Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 1 mV Spannungsreferenz (floating) benötigt


von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo ich habe eine Schaltung für die brauche ich eine 1 
Millivolt-Spannungsquelle, die nicht geerdet ist. Sie darf nicht auf ein 
Potential festgelegt sein, weil die Spannungsquelle zwischen dem - 
Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers liegt, der 
unterschiedliche Pegel während seiner Regelung annimmt. Ich kann die 
Spannung auch nicht auf 1.25 Volt erhöhen und eine einfache 
Spannungsreferenz (z.B. LT1634-1.25) zu nehmen, weil dann im 
Ausgangszweig die Parameterwerte gesprengt würden.

Eine Referenz mit Spannungsteiler könnte ich ja problemlos 1 mV erzeugen 
nur wäre dann auf einer Seite das Potential festgelegt.

Man müßte irgendwie die Referenz potentialfrei bekommen mit einem 
weiteren OPV, nur ich komme grade nicht drauf wie. Bzw. eine Möglichkeit 
wäre das ganze auf eine Stromquelle zu transferieren. Dann bräuchte ich 
eine Potentialfreie Konstantstromquelle für z.B. 1 Mikroampere. Da weiß 
ich aber auch keine Schaltung gerade die das potentialfrei macht.

Zur Verdeutlichung ein Schaltplan, die Spannungsquelle V3 soll 
realisiert werden.

Ich wäre dankbar für Ideen und Anregungen oder auch Links.

von Hp M. (nachtmix)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Eine Referenz mit Spannungsteiler könnte ich ja problemlos 1 mV erzeugen
> nur wäre dann auf einer Seite das Potential festgelegt.

Dann nimmt man eben eine Batterie zur Versorgung.

von ths (Gast)


Lesenswert?

Wieso potentialfrei? Eine Spannungsquelle mit Bezug auf -IN tut es doch.

von voltwide (Gast)


Lesenswert?

Wenn es denn unbedingt sein muss - Stromquelle 1uA, Widerstand 1kOhm

von Frank (Gast)


Lesenswert?

ths schrieb:
> Wieso potentialfrei? Eine Spannungsquelle mit Bezug auf -IN tut es
> doch.
Ja und wie soll die dann aussehen? 1 mV ist ja bekanntlich nicht so 
einfach zu haben. Es geht ja gerade darum diese Spannungsquelle zu 
realisieren. Das ich sie brauche ist mir ja bekannt.

voltwide schrieb:
> Wenn es denn unbedingt sein muss - Stromquelle 1uA, Widerstand 1kOhm
z.B. nur wie sieht dann die potentialfreie Stromquelle dafür aus?

> Dann nimmt man eben eine Batterie zur Versorgung.
Die ja bekanntlich kein mV ergibt.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Dir ist schon klar, das gewöhnliche OP-Amps (auch deiner) einen 
Eingangs-Offset von einigen Millivolt haben?

Deine 1mV Referenz würde nur Sinn machen, wenn du einen OP-Amp mit exakt 
gleichen Eingängen hast.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Gut eine potentialfreie Spannungsquelle, diese dann auf eine Referenz 
und den Referenzwert teilen und Ausgang mit Spannungsfolger 
stabilisieren. Diesen ganzen potentialfreien Schaltungsteil dann 
aufsetzen. Ist natürlich eine Möglichkeit. Allerdings ist eine 
zusätzliche potentialfreie Spannungsquelle natürlich recht unangenehm, 
egal ob Batterie oder zusätzlicher Transformator. Ich will das ja 
eigentlich genau ersetzen wie gesagt.

Läßt sich das nicht mit einer OPV-Schaltung aus existierenden Spannungen 
realisieren? Zumindest die Stromquellenvariante müßte so aus vorhandenen 
Spannungen gehen denke ich.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Hallo ich habe eine Schaltung für die brauche ich eine 1
> Millivolt-Spannungsquelle, die nicht geerdet ist. Sie darf nicht auf ein
> Potential festgelegt sein, weil die Spannungsquelle zwischen dem -
> Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers liegt

Sowas gibt es nicht. Und es braucht auch keiner (genau deswegen
gibt es das auch nicht). Darf man erfahren, warum du glaubst,
du bräuchtest so etwas?

von Joe F. (easylife)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wenn ich das richtig sehe, möchtest du doch, dass am Ausgang des Op-Amps 
1mV mehr ausgegeben wird, als am (-)-Eingang.
Du könntest mit einem zusätzlichen Op-Amp dieses mV auch einfach 
hinterher addieren (siehe Anhang).

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Dir ist schon klar, das gewöhnliche OP-Amps (auch deiner) einen
> Eingangs-Offset von einigen Millivolt haben?
Das spielt keine Rolle, denn der Offsset ist ja recht konstant und kann 
mit der Spannungsquelle V3 auch gleich abgeglichen werden: 
V3=-Voffset+1mV.

