Hallo zusammen, ich nutze einen AD734 Multiplizierer. Mein Problem ist die Offsetspannung am Ausgang dieses Bauteiles. Trotz kurzgeschlossener Eingänge liegt eine temperaturabhängige Ausgangsspannung von ca. - 5 mV an. Diese Spannung sorgt im Betrieb zu einem relativ hohen Fehler (Ausgangssignalhöhe max. 1 V). Die Eingangspegel sind richtig bemessen und können u.U. bis zu 10 V betragen. Ich nutze die Basisschaltung nach "Figure 24" des Datenblattes. Z2 liegt auf Masse. Hat jemand eine Empfehlung für mich, wie ich die Ausgangsspannung (Eingänge kurzgeschlossen) runter bekommen kann, bzw. die starke Temperaturabhängigkeit reduzieren kann? Danke und Grüße
Multi92 schrieb: > Trotz kurzgeschlossener Eingänge liegt eine temperaturabhängige > Ausgangsspannung von ca. - 5 mV an. Das ist ein Grundproblem aller analogen Multiplizierer. Deshalb werden die heutzutager auch kaum noch verwendet. > Hat jemand eine Empfehlung für mich, wie ich die Ausgangsspannung > (Eingänge kurzgeschlossen) runter bekommen kann, Du könntest versuchen, aus mehreren ICs das Beste rauszusuchen. Einen stabilen Offset kann man natürlich mit einem Addierer am Eingang rauskompensieren (so wie bei jedem OPV).
Hört sich kniffelig an. Aussortieren ist leider nur schwer möglich, oder bietet AD das vielleicht sogar an? Ich hab eine SPS zur Verfügung, so kann ich den fehlerhaften Wert einfach rausrechnen...leider nur vor dem Betrieb... Also ist die Konsequenz, die IC Temperatur konstant zu steuern und der Offset sollte auch konstant bleiben. Jemand eine Idee ob es für kleine Boxen solche Klimagerät gibt?
Multi92 schrieb: > Jemand eine Idee ob es für kleine Boxen solche > Klimagerät gibt? Transistor, NTC und ein Op-Amp als kleine Heizung. Alles zusammen mit den Chips auf ein Blech (quasi Heizkörper). Man kann sogar den NTC sparen, weil man über Ube vom Transistor die Temperatur messen kann. Macht die Schaltung allerdings aufwendiger (oder auch nicht, etwa wenn man einen Mikrocontroller dafür benutzt).
Angehängte Dateien:
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Temperaturabhaengig.jpg
56 KB
Multi92 schrieb: > Hat jemand eine Empfehlung für mich, wie ich die Ausgangsspannung > (Eingänge kurzgeschlossen) runter bekommen kann, bzw. die starke > Temperaturabhängigkeit reduzieren kann? Starke Temperaturabhängigkeit? Übertreibe nicht... Ich habe einen Auszug aus dem Datenblatt angehangen, so stark sieht mir die Abhängigkeit nicht aus, wenn Du nicht mit dem Ding zwischen Kühlhaus und Armaturenbrett vom Auto hin und her rennst. Das Bisschen kannst Du doch herausrechnen lassen. ;-) MfG Paul
Das IC war vor 25 Jahren ein Teil meiner Abschlussarbeit, aber ohne den Rest der Schaltung, ohne Schaltplan einen Tip geben? Denk mal darüber nach!
So richtig habe ich das auch nicht verstanden. Selbst wenn am Eingang die paar mv anliegen, müsste durch die chip bedingte dividierung durch 10 der Offset sehr sehr gering sein, allerdings beträgt er je nach IC bis zu 5 mV. Meine Test sind ja auch bei ca. 25 Grad, wo kein großes Problem vorliegen sollte...auch wenn sich das IC schon etwas im Betrieb erwärmt. Ich verstehe auch nicht, warum niemals auf die relevante Offsetspannung am Ausgang im Datenblatt eingegangen wird.
Multi92 schrieb: > So richtig habe ich das auch nicht verstanden. Selbst wenn am Eingang > die paar mv anliegen, müsste durch die chip bedingte dividierung durch > 10 der Offset sehr sehr gering sein, allerdings beträgt er je nach IC > bis zu 5 mV. > Ich verstehe auch nicht, warum niemals auf die relevante Offsetspannung > am Ausgang im Datenblatt eingegangen wird. Wie ist dein Z-Eingang beschaltet? Du hast schon gesehen, dass der Z-Eingang, welcher sich direkt auf den Ausgang auswirkt, einen Offset von bis zu 20mV bei Raumtemperatur hat?
