Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle


von Floria (Gast)


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Kann mir jemand sagen wie ich Iout berechnen kann?

von Harald W. (wilhelms)


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Floria schrieb:

> Kann mir jemand sagen wie ich Iout berechnen kann?

Ja, indem man die Formel benutzt.

von Teo D. (teoderix)


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Heute häufen sich aber solch dämlich Fragen gewaltig! Haben wir uns da 
einen lustigen Corona-Troll eingefangen?!

von Günter Lenz (Gast)


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Die Formel steht doch auf dem Schaltplan.

von Floria (Gast)


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Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf Iout 
sondern auch Vout oder auch andere Parameter?

von Floria (Gast)


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Floria schrieb:
> Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf Iout
> sondern auch Vout oder auch andere Parameter?

also ich mein nicht Vout sondern V+

von ArnoR (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Die Formel steht doch auf dem Schaltplan.

Ja, aber die Gleichung ist nur anwendbar, wenn Vin auf V+ bezogen wird 
und nicht wie üblich auf Masse.

von ArnoR (Gast)


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Floria schrieb:
>> Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf Iout
>> sondern auch Vout oder auch andere Parameter?
>
> also ich mein nicht Vout sondern V+

Du hast recht, siehe meine Antwort vorhin. Vin bezieht sich auf V+ und 
muss negativer als V+ sein. Wenn V+ beispielsweise 12V ist und Vin 1V, 
also auf Masse bezogen 11V, dann fließt eine Strom von 1A.

von MaWin (Gast)


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Floria schrieb:
> Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf
> Iout sondern auch Vout oder auch andere Parameter?

Meinungen sind unwichtig, Physik richtet sich nicht nach 
Diskussionsergebnissen oder Mehrheitsentscheid.

Schlimmer ist, daß die Ausgangsspannung erheblich von der Präzision der 
1k Widerstände abhängt. Wenn die sich auch nur um 1 Ohm unterscheiden, 
ist der ganze Ausgangsstrom Zufall.

Selbst mit 0.01% Widerständen sind 10% Genauigkeit nicht erreichnbar.

Das ist ein vollkommene Theorieshaltung, die in der Realität nicht 
befriedigend funktiniert.

ArnoR schrieb:
> Ja, aber die Gleichung ist nur anwendbar, wenn Vin auf V+ bezogen wird
> und nicht wie üblich auf Masse.

Da hat aber mal jemand die Schaltung so rein gar nicht verstanden.
Früher ging man in die Ecke um sich zu schämen.

von Floria (Gast)


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von Toxic (Gast)


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MaWin schrieb:
> Da hat aber mal jemand die Schaltung so rein gar nicht verstanden.
> Früher ging man in die Ecke um sich zu schämen.

Kannst du mal auf deine staendigen sarkastischen Bemerkungen verzichten 
und dein Wissen einfach nur sachlich und verstaendlich fuer die 
Allgemeinheit zur Verfuegung stellen?Ich habe mittlerweile die Lust 
verloren ueberhaupt noch irgendwas von "MaWin" zu lesen.

von MaWin (Gast)


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Floria schrieb:
> Aber ich komme noch immer nicht wie ich den Strom Isd berechne.

Grundlagen der Funktion eines Operationsverstärkers erlernen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Im Datenblatt ist nur dieser Schaltplan ohne Kommentar gezeigt (Seite 
13)
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/14923f.pdf

In der Appnote 105 stehen zwei kurze Absätze zur current sink im selben 
Datenblatt daneben (Seite 44 und 108).
https://cdn.hackaday.io/files/9676413977984/current%20sensing%20circuit%20collection.pdf
die Hauptaussage ist dass ein rail-to-rail OP nötig ist.

von Dieter (Gast)


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Mit der anders gemachten Schaltung kommst Du nie auf einen grünen Zweig.

Wenn es um das verstehen geht, dann Rechne dir die Werte für U_in gleich 
U/2, 0 und U (U: Versorgungsspannung) aus unter der Annahme der OP sei 
ideal.
(Zuerst unter der Annahme einer idealer invertierende OP-Schaltung.)

von Dietrich L. (dietrichl)


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Floria schrieb:
> Floria schrieb:
>> Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf Iout
>> sondern auch Vout oder auch andere Parameter?
>
> also ich mein nicht Vout sondern V+

Nein, V+ hat keinen Einfluss, denn V+ geht ein in beide 1kΩ 
Spannungsteiler: die am (+) und am (-)-Eingang. Das ist eine 
ratiometrische Messung, wodurch V+ herausfällt.
Allerdings ganz richtig ist die angegebene Formel nicht, denn sie 
berücksichtigt nicht den Strom, der durch den Spannungteiler am 
(-)-Eingang fließt. Dadurch ist der Fehler max. 0,05% (1Ω / 2*1kΩ). Über 
diesen Umweg geht V+ also doch wieder in das Ergebnis ein.

