LM741 - wofür ist der in dieser Schaltung überhaupt da

[Markus Gronotte]

Hallo zusammen,

Ich habe hier eine Schaltung für eine Spannungsversorgung [1].
Mir ist aber nicht ganz klar wofür der LM741 dort ist. Was macht
der überhaupt mit dem GND. Ist das eine Art von "Spannungsglättung"
von dem Spannungsteiler?

Nutzt man diese Spannungsversorgung z.B. für ein EKG, liegt GND direkt
am Körper an. Wie könnte man verhindern, dass dort höhere Spannungen
oder Ströme entstehen können.

lg,

Markus


[1] http://gronoworx.dyndns.org/temp/LM741_frage_ng.png

 

[Martin Lenz]

Am Wed, 11 Aug 2004 15:19:08 +0200 hat Markus Gronotte <lliillii@gmx.net>
geschrieben:

Hallo zusammen,

Ich habe hier eine Schaltung für eine Spannungsversorgung [1].
Mir ist aber nicht ganz klar wofür der LM741 dort ist. Was macht
der überhaupt mit dem GND. Ist das eine Art von "Spannungsglättung"
von dem Spannungsteiler?

Nutzt man diese Spannungsversorgung z.B. für ein EKG, liegt GND direkt
am Körper an. Wie könnte man verhindern, dass dort höhere Spannungen
oder Ströme entstehen können.

Die 9V Batterie kann in dieser Form (ohne DC/DC Konverter) keine
gefährlich hohen Spannungen/Ströme liefern. Der 741 soll ja auch von
dieser Batterie versorgt werden.

lg,

Markus


[1] http://gronoworx.dyndns.org/temp/LM741_frage_ng.png


Der 741 puffert die künstliche Masse, die mit den beiden 47k Ohm

Widerständen erzeugt wird (R_i=23,5kOhm), sodaß der R_i nur wenige Ohm
beträgt, die Elkos sollen AC-Signale, die für den 741 zu schnell sind
ableiten.

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber unklar.


--
Martin

 

[Markus Gronotte]

"Martin Lenz"

Hi,

.
Mir ist aber nicht ganz klar wofür der LM741 dort ist. Was macht
der überhaupt mit dem GND. Ist das eine Art von "Spannungsglättung"
von dem Spannungsteiler?

Nutzt man diese Spannungsversorgung z.B. für ein EKG, liegt GND direkt
am Körper an. Wie könnte man verhindern, dass dort höhere Spannungen
oder Ströme entstehen können.

Die 9V Batterie kann in dieser Form (ohne DC/DC Konverter) keine
gefährlich hohen Spannungen/Ströme liefern. Der 741 soll ja auch von
dieser Batterie versorgt werden.

Dass 9V ungefährlich sind ist logisch. Nur habe ich interessehalber
bei einem Hersteller von Medizinischen Produkten angerufen (getarnt
als Bewerbung), denen meine Schaltung gemailt und die meinten, dass
die Schaltung so nicht dem MPG (Mdizinischen Produktgesetz) entsprechen
würde, weil da Spannungssicherungen fehlen. Ich frag mich nur wo, weil
die anderen Anschlüsse der OPs (die das Signal verstärken) seriell nur
über Kondensatoren und 680 kOhm Widerstände mit der Masse über den
Körper verbunden sind, so dass eigentlich nur Wechselströme fließen
könnten wenn überhaupt.

http://gronoworx.dyndns.org/temp/LM741_frage_ng.png

Der 741 puffert die künstliche Masse, die mit den beiden 47k Ohm
Widerständen erzeugt wird (R_i=23,5kOhm), sodaß der R_i nur wenige Ohm
beträgt, die Elkos sollen AC-Signale, die für den 741 zu schnell sind
ableiten.

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber unklar.

Einige Bausteine der Schaltung benötigen 5V. Andere (z.B. die VorverstärkerOPs)
werden mit 9V gespeist.


lg,

Markus

 

[Oliver Friedman]

On Wed, 11 Aug 2004 15:19:08 +0200, "Markus Gronotte"
<lliillii@gmx.net> wrote:

.
Mir ist aber nicht ganz klar wofür der LM741 dort ist. Was macht
der überhaupt mit dem GND. Ist das eine Art von "Spannungsglättung"
von dem Spannungsteiler?

Der OP-Amp bildet eine virtuelle Masse bei der durch den
Spannungsteiler R24 / R25 festgelegten halben Batteriespannung
(+/- Offset des OPs). So etwas wird z. B. benötigt, um OP-Amps
mit einer symmetrischen Betriebsspannung versorgen zu können und
bei Ein- und Ausgängen keine Kondensatoren zum Fernhalten der
Betriebsspannung vom Ein-/Ausgang einsetzen zu müssen.