> Deine 1mV Referenz würde nur Sinn machen, wenn du einen OP-Amp mit exakt
> gleichen Eingängen hast.
s.o.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Joe F. schrieb:
> Wenn ich das richtig sehe, möchtest du doch, dass am Ausgang des
> Op-Amps 1mV mehr ausgegeben wird, als am (-)-Eingang.
1 mV mehr als am V+ Eingang, aber mit V-=V+ wäre das gleichbedeutend.

> Du könntest mit einem zusätzlichen Op-Amp dieses mV auch einfach
> hinterher addieren (siehe Anhang).
Das mit dem Addierer ist eine sehr gute Idee. Das werde ich gleich 
ausprobieren sieht aber sehr vielversprechend aus (gibt ja so wie Du es 
gemacht hast schon genau das richtige aus).

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Frank schrieb:
>> Hallo ich habe eine Schaltung für die brauche ich eine 1
>> Millivolt-Spannungsquelle, die nicht geerdet ist. Sie darf nicht auf ein
>> Potential festgelegt sein, weil die Spannungsquelle zwischen dem -
>> Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers liegt
> Sowas gibt es nicht.
Da sollte man immer vorsichtig sein mit solchen absoluten Aussagen, Joe 
F. hat im nächsten Beitrag eine gefunden.

> Und es braucht auch keiner
Na ich bin schon mal einer

> (genau deswegen gibt es das auch nicht).
Nehmen wir mal an wir wären alle noch Steinzeitmenschen, dann bräuchten 
wir eine Menge nicht. Wir wissen aber das es ganz vieles mehr gibt, was 
man eigentlich doch ganz gut gebrauchen kann.

> Darf man erfahren, warum du glaubst, du bräuchtest so etwas?
Weil ich gern mit Elektronik bastle? Ja müssen tue ich nicht, aber 
wollen und dann brauche ich das. Ich meine wir sind hier ja in einem 
Bastlerforum, oder nicht?

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Da sollte man immer vorsichtig sein mit solchen absoluten Aussagen, Joe
> F. hat im nächsten Beitrag eine gefunden.

Naja, die Aussage ist ja nicht so ganz falsch...
Die Spannungs (+ Stromquelle) in meinem Vorschlag ist ja auch auf GND 
bezogen (Widerstandsteiler R7, R8).
Diese Lösung ist allerdings absolut praxisuntauglich, denn die dazu 
nötigen Widerstandstoleranzen (5M / 2.008K) sind unrealistisch.

Die Frage war eher, ist das was du suchst eigentlich "nur" eine 
Schaltung, die zu einem Eingangssignal 1mV addiert.
Das scheint ja so zu sein, und jetzt kann man weiter darüber nachdenken, 
wie man das praxistauglich umsetzen könnte.

Wie ist denn das Eingangssignal beschaffen? Ist es ein DC Signal, oder 
AC (das würde es wesentlich einfacher machen...)? Wenn AC, was ist die 
niedrigste Frequenz, mit der du arbeiten möchtest?

Und dann kommt auch bei mir irgendwie die Frage auf: wozu braucht man 
das überhaupt? 1mV ist verdammt wenig, und evtl. gibt es ja eine ganz 
andere Lösung für das offenbar existierende, übergeordnete Problem...

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (cyan)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Sowas gibt es nicht. Und es braucht auch keiner (genau deswegen
> gibt es das auch nicht).

Nur weil man etwas nicht kennt, heißt das noch lange nicht, dass es das 
nicht gibt.

Im Keithley 617 und 619 Elektrometer wird genau das gemacht, was der TO 
sucht. Nur sind die Spannungen 10V, 1V, und 0,1V bzw. immer 1V und gehen 
dann auf einen Referenzwiderstand anstatt direkt auf den Eingang. So 
wird in diesen Geräten die Stromquelle zur Widerstandsmessung 
realisiert.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Ja, 0.1V bekommt man ja mit Hausmitteln noch gut hin. 1mV ist halt nicht 
mehr ganz so trivial.
Deswegen die Frage nach dem Sinn und Zweck des ganzen.
Manchmal hat man ja den Fall, dass ein Signal hoch verstärkt werden 
soll, und dann stört schon der kleinste Offset am Eingang. Irgendwie 
klingt das ganze nach so einem Fall... Und dafür gäbe es u.U. bessere 
Lösungen.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Frank schrieb:
>>> Hallo ich habe eine Schaltung für die brauche ich eine 1
>>> Millivolt-Spannungsquelle, die nicht geerdet ist. Sie darf nicht auf ein
>>> Potential festgelegt sein, weil die Spannungsquelle zwischen dem -
>>> Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers liegt
>> Sowas gibt es nicht.
> Da sollte man immer vorsichtig sein mit solchen absoluten Aussagen, Joe
> F. hat im nächsten Beitrag eine gefunden.

