipolar genauso durcharbeiten (Verstärker, Stromquelle, Komparator,
> Ladungsverstärker, Instrumentenverstärker, ....).
>
> Alles mit Antenne oder Ton lieber symmetrisch. Und für die High-Side
> Strommessung mit OP und Transistor brauchst Du quasi einen anderen OP,
> der auf der High-Side an seinen Rail kommt (Ja, es gibt auch Rail to
> Rail, aber die kommen mit anderen Nachteilen)
>
> Früher brauchten quasi alle OP-Schaltungen symmetrische Versorgung, weil
> die OPs weder an der positiven, noch an der negativen Seite bis an die
> Versorgung kommen. Seit 40 Jahren überwiegen "Single-Supply" OPs (ich
> weiß gar nicht, ob es den Begriff noch gibt, so verbreitet sind die
> heute. Man setzt Single Supply einfach voraus).

Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort war dann das 
Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten wurde und sonst auch nichts 
sinnvolles raus kam.

Die Schaltung ist mehr zu Lernzwecken aus einem Youtube-Video. Hier wird 
einfach ein Schmitttrigger mit den Invertern gebaut und dann mit dem 
Rauschen wird halt untersucht wie genau der Schmitttrigger funktionert. 
Hier war dann mein Problem mit den OPVs.

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Fritz G. schrieb:

> Hippelhaxe schrieb:
>> Wenn meine Vermutung mit der hochohmigen Erdung stimmt: Ja,
>> kann man.
>> Nochmal kurz zum Begrifflichen: Unter "Masse" (engl. "ground",
>> GND) versteht man üblicherweise das Bezugspotenzial, auf das
>> sich alle Spannungsangaben einer (Teil-)Schaltung beziehen;
>
> Die korrekte Bezeichnung für das Bezugspotential im Englischen
> ist COM (für Common), während GND für das Erdpotential steht.

Uhh... das wusste ich nicht. Danke für den Hinweis.


> Leider geht das auch im professionellen Bereich häufig
> durcheinander.

Sieht so aus, ja...

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Jonas schrieb:

>> Nein -- es genügt eine hochohmige Verbindung (100kOhm
>> oder mehr) zwischen dem Schutzleiter und dem DC-Minus.
>
> Aber bei der Batterie messe ich ja auch keine Spannung
> gegen den Schutzleiter?

Warum reisst Du meine Antwort aus dem Kontext?
So geht der Sinn völlig verloren...


> Und außerdem würde das doch bedeuten, dass man trotzdem
> eine elektrische Verbindung zu Erde hat, also keine
> galvanische Trennung?

... wie man hier sieht.

Es macht praktisch SEHR WOHL einen gewaltigen Unterschied,
ob eine Spannungsquelle über einen dicken Kupferdraht oder
mittels eines 100kOhm-Widerstandes mit dem Schutzleiter
verbunden wird...

von Bruno V. (bruno_v)


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Jonas schrieb:
> Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort war dann das
> Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten wurde und sonst auch nichts
> sinnvolles raus kam.

Wenn ich das richtig sehe, war Dein Problem doch nur, dass das Rauschen 
im Mittel 0V hatte, oder? R11 geht mit 100k auf Masse. Bei Single-Supply 
musst Du  Dein Signal halt zwischen die Versorgung bringen, also z.B. 1M 
nach 12V dazu.

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Teo D. schrieb:

> Jonas schrieb:
>> Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn
>> ich über den GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der
>> beiden Spannungsversorgungen aus dem zweikanaligen
>> Labornetzteil auf Erdpotenzial lege. Weil gefühlt
>> lege ich ja eine Ausgangsspannung auf Erdpotenzial
>> (fühlt sich irgendwie falsch an).
>
> Jetzt stell dir mal vor, du machst das mit nem
> Trenntrafo...Das fühlt sich dann aber mal wirklich,
> sowas von falsch an. Das haut dich regelrecht von
> den Socken.

Ach?!

Jetzt ist der TRENNTRAFO das Problem?