Nutzt man diese Spannungsversorgung z.B. für ein EKG, liegt GND direkt
am Körper an.

GND liegt nicht exakt zwischen U+ und U-, sondern um einen durch
die Toleranz der Widerstände R24 / R25 und die Offsetspannung
des OPs bestimmten Betrag daneben.

Wie könnte man verhindern, dass dort höhere Spannungen
oder Ströme entstehen können.

Was meinst du mit "höher"? Die oben erwähnten Millivolt lassen
sich durch enger tolerierte Widerstände, einen besseren OP und
Abgleich mit Spindeltrimmer reduzieren: Temperaturkoeffizient
der Widerstände / Trimmer und Offsetspannungsdrift des OPs
bestimmen das Ergebnis.

Im Falle von höheren Spannungen bei Versagen der Schaltung:
Z-Dioden. Gegen hohe Ströme dabei: "Brechstangen"-Schaltung
("Crowbar"-Circuit) mit Z-Dioden und Thyristoren.

Was deine Frage im Betreff, wozu der OP in _dieser_ Schaltung
da ist, angeht: In dieser Schaltung ist er zu gar nichts da.
Irgendetwas fehlt da...

Oliver

 

[Oliver Friedman]

On Wed, 11 Aug 2004 15:55:11 +0200, "Markus Gronotte"
<lliillii@gmx.net> wrote:

Dass 9V ungefährlich sind ist logisch.

Das ist keineswegs "logisch". Die Gefährlichkeit hängt vom
Leitwert des Gewebes ab, mit dem die Elektroden verbunden sind.

Nur habe ich interessehalber
bei einem Hersteller von Medizinischen Produkten angerufen (getarnt
als Bewerbung), denen meine Schaltung gemailt und die meinten, dass
die Schaltung so nicht dem MPG (Mdizinischen Produktgesetz) entsprechen
würde, weil da Spannungssicherungen fehlen.

Was ist der Zweck dieser Undercover-Aktion? Offenbar jedenfalls
nicht, in Erfahrung zu bringen, was der OP in der Schaltung tut.

Oliver

 

[Martin Schönegg]

Hallo Markus,

| Ich habe hier eine Schaltung für eine Spannungsversorgung [1].
| Mir ist aber nicht ganz klar wofür der LM741 dort ist. Was macht
| der überhaupt mit dem GND. Ist das eine Art von "Spannungsglättung"
| von dem Spannungsteiler?
|
| Nutzt man diese Spannungsversorgung z.B. für ein EKG, liegt GND
direkt
| am Körper an. Wie könnte man verhindern, dass dort höhere Spannungen
| oder Ströme entstehen können.

Hirn einschalten ;-)
Wenn Dein Körper irgendwie mit einem GND verbindung bekommen soll,
dann mit dieser in der Mitte der Betriebsspannungen. Ansonsten
müsstest Du mit den Vertärkereingängen über die Spannungsgrenzen
hinaus arbeiten können. Ich hab schon FET-Eingänge gesehen, die können
das, dann braucht man das nicht mehr so unbedingt.
Man legt den GND oder eine Gleichtaktgegenkopplung an das rechte Bein.
Über den Sinn und Zweck von DRL steiten sich die Leute immer wieder,
aber lassen wir das hier. ;-)

MArtin

 

[Uwe Hercksen]

Markus Gronotte schrieb:

Dass 9V ungefährlich sind ist logisch. Nur habe ich interessehalber
bei einem Hersteller von Medizinischen Produkten angerufen (getarnt
als Bewerbung), denen meine Schaltung gemailt und die meinten, dass

Hallo,

nein, das ist falsch. Bei einem medizinischen Isolationsverstärker
werden darin extra noch isolierte +- 6 und +-3 V erzeugt, strombegrenzt
natürlich.
Bereits 8 V können direkt und gut leitend am Herzen angelegt gefährlich
werden.

Bye

 

[Markus Gronotte]

"Uwe Hercksen"

Dass 9V ungefährlich sind ist logisch. Nur habe ich interessehalber
bei einem Hersteller von Medizinischen Produkten angerufen (getarnt
als Bewerbung), denen meine Schaltung gemailt und die meinten, dass

Hallo,

nein, das ist falsch. Bei einem medizinischen Isolationsverstärker
werden darin extra noch isolierte +- 6 und +-3 V erzeugt, strombegrenzt
natürlich. Bereits 8 V können direkt und gut leitend am Herzen angelegt
gefährlich werden.

Wie begrenze ich Strom aus einer Batterie... Bisher habe ich eine
normale Sicherung in der Schaltung drin, die knapp am Verbrauch
bemessen liegt. In dieser Schaltung bezog man sich dann höchstens
auf eine nicht vorhandene getrennte Stromversorgung für OPs und Rest.

