Spule, um galvanisch zutrennen, aber wie und woher

[Markus Gronotte]

Guten Morgen

Ich möchte eine Spule nutzen, um Galvanisch getrennt ein
Signal zu übertragen [1]. Also Zwei Spulen um einen Kern.

Kann mir jemand evtl Tips aus Erfahrung geben, wie die
Spule beschaffen sein muss? Es handelt sich hier nicht
um eine Sinusspannung sondern um eine sehr rechteckige [1].
Des Weiteren liegt die Grundfrequenz bei ca 4 kHz, aber
das ist noch variierbar. Außerdem ist es hauptsächlich
nur Spannung. Wird der Ausgang belastet bricht die Spannung
schnell zusammen. Dafür muss man einen Wiederstand der Spule
vorschalten, richtig? Das Ausgangssignal kann durch die
Übertragung ruhig wesentlich kleiner werden, aber sollte
noch genug Spannung besitzen, dass man es mit einem
Soundblaster am PC aufnehmen kann.

Kann man für dieses Problem auch ganz normale Gleichungen
für Trafoberechnungen nutzen oder wie wichtig ist die
Rechteckspannung?

Eigentlich müsste doch ein Nagel ausm Baumarkt und ein paar
wenige Windungen ausreichen, oder?


lg,

Markus



[1] Oszibilder 0,5V pro Einheit / Gleichspannung ist dargestellt:
grob, 50Hz ist zu sehen: http://gronoworx.dyndns.org/temp/PIC00477.JPG
feiner: http://gronoworx.dyndns.org/temp/PIC00478.JPG
ca. T=1: http://gronoworx.dyndns.org/temp/PIC00479.JPG

 

[Dieter Wiedmann]

Markus Gronotte schrieb:

Ich möchte eine Spule nutzen, um Galvanisch getrennt ein
Signal zu übertragen [1]. Also Zwei Spulen um einen Kern.

Sowas nennt man Trafo.

Kann mir jemand evtl Tips aus Erfahrung geben, wie die
Spule beschaffen sein muss? Es handelt sich hier nicht
um eine Sinusspannung sondern um eine sehr rechteckige [1].
Des Weiteren liegt die Grundfrequenz bei ca 4 kHz, aber
das ist noch variierbar.

Ferritkerntrafo.

Außerdem ist es hauptsächlich nur Spannung.
Wird der Ausgang belastet bricht die Spannung
schnell zusammen.

Hoher Innenwiderstand also.

Dafür muss man einen Wiederstand der Spule
vorschalten, richtig?

Nö, man wählt das Übersetzungsverhältnis richtig.

Das Ausgangssignal kann durch die
Übertragung ruhig wesentlich kleiner werden, aber sollte
noch genug Spannung besitzen, dass man es mit einem
Soundblaster am PC aufnehmen kann.

Der Audioeingang ist ja auch recht hochohmig.

Kann man für dieses Problem auch ganz normale Gleichungen
für Trafoberechnungen nutzen oder wie wichtig ist die
Rechteckspannung?

Man kann, wegen der relativ hohen Frequenzen sind Eisenkerne aber wenig
geeignet, man nimmt halt Ferrit.

Eigentlich müsste doch ein Nagel ausm Baumarkt und ein paar
wenige Windungen ausreichen, oder?

Sicherlich nicht.


Gruß Dieter

 

[Winfried Buechsenschuetz]

"Markus Gronotte" <lliillii@gmx.net> wrote in message news:<2m9fg5Fkq1nmU1@uni-berlin.de>...

Außerdem ist es hauptsächlich
nur Spannung. Wird der Ausgang belastet bricht die Spannung
schnell zusammen.

Ist nicht ganz richtig. Wenn ein Signalausgang hochohmig ist, dann ist
er hauptsächlich eine Stromquelle. In solchen Fällen ist es manchmal
sinnvoll, einen Transimpedanzverstärker oder einen Impedanzwandler
nachzuschalten. Dann ist auch die Auswahl des Übertragers nicht mehr
so kritisch (s.u.).

Dafür muss man einen Wiederstand der Spule
vorschalten, richtig?

Nein. Der Scheinwiderstand der Spule muß (im gegebenen
Frequenzbereich) entsprechend hoch sein. Wenn Du eine Spule mit
niedriger Impedanz nimmst und einen hochohmigen Widerstand in Serie
schaltest, hast Du einen Spannungsteiler, und an der Spule liegt nur
noch ein Bruchteil der Spannung an.

Kann man für dieses Problem auch ganz normale Gleichungen
für Trafoberechnungen nutzen oder wie wichtig ist die
Rechteckspannung?

Für die Übersetzungsverhältnisse kannst Du schon Trafogleichungen
nehmen. Die Rechteckspannung spielt insofern eine Rolle, als man bis
zur ca. zehnten Harmonischen übertragen sollte, d.h. Deine Bandbreite
sollte etwa 4kHz (Grundfrequenz) bis 40kHz betragen. In diesem Bereich
sollte der Scheinwiderstand der Spule ausreichend groß (s.o.) sein.