Was kommt als nächstes? Die Empfehlung, die "nutzlose"
Erdung am Oszi durchzuknipsen?

Ich kann es nicht mehr hören... :-/

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Jonas schrieb:

> Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort
> war dann das Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten
> wurde und sonst auch nichts sinnvolles raus kam.

Nu ja, das kommt mir logisch vor.

Der CMOS-Baustein wird mit +5V gegen GND versorgt,
d.h. der arbeitet unsymmetrisch. Die OPVs sind
aber symmetrisch versorgt. Das geht schief, wenn
man keine Pegelanpassung macht...

von Teo D. (teoderix)


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Hippelhaxe schrieb:
> Jetzt ist der TRENNTRAFO das Problem?
>
> Was kommt als nächstes? Die Empfehlung, die "nutzlose"
> Erdung am Oszi durchzuknipsen?
>
> Ich kann es nicht mehr hören... :-/

Bist halt nicht die Hellste Kerze im Leuchter. Denk noch mal drüber 
nach!

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Teo D. schrieb:
> Hippelhaxe schrieb:
>> Jetzt ist der TRENNTRAFO das Problem?
>>
>> Was kommt als nächstes? Die Empfehlung, die "nutzlose"
>> Erdung am Oszi durchzuknipsen?
>>
>> Ich kann es nicht mehr hören... :-/
>
> Bist halt nicht die Hellste Kerze im Leuchter.

Mag sein.
Das trifft übrigens auf die allermeisten Kerzen zu...


> Denk noch mal drüber nach!

Nö.
Zeitverschwendung.

Gegenvorschlag: Erkläre es uns. Dann haben alle etwas
davon.

(Der Trenntrafo dient im Zusammenspiel mit dem geerdeten
Oszi NICHT dazu, Potentialfreiheit herzustellen -- sondern
nur dazu, Kurzschlüsse zu vermeiden.
Das ist eine Binsenweisheit; das kannst Du ja nicht gemeint
haben. Ich bin gespannt.)

von Lu (oszi45)


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Masse ist manchmal fast eine Wissenschaft. Man sollte sich den 
jeweiligen Fall nochmals aufmalen und dann definieren, was man 
eigentlich möchte. Schon der gewählte Massepunkt und dort auftretende 
Ströme und Spannungen können manchmal "Wunder" erzeugen.

von Teo D. (teoderix)


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Hippelhaxe schrieb:
> Gegenvorschlag: Erkläre es uns. Dann haben alle etwas
> davon.

Wow, in 3.Person... Wir sind wohl was ganz besonders, der Herr.

OK, ich erkläre dir:

Teo D. schrieb:
> Jonas schrieb:
>> Außerdem frage ich mich auch, warum es egal ist wenn ich über den
>> GND-Pin vom Oszi den Mittelabgriff der beiden Spannungsversorgungen aus
>> dem zweikanaligen Labornetzteil auf Erdpotenzial lege. Weil gefühlt lege
>> ich ja eine Ausgangsspannung auf Erdpotenzial (fühlt sich irgendwie
>> falsch an).
>
> Jetzt stell dir mal vor, du machst das mit nem Trenntrafo...
> Das fühlt sich dann aber mal wirklich, sowas von falsch an. Das haut
> dich regelrecht von den Socken.

Vergiss nicht, wenn du das Oszi ohne Differenztastkopf anklemmst, egal 
wo, hats wieder Potenzial zur Erde!

War das wirklich sooo schwer?!


Hippelhaxe schrieb:
> Der Trenntrafo dient im Zusammenspiel mit dem geerdeten
> Oszi NICHT dazu, Potentialfreiheit herzustellen -- sondern
> nur dazu, Kurzschlüsse zu vermeiden.
> Das ist eine Binsenweisheit; das kannst Du ja nicht gemeint
> haben. Ich bin gespannt.

