Hallo, eine kleine Verständnisfrage: Mal angenommen, es liegt ein
symmetrisches Signal vor: S+ und S-, meinetwegen ein Sinus mit 1V
Amplitude. Beide haben eine Offsetspannung von 50V gegen die
Schaltungsmasse. Könnte man jetzt das Signal mit einem
Differenzverstärker messen, indem man kapazitiv die beiden Signale
einkoppelt auf einen OPV, aber die Schaltungsmasse nicht verwendet? Also
so:
R1
S+ --------||-----------------------OPV(+)
C1: 2,2uF/5V R2
R3
S- --------||-----------------------OPV(-)
C2, 2,2uF/5V R4
GND2 (z.B. OPV-Schaltung mit
Batteriebetrieb)
(DC-Offset=50V)
GND1
Oder andes gefragt: Ist das eine Möglichkeit, die Signalmassen GND1 und
GND2 zu trennen und dabei den Offset zu eliminieren? R1 bis R4 sollen
Spannungsteiler sein zwischen der Betriebsspannung des OPV und GND2..
> Hallo, eine kleine Verständnisfrage: Mal angenommen, es liegt ein> symmetrisches Signal vor: S+ und S-, meinetwegen ein Sinus mit 1V> Amplitude. Beide haben eine Offsetspannung von 50V gegen die> Schaltungsmasse. Könnte man jetzt das Signal mit einem> Differenzverstärker messen, indem man kapazitiv die beiden Signale> einkoppelt auf einen OPV, aber die Schaltungsmasse nicht verwendet? Also> so:>> R1> S+ --------||-----------------------OPV(+)> C1: 2,2uF/5V R2>> R3> S- --------||-----------------------OPV(-)> C2, 2,2uF/5V R4> GND2 (z.B. OPV-Schaltung mit> Batteriebetrieb)> (DC-Offset=50V)>>> GND1
kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur
einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch
Störsignale leicht überschritten wird.
> Oder andes gefragt: Ist das eine Möglichkeit, die Signalmassen GND1 und> GND2 zu trennen und dabei den Offset zu eliminieren? R1 bis R4 sollen> Spannungsteiler sein zwischen der Betriebsspannung des OPV und GND2..
Es ist garnicht nötig, die Massen aufzutrennen. C1 und C2 "eliminieren"
doch sowieso den Gleichspannungsanteil, sofern sie min. 50 Volt
Spannungsfestigkeit haben.
Jörg
>kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur>einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch>Störsignale leicht überschritten wird.
Wie kommt das bzw. was bedeutet das? Das ist mir nicht klar.. Wenn es
also auf der rechten Seite Störsignale gibt, sollten die doch wirken auf
beide Signale und die Masse GND2?
masselos wrote:
>>kann man machen, ist aber nicht ratsam. Der Differenzverstärker hat nur>>einen begrenzten Gleichtaktbereich, der bei getrennten Massen durch>>Störsignale leicht überschritten wird.>> Wie kommt das bzw. was bedeutet das? Das ist mir nicht klar.. Wenn es> also auf der rechten Seite Störsignale gibt, sollten die doch wirken auf> beide Signale und die Masse GND2?
Beim "Einheits-Differenzverstärker" wird die Spannung des nicht
invertierenden Eingangs durch zwei geteilt. D.h., wenn Du bei einer
Betriebsspannung von +15V einen Offset von +30V überschreitest,
überschreitet die Eingangsspannung die Betriebsspannung des OPVs, sodass
dieser nur noch Unsinn am Ausgang macht, bzw. auf eine der
Betriebsspannungen schaltet. Die Störspannung zwischen zwei mit 230 V AC
betriebenen Geräten, deren Massen nicht miteinander verbunden sind,
liegt regelmäßig bei über 100V. Man kann die Störspannungsfestigkeit
eines Differenzverstärkers durch andere Teilungsverhältnisse zwar
deutlich erhöhen, aber das verringert die Verstärkung, die Genauigkeit
und letzlich den erzielbaren Rauschabstand.
Jörg
Und wenn die rechte Seite mit Batterie betrieben wird (siehe Skizze) -
kann ich da überhaupt einen DC-Offset erhalten, der über der
Batteriespannung (sagen wir mal 6V) liegt?