Nein, hat er nicht.

>> Und es braucht auch keiner
> Na ich bin schon mal einer

Nein. Weil du keine floatende 1mV Referenz brauchst. Du hättest gern 
eine. Das ist was ganz anderes.

>> Darf man erfahren, warum du glaubst, du bräuchtest so etwas?

> Weil ich gern mit Elektronik bastle?

Wußte ich es doch. Du hast dir also, um Ziel A zu erreichen, eine 
Schaltung B ausgedacht. Und in dieser Schaltung kommt nun eine floatende 
1mV Referenzspannungsquelle vor. Die du nicht finden kannst.

Was Joe F. nun gemacht hat: er hat sich eine Lösung für ein (von ihm 
postuliertes) Problem A ausgedacht, die ohne eine solche floatende 
Referenz auskommt. Und - oh Wunder - die gleiche Lösung scheint nun auch 
für dich zu passen.

Du hast dich auf der Suche nach dem Ziel in eine Sackgasse manövriert. 
Joe hat die Sackgasse gezielt vermieden, indem er einen anderen Weg 
genommen hat.

Wenn du clever gewesen wärst, dann hättest du nicht gefragt, wie du 
wieder aus der Sackgasse rauskommst, sondern du hättest gefragt ob es 
einen anderen Weg zu Ziel gibt. Und eben deswegen habe ich dich danach 
gefragt, was denn eigentlich dein Ziel ist.

Es ist vollkommen egal, in welcher Sackgasse du gerade festsitzt, so 
lange man nur erkennt, daß es eine Sackgasse ist. Und bei einer 
floatenden 1mV Referenz war das sonnenklar.

von Henrik (Gast)


Lesenswert?

Ich schmeisse mal die REF200 in den Faden plus 10 Ohm.

Je eine 100µA Quelle an die obere und unter Versorgungsspannung und den 
10 Ohm dazwischen. 1mV Floating :)

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Dir ist schon klar, das gewöhnliche OP-Amps (auch deiner) einen
> Eingangs-Offset von einigen Millivolt haben?

Warum postet du Beiträge, wenn du sogar zu faul warst, das Datenblatt 
von diesem OpAmp zu lesen ?

Der hat immer unter 1mV, Frank will ihn also auf eine Seite zwingen.

Normalerweise nimmt man dafür OpAmps mit Offsetkalibrierungseingängen, 
aber als Rail-To-Rail OpAmp wüsste ich spontan auch keinen (was nichts 
heissen muss, ich hab nie danach gesucht).

Joe F. schrieb:
> Wie ist denn das Eingangssignal beschaffen? Ist es ein DC Signal

Bei einem 500Mhz OpAmp wohl eher nicht.

Axel S. schrieb:
> Und bei einer floatenden 1mV Referenz war das sonnenklar.

Na ja, alles eine Frage, wie genau dieses 1mV sein muss, bei 
Eigangsspannungen zwischen +2.5V und -2.5V. Sagen wir auf 0.1% genau. 
Wenn 5V 0.1%, sind 100% halt 5kV (die auf besser als 5V genau sein 
müssten).
1
      +--0R1---+
2
      |        |
3
      +--|-\   |
4
      |  |  >--+--
5
in ---(--|+/
6
      |
7
    2MOhm
8
      |
9
    -5kV
und schon hat er seine -1mV. Allerdings müsste man noch auf die 
Kapazität des Eingangs achten, glücklicherweise hat der LTC6268 mit 
0.47pF eine besonders niedrige.

von Ralf (Gast)


Lesenswert?

laberkopp schrieb:

>Warum postet du Beiträge, wenn du sogar zu faul warst, das Datenblatt
>von diesem OpAmp zu lesen ?
>Der hat immer unter 1mV, Frank will ihn also auf eine Seite zwingen.

Hast du selber das Datenblatt gelesen? Ich sehe da +-4,5mV.

von Ralf (Gast)


Lesenswert?

Die Idee mit der 5kV Spannungsquelle ist dafür aber echt genial.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Ralf schrieb:
> Hast du selber das Datenblatt gelesen? Ich sehe da +-4,5mV.

Bei 125 GradC und 4V. Normal +/-1mV. Auch die ganzen Diagramme liegen 
komfortabel unter 1mV. Nur wenn es heiss wird oder viel Strom aus dem 
Ausgang gezogen wird, werden die überschritten.

von Ralf (Gast)


Lesenswert?

+-1mV sind nur bei genau 25°C garantiert. Bei jeder anderen zulässigen 
Temperatur sind +-4,5mV möglich.

von kk (Gast)


Lesenswert?

Du kannst einen voll differentiellen Verstärker mit G=1 nehmen und 
dessen -Ausgang auf den Ausgang deiner aktuellen Schaltung legen.

