Wie kriege ich die Masse ruhig ?

[Markus R. (Gast)]

Hallo !

Ich habe da ein Problem mit meiner Schaltung für einen 
Ultraschallsender/empfänger. Der Sendeteil der Schaltung arbeitet mit 
recht hoher Leistung und produziert mir unerwünschter Weise Schwingungen 
auf der Masse und Vcc. Der Empfängerteil soll recht kleine Spannungen 
verstärken. Da versaut mir das Störsignal natürlich alles. Habe schon an 
allen ICs Stützkondenatoren eingebaut (Kerkos und Elkos) und die Massen 
der Verbraucher mit hoher Leistung auf einen dicken Metallklotz 
geleitet, was die Situation zwar verbessert hat, aber die Störung hat 
immer noch ca. 100mV.

Ich möchte nun keine zweite Spannungsversorgung für den Empfängerteil 
benutzen.
Kann mir jemand erkären, was man da machen kann. Bin leider kein Experte 
auf dem Gebiet.

Vielen Dank !

[TestX .. (xaos)]

massen des sende und empfangsteils nur an einem punkt verbinden, 
stromkompensierende drosseln verwenden. zeig am besten mal einen 
schaltplan+layout+oszi plots und die messpunkte - danach kann man erst 
beurteilen was da genau los ist !

[Purzel H. (hacky)]

Zum Einen braucht so eine Anwendung ein ausgekluegeltes GND Konzept. Zum 
Anderen muss die Elektronik auch von den Transducern abgetrennt sein. 
Denn einige elektronische Komponenten, wie Keramikkondensatoren sind 
mikrophonisch, dh setzen Vibrationen in Spannung um.

[Markus R. (Gast)]

Danke für die Antwort.
Die Masse des Empfängers hab ich bereits von nur einem Punkt, dem 
besagten Meteallklotz, weggeführt.
Das mit den Stromkompensierten Drosseln interessiert mich. Gibt es da im 
Netz ein brauchbares Tutorial zu ?
Mit einem Schaltplan kann ich nicht sofort dienen, den müsst ich erstmal 
zeichnen. Im Wesentlichen handelt es sich aber um eine Überträgerspule 
die ein Rechtecksignal hochtransformiert auf ca. 120V. Die Spannung wird 
dann gleichgerichtet und dann als Betriebspannung für eine 
mosfet-Brückenschaltung zu dienen. Mit zwei IR2110 erzeuge ich dann 
pulse mit
40 KHz Trägerfrequenz.Der Empfänger ist erstmal ein einfacher OP, der 
das
Signal eines separaten Emfängerpiezos bekommt.

Da ganze ist noch ein bisschen komplizierter, da ich noch eine 
Feebackregelung für die 120V Spannung habe.
Das Störsignal hab ich als Oszibild angehängt.

[Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)]

Markus R. schrieb:

> Ich habe da ein Problem mit meiner Schaltung für einen
> Ultraschallsender/empfänger. Der Sendeteil der Schaltung arbeitet mit
> recht hoher Leistung und produziert mir unerwünschter Weise Schwingungen
> auf der Masse und Vcc. Der Empfängerteil soll recht kleine Spannungen
> verstärken. Da versaut mir das Störsignal natürlich alles. Habe schon an
> allen ICs Stützkondenatoren eingebaut (Kerkos und Elkos) und die Massen
> der Verbraucher mit hoher Leistung auf einen dicken Metallklotz
> geleitet, was die Situation zwar verbessert hat, aber die Störung hat
> immer noch ca. 100mV.

Sender und Empfänger gleichzeitig in einem Gehäuse betreiben, ist 
prinzipiell schon eine sportliche Herausforderung. Dazu ist eine 
konsequente schaltungstechnische und räumliche Trennung der 
Schaltungsteile erforderlich. Andererseits lassen sich im Einzelfall 
verschiedene Schaltungstricks anwenden, um die Störanfälligkeit des 
Empfängers drastisch zu verringern. Dazu müßte man aber die Anwendung 
und genauen Anforderungen an die Schaltung kennen.

Jörg

[Markus R. (Gast)]

Hmm, dann ist es also am besten ich benutze einen seperaten Akku für den 
Empfängerteil.
Die Anforderung an ein sehr kleines Rausch/Signal-Verhältnis habe ich 
schon. Für eine einfache Entfernungsmessung würde das jetztige Signal 
schon reichen. Ich würde aber später gerne mehrere empfänger 
zusammenschalten um räumliche Information des streuenden Objektes zu 
errechnen. Da sollte man schon ein gutes Signal haben.

[Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)]

Markus R. schrieb:
> Hmm, dann ist es also am besten ich benutze einen seperaten Akku für den
> Empfängerteil.

Eine saubere Entkopplung über LC-Filter würde es auch tun.

