Netzteil und galvanische Trennung (Verständnisfragen)

[Jonas (knorbimaster)]

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.

[Hippelhaxe (hippelhaxe)]

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?

[Bruno V. (bruno_v)]

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.

[Marci W. (marci_w)]

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