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Joe F. schrieb:
> Frank schrieb:
>> Da sollte man immer vorsichtig sein mit solchen absoluten Aussagen, Joe
>> F. hat im nächsten Beitrag eine gefunden.
>
> Naja, die Aussage ist ja nicht so ganz falsch...
> Die Spannungs (+ Stromquelle) in meinem Vorschlag ist ja auch auf GND
> bezogen (Widerstandsteiler R7, R8).
Nein die Qualität Deiner Schaltung hast Du selbst nicht erkannt. Vout = 
Vin+1mV => 1 mV Spannungsquelle schwimmend. Ich hänge Deine gesamte 
Schaltung in meine Schaltung an die Stelle der Spannungsquelle. Ich 
brauch keinen Addierer. Ich finde Deinen Lösungsansatz für die 1 mV 
Spannungsquelle mittels Addierer eben genial.

> Diese Lösung ist allerdings absolut praxisuntauglich, denn die dazu
> nötigen Widerstandstoleranzen (5M / 2.008K) sind unrealistisch.
Was unrealistisch ist muß man sehen, aber an diese Widerstände gibt es 
doch keine Anforderungen, habe ja noch gar nichts bzgl. Genauigkeit 
gefordert. Mit 5% Widerständen würde es auch sauber funktionieren, mit 
1% Toleranz wäre es richtig genau und es gibt ja bekanntlich auch noch 
genauere Widerstände. Im Zweifelsfall kann man immer auch abgleichen.

> Die Frage war eher, ist das was du suchst eigentlich "nur" eine
> Schaltung, die zu einem Eingangssignal 1mV addiert.
> Das scheint ja so zu sein, und jetzt kann man weiter darüber nachdenken,
> wie man das praxistauglich umsetzen könnte.
Nein ich brauche wie ich sagte eine Spannungsquelle, bzw. ich brauche 
eine Realisierung der 1 mV Spannungsquelle in der von mir angegebenen 
Schaltung. In dem Zweig V- zu Vout des OPV gibt es nichts weiter, es 
gibt auch kein Eingangssignal.

> Wie ist denn das Eingangssignal beschaffen? Ist es ein DC Signal, oder
> AC (das würde es wesentlich einfacher machen...)? Wenn AC, was ist die
> niedrigste Frequenz, mit der du arbeiten möchtest?
Also wenn man das Schwimmen der Schaltung als Eingangssignal verstehen 
möchte dann liegt an Vout ein DC-Signal unbekannter Größe (aber nicht 
außerhalb der Betriebsspannung an. Vielleicht habe mich da mit dem 
potentialfrei unglücklich ausgedrückt, den ich meine nicht galvanisch 
getrennt sondern schwimmend.

> Und dann kommt auch bei mir irgendwie die Frage auf: wozu braucht man
> das überhaupt?
> 1mV ist verdammt wenig, und evtl. gibt es ja eine ganz
> andere Lösung für das offenbar existierende, übergeordnete Problem...
Mag sein, ist aber nicht meine Frage.

Henrik schrieb:
> Ich schmeisse mal die REF200 in den Faden plus 10 Ohm.
>
> Je eine 100µA Quelle an die obere und unter Versorgungsspannung und den
> 10 Ohm dazwischen. 1mV Floating :)
Ja so eine LT30xx Stromquelle die REF dürfte schwierig noch zu bekommen 
sein, das könnte man machen, allerdings ist das nicht schwimmend. Eine 
Seite des 10 Ohm Widerstandes zwingst Du ja auf ein Potential. Weder V- 
noch Vout des OPV darf auf ein Potential gezwungen werden. Man könnte 
den Strom der Stromquelle über einen Optokoppler laufen lassen, das wird 
zwar etwas ungenau, aber würde gehen. Und dann einen Widerstand parallel 
in den V- Vout Kreis.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> In dem Zweig V- zu Vout des OPV gibt es nichts weiter, es
> gibt auch kein Eingangssignal.

Was soll das für eine Schaltung sein? Was soll die machen?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Vielleicht habe mich da mit dem
> potentialfrei unglücklich ausgedrückt, den ich meine nicht galvanisch
> getrennt sondern schwimmend.

Ja, das erscheint mir absolut so ...

von Frank (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Na ja, alles eine Frage, wie genau dieses 1mV sein muss, bei
> Eigangsspannungen zwischen +2.5V und -2.5V. Sagen wir auf 0.1% genau.
Also +/-5% reicht mir vorläufig. +/-1% wären wünschenswert und eine 
höhere Genauigkeit wäre irrelevant. Im Notfall könnte ich auch mit 
weniger als +/-10% leben, ggf. mit der Option abzugleichen.

