Piezo - Schutz vor Überspannung / Spannungsspitzen

[Sesk K. (zeborok)]

Hallo,

wie könnte ich am besten meine Schaltung vor Spannungsspitzen (bis 30-40 
V, positiv sowie negativ) am sinnvollsten schützen? Ich betreibe einen 
Piezo als Sensor und verstärke diesen. In meinem Gebrauchskontext wird 
die Spannung eigentlich sowieso nie über maximal 20-300 mV kommen 
(unverstärkt, also vor dem OP), dennoch sollte die Sache möglichst 
"korrekt" geschützt werden. Also bereits bevor es in den OP-Amp geht.

Was könnte ich tun, muss ich was tun? Ich verwende momentan noch einen 
LM358 als OP-Amp und dieser steckt das bislang recht gut weg (Sättigung 
tritt dann ja bei ~ Vcc ein), es ist ja auch nicht viel bzw. fast 
garkein Strom im Spiel unmittelbar hinter dem Piezo.

Für die Weiterverarbeitung verschiebe ich das Signal übrigens in den 
positiven Bereich, d.h. im Ruhezustand liegt das Signal bei 0.5*Vcc und 
schwingt dann zwischen 0V und ~Vcc.

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!

Gruß

[Anti (Gast)]

Zwei antiparallele Dioden über den Anschlüssen des Piezos dürften das 
Problem beheben. Oder Dioden zu den Supply-Rails.

[Sesk K. (zeborok)]

Antiparallel, etwa so?

P+ ------------------------ ...
    / \       |
   -----    -----
     |       \ /
P- ------------------------ ...

[Hans M. (hansilein)]

ja, richtig
hast Du auch einen hochohmigen widerstand parallel zum piezo?

[Sesk K. (zeborok)]

Hans Mayer schrieb:
> ja, richtig
> hast Du auch einen hochohmigen widerstand parallel zum piezo?
Danke!
Ja, 330K-1M. Dieser dient mir als Pull-Down-Widerstand. Als Diode am 
besten eine "passende" Z-Diode?

[Hans M. (hansilein)]

Ich denke eine normale Silizium-diode tut es:
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Dioden-Kennlinie_1N4001.svg&filetimestamp=20110613182629

[Sesk K. (zeborok)]

Gut, danke. Um für später evtl. gewappnet zu sein (evtl. größere 
Signalspannungen), könnte es aber wahrscheinlich nicht schaden, evtl. 
ebtsprechende Z-Dioden zu nehmnen, die im Bereich um Vcc (z.B. 5V) 
liegen? Das wäre dann ohnehin das Maximum mit welchem der OP-Amp 
betrieben werden würde und in der Regel vertragen diese sogar ein klein 
wenig darüber.
Was meinst du dazu?

[Hans M. (hansilein)]

Ich würde es dann machen wie anti vorschlägt, nach unten an GND und nach 
oben an VCC clampen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Schutzdiode#Schutzdioden_an_IC

[Sesk K. (zeborok)]

Okay, das wären dann je zwei Dioden pro Piezo-Anschluss. Diese Lösung 
ist mir übrigens (als Analog-Laie, mehr oder weniger) etwas 
offensichtlicher. Bei der antiparallelen Lösung frage ich mich, wohin 
die Spannungsspitzen ablaufen würden?

[Purzel H. (hacky)]

>Bei der antiparallelen Lösung frage ich mich, wohin die Spannungsspitzen ablaufen 
würden?

In Strom umgewandelt und auf +-1V begrenzt.