Nein, dazu dient ein Differenztastkopf.
Der Trenntrafo dient ausschließlich der Sicherheit, als 
Berührungsschutz.

von Jonas (knorbimaster)


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Bruno V. schrieb:
> Jonas schrieb:
>> Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort war dann das
>> Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten wurde und sonst auch nichts
>> sinnvolles raus kam.
>
> Wenn ich das richtig sehe, war Dein Problem doch nur, dass das Rauschen
> im Mittel 0V hatte, oder? R11 geht mit 100k auf Masse. Bei Single-Supply
> musst Du  Dein Signal halt zwischen die Versorgung bringen, also z.B. 1M
> nach 12V dazu.

Der Addierer invertiert ja das Ausgangssignal auch. Dann würde bei 
Single Supply es abgeschnitten sein oder?

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Teo D. schrieb:

> Hippelhaxe schrieb:
>> Gegenvorschlag: Erkläre es uns. Dann haben alle etwas
>> davon.
>
> Wow, in 3.Person... Wir sind wohl was ganz besonders,
> der Herr.

Du bist der deutschen Sprache mächtig?! Wohl nicht so
ganz...

>
> OK, ich erkläre dir:

Du sollst es nicht MIR erklären, denn ich weiss es.
Du sollst es ALLEN LESERN erklären, denn nicht alle
Leser wissen es...


> Vergiss nicht, wenn du das Oszi ohne Differenztastkopf
> anklemmst, egal wo, hats wieder Potenzial zur Erde!

Richtig.


> War das wirklich sooo schwer?!

Nein, das war überhaupt nicht schwer.
Das ist genau das, was ich geschrieben habe.


> Hippelhaxe schrieb:
>> Der Trenntrafo dient im Zusammenspiel mit dem geerdeten
>> Oszi NICHT dazu, Potentialfreiheit herzustellen -- sondern
>> nur dazu, Kurzschlüsse zu vermeiden.
>> Das ist eine Binsenweisheit; das kannst Du ja nicht gemeint
>> haben. Ich bin gespannt.
>
> Nein, dazu dient ein Differenztastkopf.
> Der Trenntrafo dient ausschließlich der Sicherheit, als
> Berührungsschutz.

Sagt wer?

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Jonas schrieb:
> Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort war dann das
> Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten wurde und sonst auch nichts
> sinnvolles raus kam.
>
> Die Schaltung ist mehr zu Lernzwecken aus einem Youtube-Video. Hier wird
> einfach ein Schmitttrigger mit den Invertern gebaut und dann mit dem
> Rauschen wird halt untersucht wie genau der Schmitttrigger funktionert.

Hallo Jonas,
sehr schön, dass Du überhaupt anfängst Dich mit OPV zu beschäftigen und 
da tiefer einsteigen willst! Analogtechniker sind ja heute eine 
aussterbende Spezie.
Aber irgendjemand muss ja die Bausteine entwickeln und sich mit deren 
Innenschaltungen auskennen - leider stelle ich fest, das heutige 
Ingenieursausbildung in Deutschland nicht bedeutet, Bausteine zu 
entwickeln, sondern nur noch fertige Bausteine (meist aus China unter 
klassichem Markennamen) miteinander zu verkabeln und zu programmieren. 
Damit geht hier Know How verloren und eine neue Form der Abhängigkeit 
wird geschaffen.
Aber inzwischen wird der Analogspezialist nach einer zwischenzeitlichen 
Senke beim Lohn, händeringend gesucht und fürstlich bezahlt, also 
beschäftige Dich ruhig weiter damit.

Aber jetzt zu der Youtube Schaltung,
Ein Rauschgenerator Q1 Q2 geht auf einen Buffer (Impedanzwandler mit 
Spannungsverstärkung 1) U3. Von da aus geht es auf den invertierenden 
Summationsverstärker U4. Dieser summiert dann das eingespeiste 
Rechteck-das um GND herum symmetrisch sein muss bzw. wenigstens leicht 
ins negative gehen muss, weil ja mit dem Potential am Pin 1 von U4 
verglichen wird-ist es das? (Wo hast Du eine Dreieick her? Zu hohe 
Freuenz? Slew-Rate Begrenzung der OPV?) Dieser summiert jedenfalls das 
Rechteck mit dem Rauschen und jetzt kommt es zum "Phasenrauschen" und 
die Schaltschwelle des CMOS Schmitt Triggers wird von der Art des 
Rauschens bestimmt, früher oder später ausgelöst.
Das soll es sein, was bei dieser Schaltung rauskommt. Zu zeigen, dass 
Rauschen bei Digitaltechnik reinspielt.

