Amp Fußschalter Led - Frage zur Versorungsspannung

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Gammlisack
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Hallo,
ich will mir jetzt einen Fußschalter für meinen Gitarrenverstärker bauen.
Ist ja eigentlich ganz einfach, allerdings bin ich beim Messen auf etwas gestoßen, was ich nicht verstehe.

Und zwar:

Wenn ich die Versorgunsspannung messe für die LED (Phantomgespeißt) dann hab ich ziemlich genau 20 Volt (dacht ich mir schon ziemlich viel).
Wenn ich jetzt eine Led (3,7 Volt) anschließe dann geht die 1. nicht kaputt und 2. ist die Versorungsspannung auf einmal nur noch 3 Volt. (was ja normal wäre)

Wie kann denn das sein? Wieso sind es ohne Led 20 Volt und mit 3 Volt?

Ich kann die Led ja dann quasi ohne Vorwiderstand einbauen oder? (Hatte noch nie ein Projekt wo die Versorgungsspannung kleiner als die Durchlassspannung war )

lg
Alex
 
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Die Phantomspannung hat eine (kurzschluss-)Strombegrenzung, die das Netzteil schützt. Dieser Kurzschlussstrom ist anscheinend in einem Bereich, den die LED noch verträgt. Also schließt die LED die Phantomspannung (vermutlich auf allen Kanälen des Pults) kurz und begrenzt die Spannung auf ihre Durchlassspannung. Das Netzteil geht in die Kurzschlusstrombegrenzung und begrenzt den Strom auf <20mA -> 3V und LED leuchtet, geht nicht kaputt... Und irgendwann brennt worst case die Phantom Versorgung durch, Kondensermicros auf anderen Kanälen funktionieren nicht mehr und der Tonmensch liebt euch :D (falls es die Speisung vom Pult ist...)...

@mod: Bitte nach Signalverarbeitung verschieben, Danke!

@Carl: Erledigt. Bitte zukünftig einfach per "Warndreieck" melden. Danke und Gruß, Wil Riker
 
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Danke aber ich verstehe nicht, was das jetzt genau mit meinem Problem zu tun hat
 
Ich glaube hier liegt ein Grundverständnisproblem zum Thema LED vor:

Eine LED ist kein Ohm'scher Widerstand!

Wenn du die Durchlassspannung einer LED (oder allgmein gesagt: Diode) erreichst, hat sie einen Widerstand von quasi 0 Ohm und verursacht somit einen Kurzschluss. Dann passiert das, was Carl beschrieben hat.

Davon abgesehen verbraucht eine normale LED mit 20mA für Phantomspeisung ganz schön viel (hier gibts zwar keine festen Werte, aber wenn man mit 10mA auskommt, ist man auf der sicheren Seite).

Ich werd mal noch ein paar grundsätzliche Dinge zum Thema LED und deren Vorwiderstand los, vlt. hilft es dir:

DIe Spannung, die du an einer LED messen kannst, wird immer konstant sein. Das ist so bei Dioden. Du wirst eine LED also nur sehr sehr schwer mit Überspannung zerstören können (wir gehen mal von für den Menschen ungefährlichen Spannungswerten aus:D).
Wenn die Spannung kein Problem ist, warum dann der Vorwiderstand?
Die Tatsache, dass der Widerstand einer LED im Betrieb so verdammt klein wird, macht eine Strombegrenzung notwendig, sonst zerstört es entweder die LED. Genau das ist die Aufgabe des Widerstandes: da der Spannungsabfall an der LED bekannt ist, können wir die Spannung am Vorwiderstand ausrechnen: UWiderstand = Ugesamt - ULED. Es gilt R = U/I, umgestellt heißt das: I = R/U. Tada! Wir können also mit der Größe des Vorwiderstandes den Strom, der durch diesen (und damit auch durch die LED) geht festlegen, genau das wollen wir ja. Also rechnen wir einfach mit RVorwiderstand = UWiderstand / I den Vorwiderstand für die LED aus (I ist i.d.R. so 20 mA).
Lange Rede kurzer Sinn. Hängen bleiben müssen zwei Dinge:
1. Der Vorwiderstand hat nicht die Aufgabe die Spannung, sondern den Strom zu begrenzen
2. eine LED wird nie ohne entsprechenden Vorwiderstand an irgendeine Versorgungsspannung gehängt

Ich hoffe, ich kann damit helfen,
kaf
 
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2. eine LED wird nie ohne entsprechenden Vorwiderstand an irgendeine Versorgungsspannung gehängt
Ich bevorzuge meist doch eine Konstantstromquelle. Da ist man dann weitgehend von der Spannungsversorgung unabhängig. Gerade bei ungeregelten Netzteilen ist das m.E. sicherer.
 