Sprich die Genauigkeitsanforderung ist nicht sehr hoch. Macht Euch auch 
wegen dem OPV keinen Kopf. der hat 200yV typisch, die kann man aber auch 
genau mit diesen 1 mV abgleichen wie bereits erwähnt. Der Ausgang ist 
ohne Belastung, eine Erwärmung gibt es nicht. Ich will das bei mir in 
geschlossenen Räumen benutzen also Temperaturgeschichten sind 
vernachlässigbar (18-28°C).

kk schrieb:
> Du kannst einen voll differentiellen Verstärker mit G=1 nehmen und
> dessen -Ausgang auf den Ausgang deiner aktuellen Schaltung legen.
Erstmal Danke für den Vorschlag. Das Funktionsprinzip ist mir noch nicht 
ganz klar? Oder meinst Du den Eingang des OPV (V-) als Eingang für den 
differentiellen Verstärker? Wäre nett, wenn Du das ein wenig ausführen 
könntest.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Wäre nett, wenn Du das ein wenig ausführen könntest.
Wäre nett wenn du auf Rückfragen reagieren würdest :-)

von Jens (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mit dem Poti auf 1mV abgleichen.

von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Also hier mal die Schaltung nach Vorschlag von Joe F.

In der Simulation bekomme ich allerdings abweichende Werte, ich habe in 
der Simulation Vout = Vin + 27 mV (statt +1 mV).

Der Addierer schaut mir auch nicht ganz richtig aus, ich versuche das 
mal umzubauen.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Also hier mal die Schaltung nach Vorschlag von Joe F.
???

> Der Addierer schaut mir auch nicht ganz richtig aus, ich versuche das
> mal umzubauen.
???????

Was willst du mit der Zusammenschaltung von 2 Op-Amp Ausgängen 
bezwecken?
Noch dazu, wenn (+)-IN von U1 offen ist?

Achso, jetzt verstehe ich, du denkst meine Schaltung wäre sozusagen eine 
floatende 1mV Batterie.
Das ist sie nicht.
Mein Addierer war als Ersatz für deine Schaltung gedacht.
Wenn du es unbedingt als Spannungsquelle nehmen willst, musst du die 
Schaltung natürlich anders herum einbauen, und die 1mV vom Eingang 
abziehen (die 5M nach VCC statt VSS).

Ich würde wirklich mal vorschlagen, du stellst mal die Schaltung vor, in 
der diese -1mV benötigt werden.
Bisher sieht man hier immer einen Op-Amp, bei dem nur (-)-IN beschaltet 
ist.

Im Übrigen sind die Lösungen mit den Stromquellen auch sehr elegant.

: Bearbeitet durch User
von Frank (Gast)


Lesenswert?

Jens schrieb:
> Mit dem Poti auf 1mV abgleichen.

Sehr schön, mit nem 421 Ohm Widerstand komme ich in der Simulation auf 
0,994 mV. Also weit genauer als gefordert und bei 1% Widerstandstoleranz 
liegt man auch so +/- 2% genau.

Welche Bedeutung hat eigentlich der 100 Ohm Widerstand R2? Ich habe ihn 
mal weggelassen, geht dann fast besser (0,996 mV).

Super. Das ist die Stromquellenvariante mit einer JFET-Stromquelle die 
Vout als sich aus Vout selber speist. Sehr sehr clever muß ich schon 
sagen.

Ja der JFET Strom ist nicht absolut bekannt und so muß man für jedes 
Bauteil abgleichen, aber ich habe ja ausdrücklich gesagt, das ist okay. 
Da kann man den OPV-Offset gleich mitabgleichen.

Den Kondensator C1 habe ich auch mal rausgenommen, der verzögert die 
Regelung, und scheint in der Simulation zumindest für die Stabilität 
nicht notwendig zu sein. Jetzt verstehe ich auch R2 denke ich, der soll 
die Freuqnz harabsetzen, damit C1 kleiner sein kann, oder?

Okay ein Filterglied optional, werde das mal aufbauen, laut 
ltspice-Simulation ist es auch ohne stabil. Hattest Du Probleme mit 
Schwingen?

von Stop (Gast)


Lesenswert?

Du kriegst ab jetzt eh keine Antworten mehr,  bis du mal mehr über deine 
eigentliche Schaltung / dein eigentliches Problem erzählst. Ich bin mir 
zu 100% sicher: dein Problem lässt sich einfacher lösen. Außer deine 
Grundidee ist deine floatende potentialfreie Spannungsquelle ohne 
weiteren Schaltungsbezug...

von Frank (Gast)


Lesenswert?

> Achso, jetzt verstehe ich, du denkst meine Schaltung wäre sozusagen eine
> floatende 1mV Batterie.
> Das ist sie nicht.
Das ist sie schon, und zwar ganz exakt. Ich sage ja Du hast noch nicht 
realisiert, was Du da eigentlich geschaffen hast.
Eventuell liegt es nur an der Art der Zusammenschaltung.
Vielleicht sollte man auf beide Ausgänge noch einen Widerstand geben 
bevor man die Ausgänge zusammenschaltet.

