Kleine Ströme Multiplexen

[Florian (Gast)]

Hallo,

erstmal möchte ich mich bei allen aktiven Forenmitgliedern bedanken! Ich 
lese sehr gerne eure Beiträge.

Leider konnte ich zu einem bestimmen Thema keine Antwort finden:

Ich möchte sehr kleine Ströme 0-0.2mA Multiplexen.
Ist dies mit normalen Analog Multiplexern möglich? Sind diese 
Multiplexer intern mit "Transmission Gates" aufgebaut?

Der Idealfall wäre: Eingangsstrom des i-ten Eingangs = Ausgangsstrom.

Dieser soll anschließend mit einem Transimpedanzverstärker gemessen 
werden. Insgesamt habe ich 8 Eingänge, die ich mit ca. 100Hz bis 1000Hz 
wechseln möchte.

Vielen Dank für Euro Empfehlungen zum Thema Strom-Multiplexing!

Ciao

Flo

[Dieter W. (dds5)]

Ja, Analogschalter / Multiplexer bestehen aus TGs und sind für die 
geplante Anwendung geeignet.

Ströme umschalten ist problematisch, da bis auf den geschalteten Kanal 
alle anderen leerlaufen und dadurch u.U. die Spannung erheblich 
ansteigt.

Es ist dann eine Frage der Einschwingzeit bis eine Messung ein reales 
Ergebnis bringt.

Alternative wäre der Kurzschluss der ansonsten leerlaufenden Kanäle, ist 
aber halt einiges mehr Aufwand.

[Florian (Gast)]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!

[Florian S. (smartcam)]

Nachdem nun das Grundsätzliche Vorgehen zur Strommessung über einen 
Multiplexer und einen Transimpedanzverstärker sinnvoll erschien, habe 
ich mein Konzept zur Schaltung mal aufgezeichnet:

1) Analog Multiplexer: Dient dazu zwischen den 8 Eingängen wählen zu 
können
2) Transimpedanzverstärker: Aufgebaut aus TI OPA380 und einem 
programmierbaren Widerstand von Analog AD5259 (Gain einstellbar?)
3) Mikrocontroller mit ADC zur Spannungsmessung(und damit Strommessung)

Wichtiges Probleme/Fragen:

Der Transimpedanzverstärker müsste, wenn ich es richtig verstanden habe 
eine negative Spannung ausgeben. Wie kann ich diese mit dem ADC des 
Mikrocontrollers messen?


Vielen Dank schonmal für eure Denkanstöße! Habe schon einiges gesucht, 
aber da ich nicht so Fit im Bereich der analogen Elektronik bin, bin ich 
wirklich um jede Hilfestellung dankbar!

Ciao

Flo

[Purzel H. (hacky)]

Wenn der Strom gegen Masse fliessen soll, entsteht am 
Transimpedanzverstaerker eine negative spannung, vorausgesetzt der TIA 
hat auch eine negative speisung, diese negative Spannung muss man dann 
eben nochmals umdrehen. Dh nochmals einen OpAmp nachschalten als 
Inverter.

[Florian S. (smartcam)]

Super, vielen Dank! Genau so habe ich es mir gedacht =)

[Florian S. (smartcam)]

Um die benötigte negative Spannung zu erzeugen, möchte ich gerne eine 
Ladungspumpe einsetzen. Dazu habe ich den Chip TC1121 von Microchip 
gefunden, der mit bis zu 200kHz betrieben werden kann. (100mA 
Ausgangsstrom)

Ist die Spannung der Ladungspumpe (als Invertierer) geregelt, wenn meine 
Eingangsspannung geregelt ist? wahrscheinlich nicht, oder?

Leider habe ich auch noch ein kleines Problem mit der Auswahl der 
OpAmps. Ich kann mich überhaupt nicht entscheiden, welchen OpAmp ich 
nehmen soll, weil ich zwar die grundlegende Funktion verstanden habe, 
aber offensichtlich nicht tief genug mit dem Thema vertraut bin.

Habe den (Komposit)-OPA380 für den Transimmitanzverstärker ausgesucht, 
aber welchen soll ich als Inverter verwenden? Macht es sinn nochmal den 
gleichen zu verwenden(gibt es als dual Verstärker in einem Chip)


Sobald ich die Schaltung aufgebaut habe werde ich natürlich die ersten 
Messergebnisse und Schaltpläne hier reinstellen, damit ich nciht der 
einzige bin, der etwas davon hat!

Vielen Dank nochmal!

Flo

[Florian S. (smartcam)]

Entschuldigt bitte, habe mit meinem Handy geschrieben und manchmal 
korrigiert er mich: kein Transimmitanz (was auch immer das sein soll) 
sondern ein Transimpedanzverstärker war gemeint.

[Purzel H. (hacky)]

200uA bis 1kHz ist nicht abgehoben. Dh irgend ein FET OpAmp geht da. Da 
im zusammenhang mit einem controller ... wahrscheinlich einen Rail-Rail 
mit bipolarer Speisung. Kann auch ein doppelter sein. zB einen MCP607 
oder aehnlich. Sorry, der 607 bringt die spannung nicht.