Überspannungsschutz vor A/D Wandler

[FelixA]

Hallo Ratber,
oh sorry hab mich mit den Dioden vertan.

Mir wäre vielleicht auch etwas eleganteres zum Spannungsschutz eingefallen. Hinter den ersten OP-Amp. hänge ich einen zweiten mit v=1. Die Stromversorgung dieses OPs ist so gewählt, dass die die Ausgangsspannung meinen 1Veff entspricht. Ich arbeite mit TL082 und da sind ohnehin zwei Verstärker auf einem IC.

@LED. Ansich nicht so wichtig, aber rein aus technischer Freude würde mich interessieren wie man es realisieren könnte. Könntest du vielleicht bisschen beschreiben, wie deine Idee wäre?

Danke.

Felix

[Ratber]

@Askazo

Was bezeichnest Du denn als symetrische Begrenzung?

les nochmal Felix Angaben im ersten Post.

Eine effektive Wechselspannung von bis zu 1V soll gemessen werden aber der Wandler ist nur bis 3V sicher.
Ohne weitere Angaben interpretiere ich das so das die Wechselspannung massebezogen ist.
Dh. eine Spannung von mind 1V auf masse bezogen darf nicht beeinflusst werden aber muß auf unter 3V begrenzt werden.

Eine einfache Siliziumdiode vom Wandler gegen Masse würde Positiv garnichst bewirken und negativ schon bei 0.7V (Bei Schotky schon bei ca. 0.3V) begrenzen und damit das Messsignal verfälschen.
Eine Weitere Diode gegen Vcc bringt in deisem Falle übrigens auch nix da sie erst ab Vcc+Diodenschwellspannung begrenzt was dann schon weit ausserhalb des zulässigen Bereichs ist.
Aus dem Grund hilft nur eine Symetrische Begrenzung.

Rechne mal mit den Modellen die Potentiale aus dann kommste dahinter.

Zur LED: Einfachste Möglichkeit wäre es, das den Microcontroller übernehmen zu lassen, an dem der ADC hängt. Sobald der Wert, den der ADC liefert, am Maximum ist, weißt Du, dass der ADC zu viel Spannung bekommt und schaltest einen Port ein.

Stimmt ,so gehts einfacher.


@Felix

oh sorry hab mich mit den Dioden vertan.

Macht ja nix.
Dafür hab ich ja nochmal hingewiesen bevor was passiert.

Mir wäre vielleicht auch etwas eleganteres zum Spannungsschutz eingefallen. .............

Ja,das ginge sicher auch aber recht viel Aufwand gegenüber den Dioden.

LED. Ansich nicht so wichtig, aber rein aus technischer Freude .........

Askazo hat schon ne recht einfache Möglichkeit beschrieben.
die kommt ohne jegliche zusätzliche Beschaltung aus.(LED ausgenommen natürlich)
Nur einige Zeilen Code mehr.

[ogni42]

Am Besten sind schnelle Siliziumdioden in Reihe nach Masse (und ein Vorwiderstand, damit bei Überspannung Dioden oder die Quelle nicht gegrillt werden).

Beachten musst Du dabei, dass die Dioden in Sperrrichtung eine Kapazität aufweisen, die von Deiner analogen Quellen ge- und entladen wird. Das bedeutet, dass die maximale Samplefrequenz ggfs. niedriger wird.

Deswegen sind Zenerdioden als Begrenzer für einen Messeingang auch nicht so geeignet, da deren Sperrschichtkapazität recht hoch ist.

[Ratber]

Ja ,der war gut

[askazo]

@Ratber:
Verstehe, was Du meinst. Ich bin dennoch der Meinung, dass man mit meiner Schaltung alle gängigen ADCs schützen kann.

Alle ADCs, von denen ich bisher das Datenblatt gelesen habe (und das sind nicht gerade wenige) haben einen Eingangsspannungsbereich für den analogen Eingang von Vss-0,x V bis Vcc+0,x V (meistens ist x=7). Ich kenne keinen ADC der mit negativer Spannung am Analog-Eingang klarkommt, von daher schützt die Diode gegen Masse schonmal vor Unterspannung.
Die Diode gegen Vcc schützt nach dem gleichen Prinzip gegen Überspannung.

Bei Felix' ADC bin ich daher davon ausgegangen, dass er mit 3V Versorgungsspannung betrieben wird. Da kann ich mich auch irren, aber er hatte halt keine genauen Angaben in diese Richtung gemacht.
Von daher würde mich mal interessieren, um welchen ADC es hier eigenltich geht...

Gruß,
askazo

[FelixA]

Es ist der CM108. Kein üblicher A/D Wandler ab ich bin voll zufrieden

[askazo]

Ist das dieses Audio-Teil mit USB, DAC, ADC usw. von C-Media?
Wenn ja, kann der analoge Eingang Spannungen von -0,3 bis 5,5 V vertragen...

askazo

[Ratber]

@Ratber:
Verstehe, was Du meinst. Ich bin dennoch der Meinung, dass man mit meiner Schaltung alle gängigen ADCs schützen kann.