> Mein Addierer war als Ersatz für deine Schaltung gedacht.
Ist es aber nicht. Ich habe ja kein Eingangssignal. Aber Du hast eine 
Lösung für das eigentliche Problem gefunden.

> Wenn du es unbedingt als Spannungsquelle nehmen willst, musst du die
> Schaltung natürlich anders herum einbauen, und die 1mV vom Eingang
> abziehen (die 5M nach VCC statt VSS).
Das funktioniert nicht. Umgedreht schwingt sie und mit Vcc statt VSS 
schwingt sie nicht, erzeugt aber auch kein dV = 1 mV (sondern dV = 0).
Ich meine ob man jetzt 1 mV anlegt oder -1 mV und das "Bauteil" umdreht 
ist doch recht gleich. Natürlich kann man in einer Variante 
Verschaltungsprobleme lösen. Ja aber nur VCC auf VSS schalten 
funktioniert jedenfalls noch nicht.

> Im Übrigen sind die Lösungen mit den Stromquellen auch sehr elegant.
Ja sind sie, trotzdem gefällt mir das mit dem Addierer. Und wenn noch 
jemand eine andere tolle Idee hat ist das auch super. Ich werde alle 
ausprobieren, die zumindest in der Simu funktionieren.

>Bisher sieht man hier immer einen Op-Amp, bei dem nur (-)-IN beschaltet
>ist.
Ja der hilft beim Verständnis, warum die Spannungsquelle schwimmend sein 
muß. Weil sie eben genau da auch ist. Den kann man sich auch wegdenken, 
braucht man nicht unbedingt, dann hat man eine allgemeine Lösung. Aber 
eine spezielle Lösung für die Lage im Rückkopplungszweig ist für mich 
ausreichend. Das unterscheidet auch die Lösung von Jens (speziell) und 
Deiner (allgemein). Deshalb ist Deine mit dem Addierer auch sehr 
wertvoll da allgemein anwendbar, die von Jens ist auch toll, weil er die 
speziellen Gegebenheiten (Rückkopplungszweig) genial ausnutzt. Man kann 
auch sicher noch eine allgemeine Lösung für die Stromquellenvariante 
finden.

von Joe F. (easylife)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Frank schrieb:
> Das ist sie schon, und zwar ganz exakt. Ich sage ja Du hast noch nicht
> realisiert, was Du da eigentlich geschaffen hast.

Das ganze ist mir jetzt einfach zu bescheuert mit dir.
Ich habe ja diesen Addierer dimensioniert, und du baust ihn falsch herum 
ein und denkst dass ein Eingang ein Ausgang ist und betrachtest eine 
Op-Amp Schaltung als "Bauteil".
Ist doch irgendwie klar, wer das Ding hier nicht kapiert hat.

Stop schrieb:
> Du kriegst ab jetzt eh keine Antworten mehr,  bis du mal mehr über deine
> eigentliche Schaltung / dein eigentliches Problem erzählst.

Jupp, ganz deiner Meinung.

Anbei vorläufig letztmalig zum Verständnis:
Der Addierer hat einen Eingang und einen Ausgang. Die musst du richtig 
herum an deinen Op-Amp anschliessen.
Allerdings ist diese Aktion total sinnfrei, denn wie du vielleicht 
selbst erkennt, macht diese Schaltung dann genau das gleiche, wie die 
ursprüngliche (sie addiert 1mV), nur eben mit einem Op-Amp mehr.

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Frank schrieb:
>>Bisher sieht man hier immer einen Op-Amp, bei dem nur (-)-IN beschaltet
>>ist.
> Ja der hilft beim Verständnis, warum die Spannungsquelle schwimmend sein
> muß. Weil sie eben genau da auch ist. Den kann man sich auch wegdenken,
> braucht man nicht unbedingt, dann hat man eine allgemeine Lösung.

Irgendwie klingt das für mich nach "postfaktischem Zeitalter" und 
"alternative Wahrheit".
Warum nur?

von Frank (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Joe F. schrieb:
> Frank schrieb:
>> Das ist sie schon, und zwar ganz exakt. Ich sage ja Du hast noch nicht
>> realisiert, was Du da eigentlich geschaffen hast.
> Allerdings ist diese Aktion total sinnfrei, denn wie du vielleicht
> selbst erkennt, macht diese Schaltung dann genau das gleiche, wie die
> ursprüngliche (sie addiert 1mV), nur eben mit einem Op-Amp mehr.
Du hast keine Regelung geschaffen, sondern eine Spannungsquelle. Ohne 
den zusätzlichen OPV wird auch nichts geregelt. Du übersiehst da etwas. 
Vout ist bei Dir Vin + 1 mV nicht weil Dein OPV das regelt, sondern weil 
die Eingangsspannungsquelle sich ändert. Lass Dich deshalb also nicht 
täuschen (nur weil Du Vout = Vin + 1mV erhälst. Das macht eine Batterie 
auch, aber die Batterie regelt nichts). Vielleicht hilft das Dir ja: 
Deine Schaltung allein kann ja genau nicht irgendeine Drittgröße 
korrigieren/regeln, weil sie ja auf Vout = Vin + 1 mV gezwungen ist. 
Mein OPV ist das nicht, der kann beliebig regeln auf den rückgekoppelten 
Sollwert.