Hmm - was nutzt dir das? Kannst Du Phasenrauschen messen? Du könntest 
höchstens auf einen Oszi ein seitliches hin- und hertanzen der Flanken 
beobachten. Aber auch das nur unter günstigen Umständen.

Im Titelblatt der Schaltung steht recht unten Sallen Key 
Tiefpass-wieso?- das ist keiner. Ich denke, dass ist jetzt nicht 
unbedingt die beste Lernschaltung... aber du nimmst immer irgendetwas 
mit, wenn Du lötest, misst, Dich wunderst, nachdenkst.

Zu Bruno und seiner fanhaften Verteidigung oder Fixierung auf nur eine 
Betriebsspannung: Man braucht oft zwei Betriebsspannungen, weil man eben 
auch oft ins Negative gehen muss. Allerdings gibt es auch Fälle, wo man 
nur eine Betriebsspannung zur Vefügung hat...es ist alles berechtigt und 
gut wenn man mit beiden klar kommt.
Zum Starten, beim lernen, würde ich bei zwei Spannungen bleiben und mir 
die kleinen  Komplikationen, die mit einer Betriebsspannung verbunden 
sind, später antun.

Baue doch mal eine aktive Gleichrichtung oder eine Sample und Hold 
Schaltung. Das sind Themen wo man auch schön lernen kann.

Das beste Lernthema ist ja eigentlich der Bau eines analogen 
Stereo-Verstärkers mit diskreten Transistoren. Man glaubt garnicht 
wieviel man dabei lernen kann! (Auch zum Thema Abschirmung, zentrale 
Masse bzw. generell Masseführung, Schwingen, Stabilität, Wärmeabführung, 
Frequenzgang, Rauschen).
Aber man kann die Dinger ja so billig fertig kaufen... deshalb macht das 
keiner mehr und lernt vieles nicht. ökonomisch und vom Zeitaufwand her 
eine Katastrophe so ein Selbstbau. Vom Lerneffekt her unbezahlbar.


Fröhliches Löten!

von Jonas (knorbimaster)


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Hallo Lothar,
danke für deine Hilfe.
Ich habe die Schaltung erstmal in einer Simulation durchprobiert. Die 
Noise-Quelle habe ich mit dem unteren Transistornetzwerk realisiert und 
das Dreiecksignal kommt aus dem Funktionsgenerator, was ich in der 
Simulation mit der Pulse-Funktion erzeuge. Ich habe mal meine 
Tran-Simulation mit eingefügt.

> Aber jetzt zu der Youtube Schaltung,
> Ein Rauschgenerator Q1 Q2 geht auf einen Buffer (Impedanzwandler mit
> Spannungsverstärkung 1) U3. Von da aus geht es auf den invertierenden
> Summationsverstärker U4. Dieser summiert dann das eingespeiste
> Rechteck-das um GND herum symmetrisch sein muss bzw. wenigstens leicht
> ins negative gehen muss, weil ja mit dem Potential am Pin 1 von U4
> verglichen wird-ist es das? (Wo hast Du eine Dreieick her? Zu hohe
> Freuenz? Slew-Rate Begrenzung der OPV?) Dieser summiert jedenfalls das
> Rechteck mit dem Rauschen und jetzt kommt es zum "Phasenrauschen" und
> die Schaltschwelle des CMOS Schmitt Triggers wird von der Art des
> Rauschens bestimmt, früher oder später ausgelöst.
> Das soll es sein, was bei dieser Schaltung rauskommt. Zu zeigen, dass
> Rauschen bei Digitaltechnik reinspielt.