Konstantstromquelle mag der Porsche unter den Lösungen sein, aber die hier zu erwähnen wird hier mehr Verwirrung als Nutzen bringen.
LEDs sind aber auch nicht gar so zickig, ob man jetzt bei 15 oder 25 mA ist, nehmen die einem nicht gleich übel...wenn bei einem ungeregelten Netzteil eine Spannung so sehr schwankt, würd ich ein anderes Netzteil nehmen :gruebel:
 
Hallo,

ich habe da einen Verdacht:
Gammlisack spricht gar nicht von einer üblichen Phantomspeisung wie bei einem Mischpult.

Möglich wäre es, dass er die 20 Volt misst, da der Stromkreis nur durch das Messgerät (Multimeter?) mit einem hohen Messwiderstand im Megaohmbereich geschlossen wird.
Ein möglicherweise im Verstärker/Stromkreis vorhandener LED-Vorwiderstand von einigen hundert oder Kiloohm fällt daher kaum spannungsreduzierend ins Gewicht.


Gruß
Ulrich
 
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Möglich wäre es, dass er die 20 Volt misst, da der Stromkreis nur durch das Messgerät (Multimeter?) mit einem hohen Messwiderstand im Megaohmbereich geschlossen wird.
Ein möglicherweise im Verstärker/Stromkreis vorhandener LED-Vorwiderstand von einigen hundert oder Kiloohm fällt daher kaum spannungsreduzierend ins Gewicht.

Davon gehe ich auch aus - zumal er von einem Fußschalter für einen Gitarrenverstärker spricht. ;) Da macht eine Phantumspannung für Kondensatormikrofone wenig Sinn.

LG :)
 
klingt sehr logisch...aber warum hat die LED eine Durchlassspannung von 3,7 V?
Ich glaub, ohne weitere Infos kommen wir kaum weiter...
 
aber warum hat die LED eine Durchlassspannung von 3,7 V
Gemessen hat er 3V. Je nachdem was da für ein Multimeter im Einsatz war (-> Abweichung), passt das für eine blaue/weiße LED (~3.5V) oder z.B. gelbe LED (~2.7V).

@Gimmlisack: Welchen Gitarrenverstärker hast du genau? Wie ist der Fußschalteranschluss in der Bedienungsanleitung beschrieben?

LG :)
 
Danke aber ich verstehe nicht, was das jetzt genau mit meinem Problem zu tun hat

Variante 1:

Im Grunde hat carl zunächst mal alles beantwortet....

Gehen wir mal davon aus, du meinst mit phantomspeisung ein Pendant zu einer handelsüblichen mischpultphantomspeisung....

Diese ist dafür ausgelegt, die kondensator(-ähnlichen platten) in einem Mikrofon "einmalig" zu laden. Dieses laden findet einmal statt, damit wird auch nur "pulsartig" einmalig strom entnommen, und den rest der zeit hält die phantomspeisung die spannung aufrecht, muss dann aber keinen strom mehr liefern --> geladener kondensator.

Jetzt könnte es ja sein dass irgendeine flöte mal auf die Idee kommt die phantomspeisung kurzzuschließen, nehmen wir mal an, wir haben deine 20Volt und jetzt schließt einer "ausi-kurz" über n kabel mit 1Ohm (was sogar relativ viel wäre) und zack hätten wir 20A Stromfluss und damit 20Watt Leistungsabfall damit würde irgendwas abbrennen, entweder intern was in der Quelle oder zumindest eine Leiterbahn würde anfangen zu glühen oder ähnliches.... im allgemeinen ist das aber ein Fehlerfall.

Fazit: man baut eine so genannte Strombegrenzung ein. Wird nun der SPANNNUNGsquelle ein zu hoher STROM abgefordert (beispielsweise eine LED, deren strom exponential zur angelegten Spannung steigt (siehe schockley in zweiter Näherung) dann regelt dann begrenzt die quelle den strom, heißt: "Ich liefere nicht mehr als X ampere, und wenn dafür die spannung zu hoch ist, dann regel ich sie selbstständig runter"

Das ist genau der Spannungseinbruch den du da messen kannst....
Heißt: du überforderst die Phantomspannungsquelle und ich würd mir überlegen das vielleicht sein zu lassen.