Eigentlich müsste doch ein Nagel ausm Baumarkt und ein paar
wenige Windungen ausreichen, oder?

Nein. Im Nagel sind die Verluste bei diesen Frequenzen zu hoch. Und
ein paar wenige Windungen haben bei 4 bis 40kHz nur ein paar Ohm
Scheinwiderstand, da bricht Dir Deine Signalquelle sofort zusammen.
Eine Lautsprecherspule, die in etwa Deinem Bereich ein paar Ohm
Scheinwiderstand hat, dürfte schon einige -zig Windungen haben. Wenn,
dann brauchtest Du als Spulenkern mindestens einen aus Blechlamellen
zusammengesetzten, wie er auch in den kleinen Mikrofonübertragern zu
finden ist.

Für den Anfang würd ichs mal mit einem Mikrofonübertrager probieren.
Die sind allerdings fast immer für niederohmige Signalquellen
ausgelegt, so daß Du Deine Signalquelle noch mit o.g. Schaltung
anpassen mußt.

Aus Deiner Frage ist aber ersichtlich, daß es insgesamt noch einige
Wissenslücken gibt (was nix schlimmes ist, wir füllen alle unsere
Wissenslücken aus dieser NG), die sich mit Hilfe eines Buches über
allg. Elektrotechnik und NF-Signalverarbeitung schließen ließen.

Winfried Büchsenschütz

 

[Udo Piechottka]

Winfried Buechsenschuetz schrieb:

Ist nicht ganz richtig. Wenn ein Signalausgang hochohmig ist, dann ist
er hauptsächlich eine Stromquelle. In solchen Fällen ist es manchmal

Das versteh jetzt einer...
Kennst Du die Analogie von Strom- und Spannungsquelle?
Beide verhalten sich gleich, nur das Modell ändert sich (Uo/Io/Ri)

- Udo

 

[Stefan Heinzmann]

Markus Gronotte schrieb:

Guten Morgen

Ich möchte eine Spule nutzen, um Galvanisch getrennt ein
Signal zu übertragen [1]. Also Zwei Spulen um einen Kern.

Kann mir jemand evtl Tips aus Erfahrung geben, wie die
Spule beschaffen sein muss? Es handelt sich hier nicht
um eine Sinusspannung sondern um eine sehr rechteckige [1].
Des Weiteren liegt die Grundfrequenz bei ca 4 kHz, aber
das ist noch variierbar. Außerdem ist es hauptsächlich
nur Spannung. Wird der Ausgang belastet bricht die Spannung
schnell zusammen. Dafür muss man einen Wiederstand der Spule
vorschalten, richtig? Das Ausgangssignal kann durch die
Übertragung ruhig wesentlich kleiner werden, aber sollte
noch genug Spannung besitzen, dass man es mit einem
Soundblaster am PC aufnehmen kann.

Kann man für dieses Problem auch ganz normale Gleichungen
für Trafoberechnungen nutzen oder wie wichtig ist die
Rechteckspannung?

Eigentlich müsste doch ein Nagel ausm Baumarkt und ein paar
wenige Windungen ausreichen, oder?

Soll das ein Witz sein?

Schon wenn Du einen Übertrager hättest, der das Signal nicht verfälscht,
dann begrenzt der Soundblaster die Bandbreite so, daß das aufgenommene
Signal sich sehr deutlich von dem unterscheidet, das Du auf dem
Oszischirm siehst. Außerdem geht auch jede Gleichstromkomponente flöten,
die das Signal eventuell hat. Was ist denn der Zweck der Aufnahme? An
welchen Eigenschaften des Signals bist Du interessiert? Wenn die
Rechtecke so rechteckig wie möglich bleiben sollen, dann wirst Du
wesentlich mehr Bandbreite brauchen.

Was heißt beim ersten Oszibild, 50Hz seien zu sehen? Was heißt T=1?
Warum schreibst Du nicht einfach hin, wie die Zeitbasis eingestellt war?
Hast Du bei der Angabe der Vertikalablenkung die Abschwächung des
Tastkopfes berücksichtigt (falls er abschwächt)? Wo ist der 0V-Pegel auf
dem Schirm, auf der Mittellinie?

Was heißt die Grundfrequenz ist variierbar? In welchen Grenzen? Und kann
man sie so wählen daß der Übertrager happy ist oder hängt die Wahl von
anderen Dingen ab?

Was heißt "hauptsächlich nur Spannung"? Wie groß ist der Innenwiderstand
ungefähr? Anders gefragt, bei welchem Lastwiderstand bricht der Ausgang
auf die halbe Spannung ein? Ist es tolerierbar, wenn er auf die Hälfte
einbricht oder funktioniert dann irgendwas nicht mehr? Welche Last ist
noch tolerabel?