Sehe ich das richtig, dass du einen symmetrischen Eingang für z.B. ein
Mischpult mit Phantomspeisung bauen willst? Falls ja, da könnte ich dir
was einscannen.
Hi, masselos,
Du: "Könnte man jetzt das Signal mit einem Differenzverstärker messen,
indem man kapazitiv die beiden Signale einkoppelt auf einen OPV, aber
die Schaltungsmasse nicht verwendet?"
Grundsätzlich ja.
Aber:
1. Schutzbeschaltung für jeden Eingang - Schutzdioden leiten
Überspannungen ab.
2. Ruhepegel für jeden Eingang.
3. Maßnahmen gegen Gleichtaktstörungen.
4. Protokoll: Du kannst nicht beliebige Daten übertragen, sondern nur
gleichspannungsfreie Signale, also z.B. Manchester-kodiert.
Ciao
Wolfgang Horn
Es ging mir prinzipiell nur darum, ob der Spannungsunterschied zwischen
S+ und S- ausreicht, um eine Messung durchzuführen mit einem OPV als
"Subtrahierer", ohne die Masse verwenden zu müssen. Ich will nichts mit
Mikrofon bauen.. Und es geht nur um den Wechselspannungsanteil des
Signals, keine Gleichspannung. Werde es einfach mal ausprobieren :-)
Da ich mich momentan für Differenzverstärker interessiere...
Wenn man die Massen verbindet, wie dies hier die Lehrmeinung zu sein
scheint, dann wird der DC-Anteil zwar "weggefiltert", aber nicht im
ersten Moment: Denn beim ersten Zuschalten und immer dann, wenn sich der
50V Pegel aus irgendeinem Grund ändern sollte (siehe Bild), gehen die
50V im ersten Moment 1:10 durch die Kondensatoren durch, zumindest am
In(-) Eingang. Ich weiss nicht, ob sich ein durchschnittlicher
Differenzverstärker sehr über 50V an seinen Eingängen freut, vor allem,
wenn dieser Pegel weit über der positiven Versorgung zu liegen kommt.
Das Problem hätte man (meiner Meinung nach) nicht, wenn man die Massen
eben NICHT verbindet und das ganze im Floating Mode betreibt (natürlich
aber mit den beiden Widerständen, die sowohl das Eingangssignal
referenzieren, als auch für den Abtransport des Eingangsstroms sorgen).
Ein Differenzverstärker ist ja genau dafür da - oder? In diesem Fall
bringt man jede Signalform drüber, solange sie über der Grenzfrequenz
des Tiefpasses liegt, und zwar ungeachtet dessen, was sich mit den
überlagerten 50V tut und welche Welligkeit hier u.U. draufsitzt.
Nichtsdestotrotz: Man sollte die Eingänge natürlich trotzdem
entsprechend absichern, da man ja nicht wissen kann, was von so einer
Umgebung kommt.
Ist natürlich nur meine persönliche Meinung...
masselos wrote:
> ich hab es inzwischen ausprobiert - es funktioniert tadellos.. schnudl> scheint irgendwie recht zu haben.. :-)
nicht wirklich. Differenzverstärker taugen nur da, wo sichergestellt
ist, dass die Massen einigermaßen "dicht" beieinander liegen. Ob diese
Bedingung in diesem speziellen Fall erfüllt ist, kann man aus Deinen
spärlichen Angaben leider nicht herauslesen. Dass es bei Dir gerade
funktioniert, kann reiner Zufall sein, denn die Eingangswiderstände des
Verstärkers bewirken einen hochohmigen Potentialausgleich. Normalerweise
treten zwischen den Massen verschiedener Systeme Störspannungen auf, die
weit höher sind als der Arbeitsbereich des Verstärkers und die von den
Eingangswiderständen nicht abgeleitet werden können. Das führt dann zu
erheblichen Störspannungen im Nutzsignal und im Extremfall zur
Zerstörung des OPVs.
Differenzverstärker verwendet man hauptsächlich dort, wo bereits eine
definierte Verbindung zwischen den Massen beider Systeme existiert oder
ein System sehr klein und überschaubar ist, sodass einfach keine
größeren Störspannungen auftreten können. In allen anderen Fällen ist
ein Trennübertrager (bei AC) oder ein Trennverstärker angesagt.
Jörg