Variante 2:
Das was du Phantomspeisung nennst ist gar keine wirkliche Spannungsquelle sondern schon als Stromquelle designed (die übergänge sind fließend, hängt mit innenwiderständen zusammen, werd ich gleich ne simu zu hochladen, dauert n bisschen)

Ne Stromquelle liefert im Rahmen ihrer möglichkeiten konstanten Strom unabhängig davon was du anschließt.
Heißt: "Ich hau 20mA raus, koste es was es wolle"
Wenn du son Ding kurzschließt ists latte, das teil liefert 20 mA
du hängst 10Ohm an, die kiste liefert 20mA. Damit 20mA fließen können muss aber an den 10Ohm eine spannung von U=R*I = 10Ohm*20mA = 0,2V angelegt werden, also fährt die quelle die spannung auf 0,2V hoch
du hängst an die kiste 100Ohm dran, die kiste liefert 20 mA --> damit muss sie die Spannung auf 2V hochfahren
du hängst "offene klemmen" dran, also "unendlich Ohm" --> kiste müsste die spannung auf mehrere trilliarden gigavolt hochfahren, kann sie aber nicht. Die quelle selbst wird intern auch mit irgendeiner versorgungspannung betrieben, da kommt sie einfach nicht drüber.
Fazit: ab nem gewissen punkt kann die bleibt die Quelle auf irgendeiner spannung hängen und der Strom bricht ein.

In deinem Falle wäre dann folgendes passiert:

Du hast eine STROMquelle. Diese soll 20mA liefern.
wenn du die LED dran hängst tut sie das auch und dafür sind ca. 3V nötig.

Du nimmst die LED raus und misst die spannung.
Das Messgerät selbst hat einen Innenwiderstand von 1Megaohm (also 1.000.000 Ohm) (oder mehr) und die Stromquelle versucht jetzt durch 1Mohm 20mA strom durchzujagen, dafür müsste es ber eine Spannung von U= 1MOhm * 20mA = 20.000V liefern... wir sind uns einig dass sie das nicht kann?
Also geht sie in irgendeine Spannungsbegrenzung rein. In dem Falle 20V
und du hast dein Messergebnis!


Welche der beiden Varianten nun vorliegt kann man nur Mutmaßen.


@kaf....
die LED hat im statischen Betriebsfall ziemlich genau R= 3,7V/20mA = 185Ohm ;) so man R als Spannungs/Stromverhältnis definieren möchte ;)

So hab hier mal ne Simu gestartet....
Senke.jpg
Die Kiste ist eine Stromquelle (genaugenommen Senke, aber latte!)

Oben hängt die Diode drin. Die Kiste ist dazu gedacht, egal was oben drin hängt (Diode, widerstand, egal welche diode) einen konstanten Strom zu liefern (hier sind mal so ca. 20mA eingestellt)
Die Spannungsversorgung für den Transistor (rechts) beträgt 20V

Jetzt hab ich mal an der Diode geschraubt und verschiedene Dioden simuliert (für die dies wissen wollen: hab ganz billig am Emissionskoeffizienten gedreht....)
Ich hab quasi an der "Flussspannung" geschraubt (wobei die formulierung fürn arsch ist, ne flußspannung ist son Hilfskonstrukt in 0-tern Näherung... aber egal).

Es ist in den Simuergebnisse zu erkennen, dass der Strom durch die Diode vollkommen unabhängig von der Diode konstant bleibt.

Simu.jpg

Im zweiten Simulationsbild hab ich die Diode rausgenommen und durch einen großen Widerstand ersetzt (wie als würde man mit nem Multimeter die Spannung messen) und man misst fix ca. 18V und der Strom ist plötzlich nicht mehr 20mA sondern quasi 0 (18V / 10MOhm = 1,8uA). Das ist genau der Effekt der Spannungsbegrenzung. Die Kiste kann nicht weiter die Spannung hochdrehen, weil die Versorgung das nicht zulässt....
Ausgangsspannung.jpg

Das könnte diene Messergebnisse durchaus erklären.
 
Zuletzt bearbeitet:
@EDE-WOLF
Danke von mir! Sehr aufschlussreich. Wieder etwas gelernt. Ich hatte mir gerade Gedanken darüber gemacht, ob ich bei einer Breakout-Box/Multicore Status-LEDs für die Phantomspeise mittels 2mA-LEDs realisieren könnte. Wenigstens für ein paar Kanäle für die Bändchenparanoia. (Seufz!)
Wäre ungemein schick, gelle. Habe bisher mit keinem Experten drüber gehirnt. Ich dachte mal ganz naiv, ein Widerstand nebst LED und ein Bohrloch pro Kanal könnten reichen...
So kam ich quer zu Deinem Beitrag.

Beste Grüsse und Musik

Dave
 

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