Fragen zu Elektronikbauteilen bzw. Ladungsverstärker

[Detlef E. (the_sugar_c)]

Hey leute hätte da ma paar fragen.

Wodurch entsteht denn bei elektronikbauteilen doch eine drift. Abgesehen 
von temperatureinflüssen und alterung. Bsp.: ladungsverstärker ( xxx 
pc/s).

Und wieso gibt es bei einem ladungsverstärker einen hochpassfilter um 
einfach nur die hohen Frequenzen passieren zu lassen und die niederen 
Frequenzen zu sperren ?
Hab da was gelesen, dass dadurch Signaldrift des Sensors unterdrückt 
bzw. gefiltert wird.

Danke im voraus

[Achim S. (Gast)]

Detlef Eche schrieb:
> Wodurch entsteht denn bei elektronikbauteilen doch eine drift. Abgesehen
> von temperatureinflüssen und alterung. Bsp.: ladungsverstärker ( xxx
> pc/s).

Bei Ladungsverstärker z.B. dadurch, dass irgendwo kleine, unerwünschte 
Leckströme fließen (z.B. der Eingangsstrom eines OPV):
    Leckstrom = Ladung / Zeit.

Detlef Eche schrieb:
> Und wieso gibt es bei einem ladungsverstärker einen hochpassfilter um

Hast du ein konkretes Beispiel für "den Ladungsverstärker mit Hochpass"?

Ganz allgemein kann man sagen: Drifts bewirken langsame Änderugnen des 
Ausgangssignals. Wenn man sich nur die schnellen Änderungen des 
Ausgangssignals ansieht (d.h. das Signal über einen Hochpassfilter 
schickt), dann kriegt man von den langsamen Signaländerungen (d.h. der 
Drift) nichts mit.

[Henrik V. (henrik_v)]

Neben den Leckströmen, Temperatur und Alterung fallen mir noch 
mechanische Spannungen und chemische Prozesse (naja, wenn ungewollt dann 
auch eine Form der Alterung ;) )ein.

[Detlef E. (the_sugar_c)]

Danke Achim S. für die Antworten.

Entstehen leckströme innerhalb des OPVs oder an der Anschlussbuchse ?

Das mit dem Hochpassfilter macht auch sinn. Drifts werden unterdrückt 
indem ich nur die hohen Frequenzen durchlasse.


Danke im voraus

[Achim S. (Gast)]

Detlef Eche schrieb:
> Entstehen leckströme innerhalb des OPVs oder an der Anschlussbuchse ?

jeder OPV hat einen gewissen Eingangsstrom, der sich in deiner Anwendung 
als Leckstrom bemerkbar macht. Hier hilft die Auswahl des richtigen OPV, 
weil je nach Technologie die Eingangsströme um Größenordnungen 
unterschiedlich sein können.

Leckströme an den Anschlüssen/auf der Schaltung können ebenfalls eine 
Rolle spielen. Da kann man mit guard ringen entgegenhalten.

[Kai K. (klaas)]

>Und wieso gibt es bei einem ladungsverstärker einen hochpassfilter um
>einfach nur die hohen Frequenzen passieren zu lassen und die niederen
>Frequenzen zu sperren ?

Pauschal läßt sich das nicht beantworten. Du mußt schon sagen, um was 
für einen Ladungsverstärker es sich handelt.

>Hab da was gelesen, dass dadurch Signaldrift des Sensors unterdrückt
>bzw. gefiltert wird.

Klingt sehr nebulös. Hast du einen Link? Ein Hochpaßfilter läßt in der 
Regel die Nutzsignalfrequenzen unbehelligt. Wie es dann eine 
"Signaldrift des Sensors" unterdrücken soll, ist mir schleierhaft.

Also, nenne Roß und Reiter, damit wir nicht sinnlos herumraten müssen.

[Henrik V. (henrik_v)]

Hat das was mit
Beitrag "Messsystem Vergleich"
zu tun?

Piezosensoren können Thermometer sein :)
Welcher Frequenzbereich soll den Untersucht werden?
Im den tieferen Frequenzbereichen nimmt man nicht umsonst darauf 
angepasste Sensor- und Verstärkersysteme.

[b35 (Gast)]