Hier gehts aber nicht um "Gängig".
Am Eingang liegt laut Felix eine Wechselspannung von ca. 1V
Deiner Schaltung Beschneidetdas Signal auf der Negativen Seite.

Alle ADCs, von denen ich bisher das Datenblatt gelesen habe (und das sind nicht gerade wenige) ..........

Och bitte jetzt keinen Schwanzvergleich in richtung Menge,Alter,Körpergröße....etc.!

.........haben einen Eingangsspannungsbereich für den analogen Eingang von Vss-0,x V bis Vcc+0,x V (meistens ist x=7). Ich kenne keinen ADC der mit negativer Spannung am Analog-Eingang klarkommt,...........

Ist dem so ?
Ich kann zwar auf die Schnelle nicht mit einer Typenbezeichnung angeben aber geben tutet es das schon.
Schau mal in den Link Da haste ein recht altes Prinzip das auch noch Heute anzutreffen ist.
Leider meinen viele das AD-Wandler alle so sein müßten wie beim lieben und derzeit modernen Controller.
Es gibt mehrere Wandlungsverfahren und es gibt auch ADC-Chips mit Vorverstärker,mit eigener negativer Versorgung,mit Rechenwerken und noch ganz anderen Geschichten.
Mehr als man glauben möchte

......von daher schützt die Diode gegen Masse schonmal vor Unterspannung.
Die Diode gegen Vcc schützt nach dem gleichen Prinzip gegen Überspannung.

Ja bei eingangsspannungen von Masse bis Vcc minus/plus Schwellspannung.Das haste ja schon geschrieben und das ist auch allgemein bekannt.
aber du übersiehst immernoch das hier eine Negative Spannung bis ca. 1V Beabsichtigt ist.
Rst steht oben.

Bei Felix' ADC bin ich daher davon ausgegangen, dass er mit 3V Versorgungsspannung betrieben wird. Da kann ich mich auch irren, aber er hatte halt keine genauen Angaben in diese Richtung gemacht.
Von daher würde mich mal interessieren, um welchen ADC es hier eigenltich geht...

Der Wandler ist seine Sache,hier gehts nur um den Schutz.
Vorgabe ist eine Wechselspannung von +-1V und eine Begrenzung auf max +-3V.
Wie er es macht und was er damit macht ist mir Latte und geht mich nix an soweit es nicht das dargeastellte Problem betrifft.
Meinentwegen kann er damit auffem Klo nen Furz digitalisieren und Analysieren.

Ich habe die angabe einer Signalbegrenzung von +-3V um Masse und die ist erfüllt.
Deine Schaltung schneidet die Negative Welle bei ca. -0.3 bzw. -0.7V das Signal ab und begrenzt nicht bei +3V.
Damit ist die nicht geeignet.
du schützt nur den Versorgungsspannungsbereich.
Bei gängigen Modellen ist das üblicherweise dekungsgleich mit dem Eingangsbereich des Wandlers aber eben nicht immer wie man in diesem Falle sieht.

Les nochmal in ruhe durch dann kommste schon drauf








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Edit:
Zu lange getippert.

Jetzt haste nen Beispiel.

[FelixA]

Ratber. Recht interessant euren kleinen Twist mitzuverfolgen.
Danke für die Hilfe.

@askazo. Ja richtig. Es ist dieses C-Media IC. Eingangssignale über 1 Veff werden exakt abgeschnitten und ich möchte das IC nicht übermäßig belasten. Daher die 3Veff.

[askazo]

Hier gehts aber nicht um "Gängig".
Am Eingang liegt laut Felix eine Wechselspannung von ca. 1V

Solange man mir nicht sagt, um welche Bauteile es sich handelt, beziehe ich mich immer auf gängige Bauteile. Da viele hier nicht zwischen pulsierender Gleichspannung und Wechselspannung unterscheiden, war der von Felix genannte Eingangsspannungswert kein Grund für mich, auf einen exotischen ADC zu schließen.

Och bitte jetzt keinen Schwanzvergleich in richtung Menge,Alter,Körpergröße....etc.!

Sorry, hatte ich nicht vor. Ich wollte Dich auch nicht persönlich angreifen. Tut mir leid, wenn das so rübergekommen ist.

Der Wandler ist seine Sache,hier gehts nur um den Schutz.

Ja, aber der Schutz ist eben je nach Wandlertyp unterschiedlich. Und wenn Du Dir das Datenblatt von Felix' Wandler anschaust, wirst Du sehen, dass der analoge Eingang keine negativen Spannungen mag. Von daher würde Deine Schutzschaltung den ADC nicht sicher schützen.

Gruß,
askazo