Aber wie schon MaWin sagte: die Toleranzen der 1kΩ-Widerstände haben 
einen wesentlich größeren Einfluss als dieser Fehler.

von Dieter (Gast)


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MaWin schrieb:
> Selbst mit 0.01% Widerständen sind 10% Genauigkeit nicht erreichnbar.

Jetzt könnte ich Deine Worte, die Du immer gleich wirfst, hier 
berechtigterweise anbringen.
Es addieren sich die Fehler die Fehler der Widerstände. Wenn jeder 1% 
Toleranz habe und genau ideal daneben liegt, ergibt das 5% Gesamtfehler. 
Zu ergänzen wäre noch der Fehler durch den 1k und 1Ω Widerstand 
parallel, von 1/1000 also 0.1%. Also 5.1% alles zusammen.

von Floria (Gast)


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Ich glaube ich habes.
Wenn ich jetzt die zweite Schaltung nehme:
eine Verstärkung 1/25 --> d.h wenn ich 2,5V am OPv anlege habe ich eine 
Ausgangsspannung von 0,1V
Somit kann ich die parallel geschaltende Widerstände Rges=1 Ohm
somit habe ich eine Strom von 0,1V/1 Ohm=100mA

Kann ich das so machen oder ist mein Formel falsch

von Dieter (Gast)


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Nur bei kleinen V_in stört natuerlich der Offset durch die 
Ungenauigkeiten der Widerstände. Der absolute Fehler über den 
Strombereit ist zwar 5.1% bei dem Beispiel, aber wenn sich ein 
Offsetfehler von zum Beispiel 50mA ergibt, dann wird das im kleinen 
Strombereich recht ungenau. Der relative Fehler wäre dann, wenn Du 10mA 
haben wolltest bei 500%.

von Dieter (Gast)


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Mit dem Teiler hast Du die virtuelle Masse auf 1/5, dh. auf 1V gesetzt.
Der Verstärkungsfaktor liegt bei vier.
Wenn U_in 1V ist, ist daher U_out auch 1V, somit fallen an 3Ω also 4V 
ab. Sind somit 1.33A. Ist U_in 2V, dann wäre würde Differenz zur 
Virtuellen Masse 1V betragen, verstärkt auf den Ausgang mit vier also um 
-4V nach unten sausen, dh. U_out wäre -3V. Das kann der ideale OP aber 
nicht, weil er an die Grenzen der Versorgungsspannung gebunden ist.

von Toxic (Gast)


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Hier eine LTspice Simulation,die die Worst-Case-Faelle mit 1% Toleranz 
darstellen kann.
Die Simulation kann auch die Betriebsspannung mit einschliessen - sofern 
man es will.
Wie es gemacht wird,kann man hier nachlesen.
Man muss nun kein Profi sein um die Simulation einfach nur laufen zu 
lassen und Messungen durchzufuehren.

Informationen gibt es hier:

https://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-worst-case-circuit-analysis-with-minimal-simulations-runs.html

Der eignetlich Author der Gleichungen ist - glaube ich "Helmut S."

von 2 Cent (Gast)


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MaWin schrieb:
> Floria schrieb:
>> Ja, aber meine Meinung nach hat nicht nur Vin einen Einfluss auf
>> Iout sondern auch Vout oder auch andere Parameter?
>
> Meinungen sind unwichtig, Physik richtet sich nicht nach
> Diskussionsergebnissen oder Mehrheitsentscheid.
Starker Spruch, echt klasse! Überzeuge bitte mit Argumenten, in deiner 
Form ist das schwierig nachzuturnen... speziell für den TO nicht.


> Schlimmer ist, daß die Ausgangsspannung erheblich von der Präzision der
> 1k Widerstände abhängt. Wenn die sich auch nur um 1 Ohm unterscheiden,
> ist der ganze Ausgangsstrom Zufall.
> Selbst mit 0.01% Widerständen sind 10% Genauigkeit nicht erreichnbar.
> Das ist ein vollkommene Theorieshaltung, die in der Realität nicht
> befriedigend funktiniert.
Hmmpf, es ist suboptimal, aber soooo schlimm nun auch wieder nicht.