Wie definierst du eigentlich "am Herzen". Meinst du im Falle einer Operation
oder eines Herzschrittmachers? Dass 9V dann gefährlich sind ist logisch.
Wenn man 9V schonmal in den Mund gesteckt hat weiß man das ;-)

lg,

Markus

 

[Udo Piechottka]

Martin Lenz schrieb:

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber unklar.

Er sorgt für ein definiertes Potenzial zwischen + und Gnd (ausgangsseitig).

Gruss Udo

 

[Markus Gronotte]

"Martin Schönegg"

Hirn einschalten ;-)

Wenn mir eine elektronische Möglichkeit außer dieser hier [1]
einfallen würde, würde ich sie vermarkten

lg,

Markus


[1]

http://s89087934.einsundeinsshop.de/sess/utn;jsessionid=1540fe3cfb68d7d/shopdata/0055_Partyspiele/product_details.shopscript?article=0080_Shocking%2BRoulette%2B%3D2800227%3D29

 

[Martin Lenz]

Am Wed, 11 Aug 2004 20:11:59 +0200 hat Udo Piechottka
<ifmd.messdatensysteme@t-online.de> geschrieben:

Martin Lenz schrieb:

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber unklar.

Er sorgt für ein definiertes Potenzial zwischen + und Gnd
(ausgangsseitig).

Nein, daß hätte ich nicht erwartet OK, vielleicht hätte ich die Frage

anders formulieren sollen: Was er versorgt, weis ich nicht.
--
Martin

 

[Markus Gronotte]

"Martin Lenz"

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber unklar.

Er sorgt für ein definiertes Potenzial zwischen + und Gnd
(ausgangsseitig).

Nein, daß hätte ich nicht erwartet OK, vielleicht hätte ich die Frage
anders formulieren sollen: Was er versorgt, weis ich nicht.

Einen 4060 ;-)

 

[Martin Lenz]

Am Thu, 12 Aug 2004 11:09:20 +0200 hat Markus Gronotte <lliillii@gmx.net>
geschrieben:

"Martin Lenz"

Was der (negativ) Festspannungsregler dann genau macht ist aber
unklar.

Er sorgt für ein definiertes Potenzial zwischen + und Gnd
(ausgangsseitig).

Nein, daß hätte ich nicht erwartet OK, vielleicht hätte ich die
Frage
anders formulieren sollen: Was er versorgt, weis ich nicht.

Einen 4060 ;-)

Einen 4060 (nicht HC) kann man auch wunderschön direkt an der 9V batterie

betreiben, oder zw. GND und +. Immer natürlich vom Rest der Schaltung
abhängig.



--
Martin

 

[Martin Schönegg]

Hallo Markus,

| > > Dass 9V ungefährlich sind ist logisch. Nur habe ich
interessehalber
| > > bei einem Hersteller von Medizinischen Produkten angerufen
(getarnt
| > > als Bewerbung), denen meine Schaltung gemailt und die meinten,
dass

Die haben aber dann sicher auch mehr als den teil gesehen und andere
Teile der Schaltung gemeint ;-)

| > nein, das ist falsch. Bei einem medizinischen Isolationsverstärker
| > werden darin extra noch isolierte +- 6 und +-3 V erzeugt,
strombegrenzt
| > natürlich. Bereits 8 V können direkt und gut leitend am Herzen
angelegt
| > gefährlich werden.

Das geht auch am Thema vorbei.

| Wie begrenze ich Strom aus einer Batterie...

Das ist hier auch nicht das Thema.

| Wie definierst du eigentlich "am Herzen".

Ein Blick in einschlägige Literatur (z.B. die entsprechende Normen ;-)
verrät das Wesentliche. Bei fest angeschlossenen Elektroden am Körper
darf ein maximaler Strom von 50ľA fließen (IMHO ich schau jetzt nicht
nach, weil so hohe Ströme traut sich kein Professioneller wirklich
abgeben zu wollen). Und das auch nur im ersten Fehlerfall. Das hat
verschiedene Gründe und wird auch über den Frequenzbereich definiert.
Für Langzeit-EKGs empfiehlt es sich ohnehin, alle Gleichströme
fernzuhalten. Die machen sonst unter den Elektroden störende
pH-Verschiebungen.
Eine einzelne GND-Elektrode wirst Du immer niederohmig an den Körper
ankoppeln wollen. Du musst dann aber an den anderen Elektroden
zusehen, dass Du entsprechend hochohmig bleibst. 10 MOhm ist dabei so
in etwa das mindeste, was Du Dir erlauben solltest. Wenns
professionell sein soll, wirst Du Dich mit dem Thema Defischutz
befassen müssen, aber für ein Hobbyprojekt sollte das unnötig sein.
Das ganze gedöhns um die Isolationsverstärkrt betrifft Dich bei
Batteriebetrieb nicht. Aber Du solltest 5 kV Isolationsstrecke zum
Netz sicherstellen. Also nicht meinen, ein Läptop sei ja über sein
Netzteil bereits isoliert. Das Netzteil ist sicher keines mit 5kV
Trennung. Im Akkubetrieb ists wieder sauber getrennt, solange nicht
ein Netzwerkkabel oder sonst noch was dran hängt ;-)