> Die Anforderung an ein sehr kleines Rausch/Signal-Verhältnis habe ich
> schon. Für eine einfache Entfernungsmessung würde das jetztige Signal
> schon reichen. Ich würde aber später gerne mehrere empfänger
> zusammenschalten um räumliche Information des streuenden Objektes zu
> errechnen. Da sollte man schon ein gutes Signal haben.

Abstandmessung macht man doch meistens über die Puls-Echo-Methode. Da 
würde das Problem nicht auftreten, weil Sender und Empfänger nicht 
gleichzeitig arbeiten müssen.
Die Laufzeit eines kontinuierlichen Signales zu ermitteln, ist deutlich 
komplizierter.

Jörg

[Markus R. (Gast)]

> Eine saubere Entkopplung über LC-Filter würde es auch tun.
Ist damit ein Netzfilter gemeint ?

Auch ich benutze die Pulsmethode. Nur schwingt die Schaltung leider auch 
wenn gerade kein Puls gegeben wird. Die Überträgerspule bekommt 
permanent ein Rechtecksignal. Die höhere spannung wird dann 
gleichgerichtet.

[Purzel H. (hacky)]

Schema ?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Markus R. schrieb:
> Der Sendeteil der Schaltung arbeitet mit recht hoher Leistung
Zahlen? Daten? Fakten?

Mikro Oschi schrieb:
> Schema ?
Ein (deutscher) Schaltplan (statt eines französichen Schemas) und (vor 
allem) ein Layout und ein Foto vom Schaltungsaufbau und der Messung wäre 
auch nicht ohne....

[PeterL (Gast)]

Solange du sendest, brauchst (kannst) du nichts empfangen.
Erst nach dem Abklingen (Ringtime) hgehts los.
Der Empfänger sollte die Verstärkung zeitabhängig hochschrauben (nahe 
Signale kommen stärker rein).
Siehe time-gain-compensation amplifier

[Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)]

Markus R. schrieb:
>> Eine saubere Entkopplung über LC-Filter würde es auch tun.
> Ist damit ein Netzfilter gemeint ?

Nein, einfach nur Stützelkos und Drosseln in Serie zur Betriebsspannung. 
Wenn nur kleine Ströme fließen, reichen auch Widerstände statt Spulen.

> Auch ich benutze die Pulsmethode. Nur schwingt die Schaltung leider auch
> wenn gerade kein Puls gegeben wird. Die Überträgerspule bekommt
> permanent ein Rechtecksignal. Die höhere spannung wird dann
> gleichgerichtet.

Das ist taktisch ungünstig. Für den Sendeimpuls sollte vorher ein 
Kondensator aufgeladen werden, der die Sendeendstufe speist und während 
des Sendeimpulses ganz oder teilweise wieder entladen wird. Je nach 
benötigter Sendeenergie, kann man diese Energie in einer Spule 
zwischenspeichern, die mit einem Step-Up-Wandler vorher mit der normalen 
Versorgungsspannung aufgeladen wird und kurz vor dem Sendeimpuls auf den 
Kondensator entladen wird. Zumindest muß der Wandler während der 
Empfangsphase abgeschaltet werden.
Dann gäbe es in der Empfangsphase jedenfalls keinen HF-Müll mehr.

Jörg

[Markus R. (Gast)]

> Siehe time-gain-compensation amplifier

 schau ich mir an

> Nein, einfach nur Stützelkos und Drosseln in Serie zur Betriebsspannung.
> Wenn nur kleine Ströme fließen, reichen auch Widerstände statt Spulen.

Ok, probier ich mal. Und wenn größere Ströme fließen muss ich 
stromkompensierte Drosseln verwenden, richtig ?

> Das ist taktisch ungünstig. Für den Sendeimpuls sollte vorher ein
> Kondensator aufgeladen werden, der die Sendeendstufe speist und während
> des Sendeimpulses ganz oder teilweise wieder entladen wird. Je nach
> benötigter Sendeenergie, kann man diese Energie in einer Spule
> zwischenspeichern, die mit einem Step-Up-Wandler vorher mit der normalen
> Versorgungsspannung aufgeladen wird und kurz vor dem Sendeimpuls auf den
> Kondensator entladen wird. Zumindest muß der Wandler während der
> Empfangsphase abgeschaltet werden.
> Dann gäbe es in der Empfangsphase jedenfalls keinen HF-Müll mehr.

Ja tatsächlich lade ich einen 470uF-Kondensator mit 120V auf, der die 
Sendestufe speist. Wozu brauche ich denn eine Spule zum 
Zwischenpeichern,
das macht doch der Kondensator schon ?
Den Wandler abzuschalten während der Empfangsphase hab ich auch schon 
drann gedacht, klar ist die einfachste Lösung. Ich möchte aber auch 
lernen, z.B. eben wie man solche Störsignalprobleme i.A. löst.

Ein Foto bringt glaub ich nichts. Die schaltung auf dem Steckboard ist 
schon ein ziemlicher Kabelwald.