Bei RT (ca. 25 Grad) ist der Offset ca. 0 mv. Wie kommst du auf die 20 mv? Ich habe beschaltet wie Figure 24. Z2 liegt auf Masse. Masse ist das Bezugspotenzial der beiden Eingänge und des Ausgangs ist Masse. Eine der Z Eingänge ist wie im Datenblatt beschrieben gekoppelt mit dem Ausgang.
Multi92 schrieb: > Bei RT (ca. 25 Grad) ist der Offset ca. 0 mv. Wie kommst du auf die 20 > mv? Steht so im Datenblatt auf Seite 3. Auch der Z-Eingang hat halt einen Offset. Deine Werte liegen ebenfalls vollständig im zu erwartenden Bereich.
Das ist von Tmax bis Tmin. 125 Grad ist -50 mv und -55 Grad ist 20 mv. RT ist laut Diagramm relativ störungsfrei. Oder irre ich mich? Bin gerade unterwegs und kann das Datenblatt nicht öffnen.
Quatsch. Erstens bist du in der Zeile verrutscht. Über den gesamten Temperaturbereich sieht alles noch viel schlimmer aus. Bei 25°C kann der Offset des Z-Eingangs eben bis zu 20mV (je nach Typ) erreichen. Über den gesamten Temperaturbereich kann der Offset (je nach Typ) sogar bis zu 90mV erreichen. Zweitens kann man in der Regel nicht einfach sagen, dass Die maximalen Werte auch nur an den Endpunkten der Temperaturskala auftreten. In dem Fall hast du aber Glück und der Hersteller bietet ein paar nette Diagramme dazu. (die, die Paul hier schon zeigte) Und trotzdem bleibt es dabei, dass dieser Offset sich 1:1 auf den Ausgang durch schlägt. Bei anderen Exemplaren kann es durchaus sein, dass du am Ausgang 20mV als Abweichung bekommst. Vielleicht verrätst du ja, was du vor hast. Dann könnte man gucken, wie man das Problem umgehen kann. Evtl. durch einen anderen Multiplizierer oder eine externe Beschaltung.
@Christian: Hast absolut recht, hab mich da verschaut. So, ich habe einen Plan: 1.) Ich steige auf die B-Version des Multiplizierers um. Hat deutlich geringere Offsetwerte und ist noch bezahlbar. 2.) Zwar können die Eingangsgrößen 10 V erreichen, allerdings niemals zur gleichen Zeit. Eine direkte Multiplikation (ohne 1/10) kann niemals über 20 V betragen. Demnach mach ich über "Direct Denomination Control" die Dividierung auf den Wert 2. Hierdurch sollte der Offset am Z-Eingang nichtig (bzw. um den Faktor 5) werden. 3.) Den verbleibenden Offsetwert rechne ich durch die SPS raus und mögliche Temperaturschwankungen im Betrieb nehme ich als verkraftbaren Fehler hin. Sieht jemand einen Denkfehler? Zwar erhöhe ich durch Schritt 2 auch die Offsets der Eingangsgrößen, allerdings steigt ja auch der Signalpegel, womit es zumindest bei den X,Y Eingängen auf das gleiche hinauslaufen sollte.
Hallo zusammen, wie bereits angesprochen, plane ich die Direct Denomination Control des IC's zu nutzen (Siehe S. 11-12 vom Datenblatt). Vorgegeben sind 2 Schaltungen "Figure 22" und "Figure 23". Erstmal meine Frage zu Figure 23: Gehe ich recht der Annahme, dass das eingestellte Teilerverhältnis, stark von der Genauigkeit der Versorgungsspannung des IC's abhängt? Das bedeutet, selbst wenn man jede Platine mit Trimmer abgleichen würde, wäre eine Restungenauigkeit durch Temperaturdrifts der Widerstände und der Versorgungsspannung ein Problem? Meine Frage zu Figure 22: Da ich auf Trimmer verzichten möchte, würde ich gerne diese Schaltung nehmen. Mir schwebt ein Eigenbau einer Referenzspannungsquelle zu diesem Zweck vor. Mir sind auch die 0,7 V über dem Transistor egal, da ich dies per SPS rausrechnen kann (solang es konstant bleibt). Ich dachte an eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Leuchtdiode (oder Z-Diode). Wie schaut es hier mit dem Temperaturverhalten aus? Hat jemand Erfahrungen auf diesem Gebiet? Danke! :-)
Multi92 schrieb: > 0,7 V über dem Transistor egal, da ich dies > per SPS rausrechnen kann (solang es konstant bleibt) -2 mV / K Multi92 schrieb: > Leuchtdiode (oder > Z-Diode). Wie schaut es hier mit dem Temperaturverhalten aus? Kommt auf die Spannung an. Z-Dioden haben für <6 V so -4 mV / K (weniger werdend zu höheren Spannungen). Bei über 7 V hast du dann einen immer stärker werdenden positiven Tempco. Bei 6.2 V hast du eine Nullstelle im stromabhängigen Tempco. Kleine LEDs haben Tempcos im Bereich -3 bis -5 mV / K, ähnlich wie zwei Si-Dioden in Reihe.