> Anbei vorläufig letztmalig zum Verständnis:
> Der Addierer hat einen Eingang und einen Ausgang. Die musst du richtig
> herum an deinen Op-Amp anschliessen.
Ich habe sie anders herum angeschlossen und bekomme dann ein Schwingen. 
Die Ausgangsspannung schwingt dann unkontrolliert (= Muster wie 
Rauschen) zwischen den Versorgungsspannungen (Ich habe eine genauere 
Simulation als Du eingestellt, deshalb schwingt es bei Dir ggf. nicht). 
Allerdings habe ich nun einen Filter eingebaut, 1 uF zwischen Deinem Vin 
und Vout, das stabilisiert dann Deine Spannungsquelle ausreichend und 
sie schwingt dann nicht mehr.

Und voila wir erhalten 1.00038 mV. Sehr schön.

Mal sehen wegen den Widerständen: Kritisch sind ja R20 R16:
Also bei 1% Abweichung maximal ungünstig komme ich auf 10.9% Abweichung 
bei der Ausgangsspannung Deiner Spannungsquelle, das wäre gerade noch 
ausreichend. Aber hier sollte man tatsächlich über 0,1% Widerstände 
nachdenken. Gut daß Du darauf hingewiesen hast.

Anbei die vollständige Schaltung dazu.

Super, jetzt haben wir schon zwei funktionierende Lösungen und eine ist 
auch noch allgemeiner als gefordert.

Ich werde beide auch mal real aufbauen, ggf. muß ich noch was bestellen. 
Aber ich bin immer noch offen für eine weitere Lösung. Immerhin sind 
alle Lösungen bisher allgemein in dem Sinne, daß sie für beliebige 
"Kleinspannungen" eingesetzt werden können (mit der Anpassung von 
lediglich einem Widerstand). Wenn also mal jemand eine 30 mV oder 0,2 mV 
Spannungsreferenz braucht die auch noch schwimmend verwendet werden 
können liegen hier Lösungen bereit.


Vielleicht versuch ich mich mal an der Stromquellenvariante mit 
Spannungsreferenz und OPV als Stromquelle statt JFET. Mit dem Trick von 
Jens geht das ev. auch ohne Optokoppler.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Super, jetzt haben wir schon zwei funktionierende Lösungen

Ich freue mich ganz dolle mit dir.
Danke auch, dass du mir meine Schaltung "erklärt" hast. Ich wusste gar 
nicht, dass der OP-Amp in meinem Fall nicht regelt, sondern eigentlich 
eine Batterie ist. Aber jetzt bin ich klüger.
OMG.

Begeistert bin ich auch von der Lösung, einen 500MHz FET-Op-Amp mit 
einem 1uF in der Gegenkopplung vom Schwingen abzuhalten. Das kommt in 
mein Notizbuch.

: Bearbeitet durch User
von Frank (Gast)


Lesenswert?

Joe F. schrieb:
> Frank schrieb:
>> Super, jetzt haben wir schon zwei funktionierende Lösungen
> Ich freue mich ganz dolle mit dir.
> Danke auch, dass du mir meine Schaltung "erklärt" hast. Ich wusste gar
> nicht, dass der OP-Amp in meinem Fall nicht regelt, sondern eigentlich
> eine Batterie ist.
Ich habe immer gesagt Du hast eine Spannungsquelle entwickelt und nie 
etwas anderes. Der Vergleich mit der Batterie war, um diesen Umstand zu 
verdeutlichen, denn diese ist auch eine Spannungsquelle und somit mit 
Deiner Schaltung austauschbar. Vielleicht solltest Du darüber wirklich 
mal in Ruhe nachdenken, es ist wirklich nicht einfach zu verstehen.

> Begeistert bin ich auch von der Lösung, einen 500MHz FET-Op-Amp mit
> einem 1uF in der Gegenkopplung vom Schwingen abzuhalten. Das kommt in
> mein Notizbuch.
Ja Du scheinst zu vergessen, daß wir ja nur 1 mV am Kondensator anliegen 
haben, da muß man sich keine Sorgen machen wegen der 
Stromtreibefähigkeit des OPV. Habe auch keine Informationen im 
Datenblatt dazu gefunden, außer daß er allgemein viel Ausgangsstrom 
liefern kann. Ggf. kann man auch einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung 
oder eine kleinere Kapazität einsetzen.

