Hallo Leute, Ich habe eine steuerbare Konstantstromquelle mit Massebezogener Last im Anhang aufgebaut. Am Eingang kommen 0 - 5V von einem DAC. Laut Simulation funktioniert die Schaltung mit einem Lastwiderstand bis 200 Ohm und 20 mA maximalstrom was mir auch voll reicht. Könnt ihr mal drüber schaun ob da iwas besser gemacht werden könnte bzw ob die Schaltung so ok ist? Die Schaltung sollte möglichst wenig Platz bzw Bauteile in anspruch nehmen.
Kondi schrieb: > Ich habe eine steuerbare Konstantstromquelle mit Massebezogener Last im > Anhang aufgebaut Super, wird wohl die Howland-Stromquelle sein. Sie erfordert hochpräzise Widerstände im hunderten Ohm Bereich, und die CMRR des OpAmps sollte möglichst gut sein sonst wird es keine Konstantstromquelle, zudem fällt die Regelung bei schnelleren Laständerungen (Frequenz) deutlich ab.
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Sorry, noch mal den Anhang nachgereicht. Schnelle änderungen (sollte) es eigentlich keine geben.
Viel zu kompliziert!!! Ich hatte mal eine Konstantstromquelle, regelbar von (0... bis 1)A mit zwei 78xx plus einem Transistor gebaut. Kannst Du nachlesen in einem Jahresschaltungsheft von Elektor. Das dürfte jetzt etwa 6 Jahre her sein.
> Am Eingang kommen 0 - 5V von einem DAC. Laut
Simulation funktioniert die Schaltung mit einem Lastwiderstand bis 200
Ohm und 20 mA maximalstrom was mir auch voll reicht.
Wichtig für die Auswahl der Schaltung ist wie hoch die
Versorgungsspannung für die Stromquelle ist. Wenn da nur 5V zur
Verfügung stehen, dann fällt schon so manche Lösung weg.
juergen schrieb: > Viel zu kompliziert!!! > Ich hatte mal eine Konstantstromquelle, regelbar von (0... bis 1)A mit > zwei 78xx plus einem Transistor gebaut. Kannst Du nachlesen in einem > Jahresschaltungsheft von Elektor. Das dürfte jetzt etwa 6 Jahre her > sein. Und wo finde ich die? bzw hast du auch eine Lösung für mich? Helmut S. schrieb: > Wichtig für die Auswahl der Schaltung ist wie hoch die > Versorgungsspannung für die Stromquelle ist. Wenn da nur 5V zur > Verfügung stehen, dann fällt schon so manche Lösung weg. Ja eigentlich wollte ich schon 5V zur Versorgung nehmen. Ich hätte auch noch 24V an zu bieten aber die sind ungeregelt und mit digitalen Störungen verrauscht. Da mir ein Ausgangswiderstand von 200 Ohm reicht wäre es eben Vorteilhaft bei 5V zu bleiben.
Kondi schrieb: > juergen schrieb: > Und wo finde ich die? bzw hast du auch eine Lösung für mich? > Pardon! Ich habe jetzt erst bemerkt, daß nur 5V anliegen. Dann geht das leider nicht. Viel Erfolg!
Kondi schrieb: > noch mal den Anhang nachgereicht 1 Ohm als Strommesswiderstand ? Also 20mV bei 20mA ? Na, immerhin hat der OpAmp nur Mikrovolt Messabweichung. Und dann einen Transistor nachschalten obwohl der OpAmp durchaus 20mA liefern kann ?
Michael B. schrieb: > 1 Ohm als Strommesswiderstand ? Also 20mV bei 20mA ? Na, immerhin hat > der OpAmp nur Mikrovolt Messabweichung. Ja das ist richtig. Der Messwiderstand ist noch nicht festgelegt. Da ich einen kleinen Spannungsfall bei 5V Versorgung über den Messwiderstand haben will könnte man den natürlich noch verkleinern. Michael B. schrieb: > Und dann einen Transistor nachschalten obwohl der OpAmp durchaus 20mA > liefern kann ? Der Transistor soll quasi den (teuren) OPV schützen. Die Konstanstromquelle ist zwar kurzschlussfest aber durch Spannungen von außen kann es natürlich zur beschädogung kommen. Zusätzlich will ich den OPV eigentlich nicht sonderlich belasten also weniger strom verursacht weniger wärme. Ist quasi nur zur Sicherheit so geplant. Welchen Transistor kann man hier denn nehmen? egal da OPV? oder doch einen rauscharmen?
Mir wäre das Design zu empfindlich, sprich der Shunt zu klein. Das ist natürlich ein Problem, wenn man nur noch 1V für Bipolartransistor und Shunt zur Verfügung hat. Ich habe etwas ähnliches anders realisiert: Meine Spannungsversorgung war aber auch unkritischer. Der Shunt liegt bei mir am Kollektor, Bezugspotential sind die 5V. Das Eingangssignal liegt invertiert an. Stellte aber kein Problem dar, da das Signal aus einen geglättetem PWM Signal bestand welches aus einem µC kam. Nachteil: Der Basisstrom wird durch den Shunt nicht erfasst. Wer es genau haben möchte setzt dann einen passenden J-Fet ein. Viel Erfolg!