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Die Offsetspannungen von Operationsverstärkern sind am geringsten, wenn beide Eingänge gleiche Widerstände sehen. Dann sind die Eingangsströme gleich. Der AD734 hat auch differentielle Eingänge, da dürfte dasselbe gelten. Also den unbenutzten Eingang nicht direkt auf GND legen, sondern ein R in Serie schalten.
Duerfen wir noch wissen, was das Ganze soll ? Allenfalls ergibt sich eine bessere Loesung.
Multiplizierer setze ich schon ewig nicht mehr ein, das macht alles die Firmware. Man könnte einen MC mit internem ADC nehmen und das Produkt über einen DAC oder PWM analog ausgeben. Z.B. je nach Anforderung, ATtiny24 (10Bit-ADC) oder C8052F350 (24Bit-ADC).
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Danke für die Infos.
@Christoph Kessler
Interessant, der Hinweis ist mir neu. Ich werde das mal ausprobieren.
Aber warum weißt dann AD im Datenblatt auf sowas nicht hin?
@jetztnicht
Ich bilde einfach P(t) = "U(t)"x"I(t)". Das Signal hat Spektralanteile
zwischen 1 kHz - 500 kHz. U.u. wäre die Sache digital ("DSO" bzw. mit
FPGA's) einfach zu lösen gewesen, aber da war mir die Offsetproblematik
noch nicht bekannt und nun bin ich zuweit für einen Richtungswechsel.
Bis auf die paar mv klappt ja auch alles prima...
Und weshalb sind die paar milliVolt wichtig ? Eine Regelung ? Eine Anzeige ?
Ich hole mir nach dem Multiplizierer den Mittelwert und die Spitzenwert. Bei der Spitzenleistung ist das Problem nahezu irrelevant, da P(t) starke Peaks hat. Bei der mittleren Leistung ist das Problem dafür sehr relevant, die Schaltung muss leider auf die hohen Peaks (der Eingangsgrößen) ausgelegt werden und hat am Ende einen sehr geringen Mittelwert, wo der Offset zu einem Fehler von 5 - 10 % (je nach IC unterschiedlich) führt. Die Eingänge sind bereits auf die maximalen Eingangsgrößen dimensioniert. Allerdings sind diese Maximalwerte nie zur gleichen Zeit, wodurch die Idee mit der Teileranpassung kam. Ich kenne die maximalen Spitzenleistungen und kann demnach, zumindest durch diesen Schritt Offsetfehler vom Z-Eingang reduzieren. Eine Idee mit elektrischen Filtern zu arbeiten habe ich nicht, ich wüsste nicht, wie ich diesen DC-Offset rausbekomme, ohne das Ausgangssignal zu beschneiden.
Es gibt von Analog Inc ein Handbuch ("Handbook of non-linear circuits"
oder so), da wurde m.E. ein temperaturkompensierter nichtlinearer
"Spannungsteiler" beschrieben (strukturell ähnlich eines Sine-Shaper
Netzwerks).
Ansonsten könnte man auch ganz klassisch analog Logarithmierer für die
Eingangsgröße(n) verwenden. Viel Spaß beim Transistoren nach Tempco
selektieren ... ;)
Ich denke, dass es zu diesem Punkt Sinn ergibt, den bisherigen Ansatz zu
verwerfen und es nochmal digital zu machen ; es hat schon triftige
Gründe (alle auf die du jetzt gestoßen bist, und ein paar mehr), dass
praktisch jeder Power Analyzer (dessen eine Teilfunktion du hier
implementierst) der letzten paar (~4) Jahrzehnte komplett digital
arbeitet.
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Oder man arbeitet jetzt viel mit Charakterisation (der Tempcos) [oder Temperaturregelung] und/oder automatischer Kalibrierung bzgl des DC Offsets. Das wäre evtl. ein Mittelweg. Durch letzteres hätte man natürlich öfter mal Totzeiten in der Erfassung.
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@Marian B.: Also meine Schaltung sieht RT von 10 - 35 °C. Das bedeutet für die Transistoren 50 mV T-Drift. Bei 0,7 V ist das Prozentual extrem viel... Ist das auch der Grund, weshalb bei Figure 23 der Transistor Qr noch Bestandteil der Schaltung ist? Kann ich vielleicht etwas mit ER anfangen? Die Spannung wird zwar mit einer Toleranz von +- 10 % angegeben (S. 11), sollte aber doch Temperaturstabil konstant bleiben?! Oder ist die erst nach "TC" konstant?
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