Habe gerade nochmal eine Simulation gemacht, also man könnte auf einen 
Kondensator mit geringem Parallelwiderstand achten. Der stört ansonsten 
die Regelung minimal. Aber das ist so gering (im Nanovoltbereich), daß 
es zu den anderen Störgrößen wie z.B. Widerstandstoleranzen auch keine 
Rolle spielt.

Vorwiderstand zur Strombegrenzung beeinträchtigt die Schaltung hingegen 
stark (1% zusätzlicher Fehler), sollte man also lassen.

100 nF sind zu wenig, da wird er zwar nach einer gewissen Zeit wieder 
stabil, aber das gefällt mir gar nicht, wenn das schon in der Simulation 
so ist.

Bei 220 nF schwingt er nicht, aber ich würde sicherheitshalber mehr 
nehmen. 1 uF ist ein guter Wert, wenn man sich um die 
Stromtreibefähigkeit sorgt kann man auch 470 nF nehmen.

So für 1 uF habe ich den Strom gemessen (Simulation). Für 16 ns fließen 
in der Spitze 5,7 Milliampere, für 5 Mikrosekunden 700 uA. Das ist 
definitiv unter dem (DC-)Limit vom LTC6268 und praktisch auch jedem 
anderen OPV. Bei einem Volt sähe es sicher anders aus, aber bei 1 mV ist 
das kein Problem.

von Joe F. (easylife)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Vielleicht solltest Du darüber wirklich
> mal in Ruhe nachdenken, es ist wirklich nicht einfach zu verstehen.

Das Ding ist, du hast von Op-Amps offensichtlich überhaupt nicht die 
geringste Ahnung, legst aber einen unfassbar überheblichen und 
belehrenden Ton an den Tag. Dabei ist fast alles was du behauptest 
großer Unsinn. Mir fehlen da die Worte.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Einfach ignorieren, den Typ. Manchmal könnte man fast glauben, das 
Trumpeltier wäre jetzt hier im Forum unterwegs ...

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Frank schrieb:
> Hallo ich habe eine Schaltung für die brauche ich eine 1
> Millivolt-Spannungsquelle, die nicht geerdet ist.

In meinen vielen, vielen Jahren ist mir so etwas noch nicht
untergekommen!

Wer braucht außer einem TO so einen Schwachsinn?


Was soll man mit 0,001 Volt als Referenz anfangen wollen, wozu soll
das dienen?


Ich habe jetzt keinen Löffel und auch keinen Bock, den Thread 
durchzulesen,
aber bei dem Titel?


Wenn ich falsch liege, weil ich schon zu alt für diese Technik bin,
möge man es mir mitteilen...

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

So, jetzt habe ich mich vom Arsch bis zum Maul durchgehackt, also von
hinten nach vorne,

aber lesen

möchte ich den Thread wirklich nicht, der TO ist ein theoretisch
Durchgeknallter (Unschuldsvermutung gilt)  mit irgendwelchen Thesen - 1 
mV Spannungsreferenz...

Usw...

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

>> Begeistert bin ich auch von der Lösung, einen 500MHz FET-Op-Amp mit
>> einem 1uF in der Gegenkopplung vom Schwingen abzuhalten.

> Ja Du scheinst zu vergessen, daß wir ja nur 1 mV am Kondensator anliegen
> haben, da muß man sich keine Sorgen machen wegen der
> Stromtreibefähigkeit des OPV.

Darum geht es doch gar nicht!

Bei 500Mhz hat der 1µF Kondensator einen Widerstandwert von 0,0003 Ohm. 
Verglichen mit dem Eingangswiderstand des OP-Amps ist das ziemlicher 
Unsinn.

Dazu kommt, dass Kondensatoren eine gewisse parasitäre Induktivität 
haben. Je mehr µF umso mehr Induktivität. Und ich bin ziemlich sicher, 
dass der Widerstand der Induktivität bei 500Mhz mindestens 1.000 mal 
größer ist, als der kapazitive Widerstand.

Was wiederum bedeutet, dass dein Kondensator überwiegend induktiv wirkt, 
statt kapazitiv. Und damit unterdrückt er keine Schwingung, sondern 
fördert sie.

Diese Schaltung ist fachlich völliger Unfug!
(Sowas traue ich mich als Hobby Bastler nur selten zu behaupten.)

von Mani W. (e-doc)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Diese Schaltung ist fachlich völliger Unfug!
> (Sowas traue ich mich als Hobby Bastler nur selten zu behaupten.)

Womit Du absolut recht hast, und als Entwickler fragt man sich...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.