Professionelle Ladungsverstärker (z. B. Kistler) zur Umwandlung / 
Verstärkung des Ladungssignals (z. B. Piezo Druck- oder 
Beschleunigungssensor) haben hochisolierende Eingänge. Daher werden die 
EIngangsbuchsen (BNC) nach Gebrauch gerne mit Schutzkappen verschlossen 
-das gilt ebenso für die hochwertigen Koaxkabel und Aufnehmer- um sie 
vor Verschmutzung zu schützen.
Dennoch gibt es durch die unvermeidlichen Ströme ein "kriechen" des 
Ausgangssignals, wie schon erklärt. Ein zuschaltbarer Hochpass 
eliminiert diesen DC Anteil bei Bedarf, ist vergleichbar mit dem AC/DC 
Schalter des Oszi (ist auch nur ein HP mit sehr kleiner Grenzfrequenz, 
einige Hz). Gerade wenn man dynamische Mesungen macht interessiert oft 
nicht der DC-Anteil (Vorspannung einer Kraftmessscheibe).
Daher schaltet man eigentlich den Verstärker kurz vor der Messung zu, 
danach wieder weg (nicht aus!).
Bei den Kistler Geräten kann z. B. zwischen drei Standard Einstellungen 
für die Zeitkonstante des Filters gewählt werden 
(long=DC/medium/short=AC) .
In der alten BAL der Vorgängermodelle wurde die sehr schön beschrieben, 
sogar mit Block-und Prinzipschaltbild als auch realisierter Schaltung 
(Schaltplan).
Ich kann aber nur über unsere sehr alten 5001 und mittelalten 5011 (20 
J. ) Geräte sprechen (welche immer noch tatellos funktionieren), wie das 
bei der aktuellen Serie 50XX gelöst sein mag...?

[Kai K. (klaas)]

>Professionelle Ladungsverstärker (z. B. Kistler) zur Umwandlung /
>Verstärkung des Ladungssignals (z. B. Piezo Druck- oder
>Beschleunigungssensor) haben hochisolierende Eingänge.

Ladungsempfindliche Vorverstärker haben gerne 0R-Eingänge, um den 
Einfluß von Streukapazitäten zu minimieren. Aber Detlef scheint ja 
sowieso das Interesse an seinem Thread verloren zu haben...

[b35 (Gast)]

"Hochisolierend" sagt ja nichts über den Eingangswiderstand aus.
Klar, das Signal, die Ladung/der Strom soll in die Elektronik fließen 
und keine Nebenwege finden.

Am 19. Mittags zu posten und Abends nicht antworten muß nichts 
heissen...

[Kai K. (klaas)]

>"Hochisolierend" sagt ja nichts über den Eingangswiderstand aus.

Doch, eigentlich schon. Hochisolierend meint hochohmig, sonst wäre es ja 
nicht hochisolierend...

[b35 (Gast)]

Nö.
Bildlich vereinfacht beschrieben: Ein Ampere Meter soll auch einen 
kleinen Eingangswiderstand haben, aber gegen die Bedienung/Finger und 
den Tisch gut isolieren, oder die Koax Leitung...

[Henrik V. (henrik_v)]

Kai Klaas schrieb:
>>"Hochisolierend" sagt ja nichts über den Eingangswiderstand aus.
>
> Doch, eigentlich schon. Hochisolierend meint hochohmig, sonst wäre es ja
> nicht hochisolierend...

Ein idealer Ladungsverstärker hat keine Leckströme und einen Z_i von 0 
Ohm.
Sämtliche Ladung, die vom Piezosensor erzeugt wird, soll sofort und 
komplett in den Ladungsverstärker fließen, so dass der Innenleiter das 
Potential des Aussenleiters hat. Dann (und nur dann) spielt die 
Kabellänge (mit ihrer Kapazität) und die Quellimpedanz C des Sensors 
keine Rolex.

Reale LV haben Z_i von wenigen bis 500 Ohm, was dann zu einem 
sytematischen Fehler bei der Kalibrierung zu höheren Frequenzen hin 
(>5kHz) zeigt, wenn die Quellimpedanzen bei Kalibrierung und Messung 
nicht die gleichen sind, oder man den Z_i(f) eben auch bestimmt und 
berücksichtigt.

b35: Die Kistler 50ff machen das dann über eine DA Stufe. Die ganz 
modernen
über LV-AD-DSP-DA und zweiten DA für den BIAS.... AFAIK.

Der Aufwand der in der LV-Stufe getrieben wird, damit sich möglichst 
wenig Elektronen verkrümeln sondern brav in den Rückkopplungskondensator 
wandern, ist schon beachtlich.

Für Freunde der Geschichte:
http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?FT=D&date=19500331&DB=worldwide.espacenet.com&locale=en_EP&CC=CH&NR=267431A&KC=A&ND=7
Das Patent von Herrn Kistler von 1948 zum Ladungsverstärker.

[Detlef E. (the_sugar_c)]

Danke Kai Klaas und Henrik V. für die vielen Antworten. Und 
entschuldigung für die späte Rückantwort. Private Probs..

Ich hätte da noch Fragen bezüglich Ladungsverstärker bzw. OPV- 
Schaltung.

Die Schaltung eines Lv's ist ja wie folgt (Anhang)

Welche Funktion hat jetzt der Widerstand ?

Habe mehrere Aussagen. Verstehe sie aber nicht:
- Widerstand ist da, damit sich der Kondensator nicht immer weiter 
auflädt (Stromabfluss)
-Der Rückkoppelwiderstand hat die Aufgabe, den Verstärker 
gleichspannungsmäßig zu stabilisieren und den Ausgang driftfrei zu 
machen. Gleichzeitig bestimmt Rf die untere Grenzfrequenz des 
Verstärkers.
-Widerstand ist da, dass der
Kondensator nicht von Störströmen aufgeladen wird.



Danke im Voraus