So long

MArtin

 

[Uwe Hercksen]

Markus Gronotte schrieb:

Wie definierst du eigentlich "am Herzen". Meinst du im Falle einer Operation
oder eines Herzschrittmachers?

Hallo,

soweit brauchst Du gar nicht zu denken, die EKG Elektroden sind in
diesem Fall auch "am Herzen".

Bye

 

[Markus Gronotte]

"Martin Schönegg"

Ein Blick in einschlägige Literatur (z.B. die entsprechende Normen ;-)
verrät das Wesentliche. Bei fest angeschlossenen Elektroden am Körper
darf ein maximaler Strom von 50ľA fließen (IMHO ich schau jetzt nicht
nach, weil so hohe Ströme traut sich kein Professioneller wirklich
abgeben zu wollen).

Ich würde mal behaupten wollen, dass es auch nur wirklich Professionellen
möglich ist diese Ströme nachzuweisen Mein Oszi macht sowas nicht.
Dazu muss ich Differenzverstärker eines EEGs nutzen um die sichtbar zu
machen. Und dann geht das auch nur mit extrem gut berechneten Bandpässen,
weil der Strom in der Steckdose (ungeschirmte Kabel in der Wand) weitaus
größere Ströme induzieren kann.

Und das auch nur im ersten Fehlerfall. Das hat
verschiedene Gründe und wird auch über den Frequenzbereich definiert.
Für Langzeit-EKGs empfiehlt es sich ohnehin, alle Gleichströme
fernzuhalten. Die machen sonst unter den Elektroden störende
pH-Verschiebungen.

Hmm... Mein Widerstand an den Elektroden ist kein R sondern ein C. Bzw.
ein Kondensator. Das heißt also, dass mein Eingangswiderstand der
Differenzv. theoretisch für Gleichstrom unendlich hoch ist. Zusätzlich hab
ich dann ja noch normale R-Widerstände.

In der Schaltung von dem Praktikumsversuch Nr3 ist das übrigens
ähnlich. Dort hast du zwar zur Masse über 10 MOhm verbunden, aber auch
über einen 10 uF Kondensator und zwei Dioden.

Haben die zwei parallel angeschlossenen entgegengesetzten Dioden
am Eingang eigentlich wirklich einen Sinn außer (hohe?) Spannungen
vom OP im Fehlerfall wegzuleiten? Da muss man dann doch wirklich
Dioden nehmen, die eine sehr niedrige Sperrschichtkapazität haben,
damit diese die Spannung die gemessen werden soll nicht einfach
wegleiten oder? Wenn man diese dann nämlich geschickt wählt, könnte man
dadurch diese dann doch sogar direkt als den ersten Tiefpass missbrauchen.
Jedenfalls stellen diese zwei Dioden für mich einen wesentlich kleineren
Widerstand dar als 10MOhm. Aber wie gesagt ich verstehe die Schaltung
die du mir geschickt hast bisher noch nicht 100%ig aber zugegeben
immer noch ein sehr interessantes Thema finde ich

Eine einzelne GND-Elektrode wirst Du immer niederohmig an den Körper
ankoppeln wollen. Du musst dann aber an den anderen Elektroden
zusehen, dass Du entsprechend hochohmig bleibst. 10 MOhm ist dabei so
in etwa das mindeste, was Du Dir erlauben solltest. Wenns
professionell sein soll, wirst Du Dich mit dem Thema Defischutz
befassen müssen, aber für ein Hobbyprojekt sollte das unnötig sein.
Das ganze gedöhns um die Isolationsverstärkrt betrifft Dich bei
Batteriebetrieb nicht. Aber Du solltest 5 kV Isolationsstrecke zum
Netz sicherstellen. Also nicht meinen, ein Läptop sei ja über sein
Netzteil bereits isoliert. Das Netzteil ist sicher keines mit 5kV
Trennung. Im Akkubetrieb ists wieder sauber getrennt, solange nicht
ein Netzwerkkabel oder sonst noch was dran hängt ;-)

lg,

Markus