--
Gruß
Stefan

 

[Markus Gronotte]

"Stefan Heinzmann"

Guten Morgen

Ich möchte eine Spule nutzen, um Galvanisch getrennt ein
Signal zu übertragen [1]. Also Zwei Spulen um einen Kern.

Kann mir jemand evtl Tips aus Erfahrung geben, wie die
Spule beschaffen sein muss? Es handelt sich hier nicht
um eine Sinusspannung sondern um eine sehr rechteckige [1].
Des Weiteren liegt die Grundfrequenz bei ca 4 kHz, aber
das ist noch variierbar. Außerdem ist es hauptsächlich
nur Spannung. Wird der Ausgang belastet bricht die Spannung
schnell zusammen. Dafür muss man einen Wiederstand der Spule
vorschalten, richtig? Das Ausgangssignal kann durch die
Übertragung ruhig wesentlich kleiner werden, aber sollte
noch genug Spannung besitzen, dass man es mit einem
Soundblaster am PC aufnehmen kann.

Kann man für dieses Problem auch ganz normale Gleichungen
für Trafoberechnungen nutzen oder wie wichtig ist die
Rechteckspannung?

Eigentlich müsste doch ein Nagel ausm Baumarkt und ein paar
wenige Windungen ausreichen, oder?

Soll das ein Witz sein?

Nein. Ich werde es aber in der Praxis sicher noch testen, ob es einer
sein könnte.

Schon wenn Du einen Übertrager hättest, der das Signal nicht verfälscht,
dann begrenzt der Soundblaster die Bandbreite so, daß das aufgenommene
Signal sich sehr deutlich von dem unterscheidet, das Du auf dem
Oszischirm siehst. Außerdem geht auch jede Gleichstromkomponente flöten,
die das Signal eventuell hat. Was ist denn der Zweck der Aufnahme? An
welchen Eigenschaften des Signals bist Du interessiert? Wenn die
Rechtecke so rechteckig wie möglich bleiben sollen, dann wirst Du
wesentlich mehr Bandbreite brauchen.

Die Rechtecke brauchen ihre Form nicht behalten. Es reicht mir, wenn
ich die Höhe der ursprunglichen Rechtecke im Signal rechnerisch "ungefähr"
interpolieren kann. Der Zweck der Aufnahme ist die Aufnahme. Ich weiß
nicht wie ich das konkretisieren soll. Ich habe, wie ich vor einigen
Wochen mal beschrieben habe, drei tieffrequente Signale ( i.d.R. unter 25 Hz),
welche ich über einen Multiplexer digitalisieren möchte.

Was heißt beim ersten Oszibild, 50Hz seien zu sehen? Was heißt T=1?

T=1 heißt, dass eine vollständige Phase des 4KHz-Signals in etwa auf dem
gesamten Bild zu sehen ist. Eine Einheit im ersten Bild ist 1/50 sec.
Belichtungszeit der Kamera ist maximal auf 1/25 sec einstellbar,
deshalb sieht man nur 2 Einheiten.

Warum schreibst Du nicht einfach hin, wie die Zeitbasis eingestellt war?
Hast Du bei der Angabe der Vertikalablenkung die Abschwächung des
Tastkopfes berücksichtigt (falls er abschwächt)? Wo ist der 0V-Pegel auf
dem Schirm, auf der Mittellinie?

Das schreibe ich nicht hin, weil ich sowas ein paar Stunden später nicht
mehr im Gedächtnis habe. Außerdem bediene ich ein solches Gerät nie nach
Beschriftung der Tasten, sondern immer nach Aussehen des Signals. Auf
die Beschriftung schaue ich erst, wenn ich genauer wissen muss/will was
ich da sehe.

Was heißt die Grundfrequenz ist variierbar? In welchen Grenzen? Und kann
man sie so wählen daß der Übertrager happy ist oder hängt die Wahl von
anderen Dingen ab?

Die Wahl hängt von einem regelbaren Widerstand ab bzw. der Wahl des Anschlusses
am IC4060. Die Frequenz kann sinnvoll zwischen 400 und 11000 Hz eingestellt
werden. 4kHz habe ich gewählt, weil da die Soundkarte am wenigsten die Rechecke
verfälscht und das Niedrigfrequente Signal auch sehr wenig verfälscht. Nur
bisher ebend ohne die G-Trennung.

Was heißt "hauptsächlich nur Spannung"? Wie groß ist der Innenwiderstand
ungefähr? Anders gefragt, bei welchem Lastwiderstand bricht der Ausgang
auf die halbe Spannung ein?

Vorrausgesetzt ich interpretiere das Datenblatt [1] richtig, liegt dieser bei
2kOhm.


lg,

Markus


[1]
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/125000-149999/142662-da-01-en-tl082.pdf