Jörg H. schrieb: > Nachteil: Der Basisstrom wird durch den Shunt nicht erfasst. Ja deswegen dachte ich es wäre so besser. Naja die Spannungs am Shunt sollte doch mit dem OPV möglich sein. Ich mein Störungen von außen ja je kleiner die Shunt-Spannung desto schlechter klar. Welchen Transitor kann man denn hier nehmen?
Sieht mir aber stark nach Messwandler (Signalwandler)aus. Dafür würde ich die Schaltung nicht wirklich verwenden. Edit: Kann sein das Die Schaltung funktioniert. Aber Genauigkeit oder Temperaturstabilität sind bescheiden. Simulation ist nicht alles. Aber ich tue mich da auch immer schwer. Gruß Thomas
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Jörg H. schrieb: > Bei deinem Plan kann man den BC547 schon nehmen. Der Transistor stört > mich am wenigsten. Thomas B. schrieb: > Kann sein das Die Schaltung funktioniert. > Aber Genauigkeit oder Temperaturstabilität sind bescheiden. > Simulation ist nicht alles. > Aber ich tue mich da auch immer schwer. Was könnte ich verbesser? Gibts ein paar Vorschläge?
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Hier sind drei mögliche Schaltungen im Vergleich (ksq-schaltung.png): 1. Deine Schaltung: Sie stellt eine Variante der Howland-Stromquelle dar. Wenn der Opamp den gewüschten Ausgangsstrom liefern kann, kann man den BJT auch weglassen. 2. Eine andere klassische Schaltung: Da sie das Signal invertiert, musst du dies für den DAC-Wert ebenfalls tun. Auch in der Simulation wird das Eingangssignal umgedreht, damit die Ergebnisse besser verglichen werden können. Falls der durch den Basisstrom des BJT verursachte Fehler stören sollte, kann der BJT auch durch einen kleinen Mosfet (z.B. Si1013) ersetzt werden. 3. Eine minimalistische Schaltung: Sie ist nur für Opamps mit sehr geringem Eigenstromverbrauch geeignet und sollte erst einmal in der Praxis getestet werden. Auch sie invertiert das Signal. Das zweite Diagramm (ksq-tran.png) zeigt das Verhalten der drei Schaltungen bei einem Rechtecksignal (low=1V, high=4V, f=1kHz) am Eingang für drei verschiedene Lastwiderstände (10Ω grün, 80Ω blau und 200Ω rot). Alle drei Schaltungen liefern mit guter Genauigkeit die erwarteten Ströme von 4mA bzw. 16mA. Schaltung 2 ist aber deutlich schneller als die anderen beiden, da bei ihr das Ausgangssignal des Opamp stärker gegengekoppelt wird. Die Anstiegszeit bei Schaltung 1 und 3 ist zudem vom Lastwiderstand abhängig. Der Unterschied ist auch im Frequenzgang (ksq-ac.png) deutlich erkennbar. Wird in Schaltung 2 der BJT durch einen Mosfet ersetzt wird sie wegen dessen geringerer Steilheit (die zu einer schwächeren Gegenkopplung führt) etwas langsamer, bleibt aber immer noch deutlich schneller als die beiden anderen Schaltungen. Die Howland-Schaltung wird oft verdammt wegen der Lastabhängigkeit ihres Ausgangsstroms bei Ungenauigkeiten der Widerstände. Vernünftig angewandt¹, liegt der dadurch verursachte Fehler aber im Bereich der Widerstandstoleranzen und nicht etwa, wie von den Kritikern oft behauptet, um Größenordnungen darüber. In der nächsten Simulation (ksq-tran-tol.png) wurde jeweils einer der kritischen Widerstände (R1, R9 und R13) um 5% vekleinert. Entsprechend steigt der von den Schaltungen gelieferte Strom um maximal etwa 5% an. Während bei Schaltung 1 der Fehler beim Vergrößern des Lastwiderstands abnimmt, bleibt er bei Schaltung 2 und 3 – unabhängig von der Last – immer gleich groß. Da Schaltung 2 gegenüber den beiden anderen kaum Nachteile hat, ist sie wohl in den meisten Anwendungsfällen die beste Wahl. Mit einem Mosfet anstelle des BJT ist sie auch für recht hohe Ströme geeignet. ——————————— ¹) Der Lastleitwert sollte nicht wesentlich kleiner als die Transkonduktanz der Schaltung oder –anders ausgedrückt – die Ausgangsspannung nicht wesentlich größer als die Eingangsspannung sein.
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Bearbeitet durch Moderator
Respekt. Schöner Beitrag muss hier mal gesagt werden! Vielen Dank! Schaltung 2 schaut wirklich sehr gut aus. Kenn ich auch allerdings hat mich die invertierung des Eingangssignals von ihr abgehalten. Die Invertierung könnte ich höchstens mit einem weiteren OPV realisieren und das sind mir dann eigentlich zu viele Bauteile. Was meint Ihr? Könnte man die Invertierung noch anders realisieren?
Auf die Software, die den DAC steuert, hast du keinen Zugriff?
Yalu X. schrieb: > Auf die Software, die den DAC steuert, hast du keinen Zugriff? Doch. Hab mir auch schön überlegt die Invertierung einfach per Software durch zu führen. Aber was passiert beim initialisiern?
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