Spannungs-Strom-Wandler mit CFA

[Philipp G (Gast)]

Hi,

ich versuche einen Spannungs-Strom-Wandler mit einem Current Feedback 
Amplifier zu bauen. Die Schaltung sollte der Figure_1 entsprechen. Als 
OPV-CFA soll der ADA4870 dienen.

Mir stellt sich jedoch die Fragen, ob das überhaupt so möglich ist. Für 
einen CFA sind im Datenblatt immer Widerstandswerte gegeben um eine 
gewisse Verstärkung zu erzeugen, d.h. ich kann den Widerstand nicht 
selbst festlegen, damit kann ich auch nicht die Widerstände wie in 
meiner Simulation verwenden. In meiner Simulation konnte ich leider kein 
CFA verwenden. Des Weiteren ist ein CFA ja grundsätzlich ein 
Transimpedanzverstärker.

Ich bin neu im Bereich der analogen Schaltungstechnik und hoffe die 
Frage ist nicht zu sinnlos.

Viele Grüße
Philipp

[Possetitjel (Gast)]

Philipp G schrieb:

> ich versuche einen Spannungs-Strom-Wandler

Hmm. Also eine spannungsgesteuerte Stromquelle.


> mit einem Current Feedback Amplifier zu bauen.

Warum CFA? Welchen Vorteil soll das bringen?


> Die Schaltung sollte der Figure_1 entsprechen.

Fehler: "Plus"- und "Minus"-Eingang sind vertauscht.


> Mir stellt sich jedoch die Fragen, ob das überhaupt so
> möglich ist.

Ich würde sagen: Nein.

Die üblichen Current-Feedback-Amplifier haben einen normalen
Spannungsausgang und zwei unterschiedliche Eingänge: Der
Plus-Eingang ist hochohmig (=Spannungseingang), der Minus-Eingang
niederohmig (=Stromeingang).

Was Du brauchst, ist aber ein Strom-AUSGANG.


> Des Weiteren ist ein CFA ja grundsätzlich ein
> Transimpedanzverstärker.

Ich würde diesen Ausdruck vermeiden; da werden offensichtlich
mehrere verschiedene Dinge drunter verstanden.

Das Suchmuster "spannungsgesteuerte Stromquelle /-senke" sollte
Dich weiterbringen (Buch/Google/auf µC.net).

[Philipp G (Gast)]

Hi Possetitjel,

die Verwendung eines CFA für die Spannungsgesteuerte Stromquelle ist dem 
geschuldet, dass ich einen CFA schon vorliegen habe.

Ich würde jetzt einfach einen normalen OPV (VFA) verwenden um diese 
Spannungs-Strom-Wandlung durchzuführen. Die Schaltung würde ich auch 
noch anpassen, war eine kleines Versehen.

Grundsätzlich ist diese Schaltung aber richtig, oder?

[voltwide (Gast)]

Wenn es darum geht, dass durch R1 ein Strom fließt vom Betrag 10mA/1V 
Eingangsspannung, ist die Schaltung richtig.
Dafür kann man jeden Standard OPV verwenden.

[Philipp G (Gast)]

Hi,

ich habe es jetzt mal mit einem einfachen OPV (VFA), dem NE5532, 
versucht.
Ich bekomme wie erwartet bei einer Eingangsspannung von 1V am Ausgang 
1.1V heraus, nur der Strom durch den Widerstand R1 ist nicht 10 mA, 
sondern 4.885 mA.
Ich habe an den IC Abblockkondensatoren und 1% genau Widerstände 
verwendet, habe ich vielleicht etwas übersehen?

[Achim S. (Gast)]

Philipp G schrieb:
> Ich bekomme wie erwartet bei einer Eingangsspannung von 1V am Ausgang
> 1.1V heraus, nur der Strom durch den Widerstand R1 ist nicht 10 mA,
> sondern 4.885 mA.

du misst also einerseits, dass an 110Ohm 1,1V anliegen. Und du misst 
andererseits, dass der Strom durch die 110Ohm nur 4,885mA beträgt? Dann 
würde ich einer deiner Messungen misstrauen.

Falls du bei der Strommessung das Multimeter in die Rückkoppelschleife 
eingebaut hast: vielleicht mag deine Schaltung das nicht.
Falls du für den NE5532 keine negative Versorgungsspannung verwendest, 
dann verletzt du übrigens auch dessen Gleichtaktbereich.
Außerdem solltest du dir darüber im klaren sein, dass 10mA Ausgangsstrom 
für diesen OPV schon ganz schön viel ist.

Aber du darfst dir sicher sein: wenn an dem 10Ohm Widerstand 100mV 
abfallen, dann beträgt der Strom durch den Widerstand 10mA.

[Philipp G (Gast)]

Okay,
ja ich habe da falsch gemessen, danke. Für diesen OPV (NE5532) dachte 
ich wäre der maximale Ausgangsstrom 60 mA (Output short circuit current) 
oder unter welchen Kennwert kann ich den maximalen Ausgangsstrom 
ablesen?

[voltwide (Gast)]

10mA sollten für den NE5532 kein Problem darstellen

[Achim S. (Gast)]

die Angabe in Datenblatt bedeutet: wenn du den OPV mit +-15V betreibst 
und den Ausgang gegen 0V kurzschließt, dann schafft der OPV irgendwas 
zwischen 10mA (min) und 60mA (max). Aber nochmal, das bedeutet 
Kurzschluss (also 0V am Ausgang, nicht 1,1V um 110Ohm zu treiben).

Viele OPV zeigen im Datenblatt als typische Kurve den Ausgangsstrom in 
Abhängigkeit vom Spannungsabfall am Ausgangstransistor (also in 
Abhängigkeit von der Differenz Vcc-Vout). Beim NE5532 habe ich so eine 
Kurve auf die Schnelle jetzt auch nicht gefunden.

Einen Anhaltspunkt bekommst du aus der Angabe von Vopp: wenn du ihn mit 
15V versorgst schafft er an einer 600Ohm Last mindestens 12V 
Ausgangsspannung, typisch sogar 13V. Anders ausgedrückt: bei 15V 
Versorgung schafft er für Vcc-Vout=3V sicher 12V/600Ohm=16mA.

[Philipp G (Gast)]

Hi Achim,

vielen Dank für deinen Hinweis. Ich glaube aber du hast dich verschaut, 
der OPV schafft bei einer Last von 600 Ohm und einer Versorgungsspannung 
von +-15V sogar mindestens 24V, d.h. er könnte einen Strom von 
24/600Ohm=40mA schaffen, richtig?

[Achim S. (Gast)]

24V heißt +-12V und die 600Ohm sind gegen Masse gerechnet.

Also +12V/600Ohm=20mA (Wieso ich bei 12/600 auf 16mA gekommen bin, weiß 
ich allerdings auch nicht mehr...)

[Philipp G (Gast)]

Hi Achim,

alles klar, vielen Dank für die Hilfe.