Bei mir kam dann in der aufgebauten Schaltung nicht das erwartete Signal 
aus der Simulation. Es war abgeschnitten und ich denke, dass es an dem 
Single-Supply lag.

> Hmm - was nutzt dir das? Kannst Du Phasenrauschen messen? Du könntest
> höchstens auf einen Oszi ein seitliches hin- und hertanzen der Flanken
> beobachten. Aber auch das nur unter günstigen Umständen.


> Im Titelblatt der Schaltung steht recht unten Sallen Key
> Tiefpass-wieso?- das ist keiner. Ich denke, dass ist jetzt nicht
> unbedingt die beste Lernschaltung... aber du nimmst immer irgendetwas
> mit, wenn Du lötest, misst, Dich wunderst, nachdenkst.

Das war leider mein Fehler. Ich habe nebenbei noch ein Projekt mit einem 
aktiven Tiefpass. Anscheinend wurde der Titel im Programm übernommen.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Hippelhaxe schrieb:
> Sagt wer?

zB. Alle die das gelernt o. studiert haben?!

Im Falle des Falles. Wie weit muss das Absperrband, noch mal vom 
Arbeitsplatz entfernt sein?


Hippelhaxe schrieb:
>> OK, ich erkläre dir:
>
> Du sollst es nicht MIR erklären, denn ich weiss es.
> Du sollst es ALLEN LESERN erklären, denn nicht alle
> Leser wissen es...

Noch arroganter, war wohl nicht drin?
Ich denke, das haben min. 90% hier im Thread verstanden. So sehr auf der 
Brennsuppe daher geschwommen, sind sie dann halt doch nicht, wie DU 
Ihnen unterstellst.

Ente!

von Jonas (knorbimaster)


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Hippelhaxe schrieb:
> Jonas schrieb:
>
>> Ich habe mal mit dieser Schaltung angefangen und dort
>> war dann das Problem, dass mein Dreieck abgeschnitten
>> wurde und sonst auch nichts sinnvolles raus kam.
>
> Nu ja, das kommt mir logisch vor.
>
> Der CMOS-Baustein wird mit +5V gegen GND versorgt,
> d.h. der arbeitet unsymmetrisch. Die OPVs sind
> aber symmetrisch versorgt. Das geht schief, wenn
> man keine Pegelanpassung macht...

Kannst du das mal genauer erklären bitte. Im Datenblatt steht, dass die 
Eingangsspannung bis max. 20V. Ich dachte den Baustein kann ich dann 
auch mit 12V versorgen.

von Carypt C. (carypt)


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Die Erdung über einen hohen Widerstand nennt sich Funktionserdung, das 
macht anscheinend manchmal im Audiobereich usw, das ist irgendwie nicht 
geregelt. Dann gibt es auch noch die sehr hochohmige Erdung wegen ESD, 
wie mir scheint. Bei mir ist mal beim Löten mit geerdetem Lötkolben 
plötzlich Musik aus den Boxen gekommen.

von Marci W. (Gast)


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Carypt C. schrieb:
> Die Erdung über einen hohen Widerstand

hmmm, was soll das bringen. Erdung hat was mit Sicherheit zu tun. Und 
ein hoher R macht da eher keinen Sinn. Wenn man nur einen großen R 
nimmt, muss man anderweitig eine "bessere Schutzklass" (2 WIMRE) 
implementieren. Aber dann ist der Entwickler glücklich und froh, dass 
Signalmasse und Erde nicht verbunden werden müssen. <IMHO>

ciao

Marci

von Carypt C. (carypt)


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Richtig, das kann missverständlich sein, Entschuldigung. ich meine, wenn 
das Gerät vorher bereits Schutzklasse 2 (keine Erdung) erfüllt, kann 
dann bei PELV die Erdung des Kleinspannungsteiles mit  hohem Widerstand 
erfolgen, die dann Funktionserdung heißt. ich wollte nur mal den Begriff 
bringen. siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung#Schutzkleinspannung_mit_elektrisch_sicherer_Trennung_(PELV) 
https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)

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