> ArnoR schrieb:
>> Ja, aber die Gleichung ist nur anwendbar, wenn Vin auf V+ bezogen wird
>> und nicht wie üblich auf Masse.
Auch Arno liegt manchmal daneben...
Was unter anderem für Verwirrung sorgt: Der Eingang Vin wird 
Schaltungstechnisch durch den Spannungsteiler mit Strom beaufschlagt, 
muss also normalerweise irgendwie gepuffert werden. Im offenen Fall: 
"unendlich Vollgas" anstatt "0". Das ist nicht üblich, aber auch nicht 
wirklich "falsch".

> Da hat aber mal jemand die Schaltung so rein gar nicht verstanden.
> Früher ging man in die Ecke um sich zu schämen.
Wer im Glashaus sitzt sollte sich nicht zu weit aus dem Fenster... oder 
so in etwa.


Ich zeichne das Schaltbild mal etwas um und schreibe für 1A(0,5A) 
Beispielspannungen dazu, dann wirds hoffentlich verständlicher.

Da alle zu messenden Spannungen halbiert werden verdoppelt sich der 
Offsetfehler des OPV, dafür darf dieser ein "nicht Rail-to-Rail" sein, 
jeder Feld/Wald/Wiesen-OPV erfüllt den zweck bei seiner halben 
Versorgungsspannung an seinen Eingängen [entspricht aus der Sicht des 
OPV einer symetrischen Versorgung], zumindest bei ausreichender 
Versorgungsspannung und thermisch entsprechend belastbarer Endstufe (der 
P-Mosfet).

OnTop: mit einem "fehlerhaften" Widerstand in rot eingezeichnet, um dem 
hiesigen MaWin ein Stück entgegenzukommen.

HTH


[[OFFTOPIC und EDIT: die jetzige -automatisch gezeigte- Vorschau ist 
prima gemacht, aber mir fehlt noch der Dateianhang in der Vorschau... 
jaja ist fordern auf hohem Niveaux ;-)]]

von 2 Cent (Gast)


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[[OFFTOPIC II
Inzwischen wurde ja einiges parallel geschrieben: soweit ich das bis 
jetzt sehe sprengen bereits solche Links:

Toxic schrieb:
> 
https://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-worst-case-circuit-analysis-with-minimal-simulations-runs.html

meine Bildschirmbreite: in Folge muss ich horizontal scrollen. Mecker! 
:D
]]
@MOD: falls solche Anmerkungen hier nicht reinpassen bitte nach 
"Webseite" verschieben oder besser (nach Kenntnissnahme) wegklemmen.
HTH

von Jens G. (jensig)


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>Inzwischen wurde ja einiges parallel geschrieben: soweit ich das bis
>jetzt sehe sprengen bereits solche Links:

>Toxic schrieb:
>>
>https://www.analog.com/en/technical-articles/ltspice-worst-case-circuit-
>analysis-with-minimal-simulations-runs.html
>meine Bildschirmbreite: in Folge muss ich horizontal scrollen. Mecker!

Bei mir nicht ...

: Bearbeitet durch User
von Augusto R. (Gast)


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MaWin schrieb:

> Grundlagen der Funktion eines Operationsverstärkers erlernen.

Weiterer Vorschlag, an Mawin (?) gerichtet:

Grundlagen des zivilisierten Umgangs den Mitmenschen gegenüber erlernen.


Hans

von MaWin 2 (Gast)


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Augusto R. schrieb:
> Weiterer Vorschlag, an Mawin (?) gerichtet:
>
> Grundlagen des zivilisierten Umgangs den Mitmenschen gegenüber erlernen.

Richtig so ?
MaWin's Kommentare lesen sich tatsächlich so, als wenn er die Grundlagen 
der Elektronik, mit aller Kraft in die Gehirne der Ahnungslosen, die 
sowieso schon bereits unter großen Schmerzen leiden, trotzdem noch 
erbarmungslos von oben reindrückt.

Lernen ist zwar bekanntlich immer irgendwo auch mit Schmerzen verbunden, 
aber nicht so unaufhaltsam und schonungslos, wie MaWin das macht.

https://youtu.be/Ai7_FKhNeK0

von op (Gast)


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Grundlagen eines OP zu lernen und auch zu verstehen ist kein Hexenwerk, 
keine Raketentechnik und sogar hier verständlich beschrieben.

Wer fragt sollte sich vorher schon mal bemüht haben die Aufgabenstellung 
zu lösen, sonst wird das nie was mit selbstständigen Denken.

Schlimm ist auch, dass man ohne eigene Denkleistung gar nicht beurteilen 
kann, ob gegebene Antworten richtig sein könnten.

Und was ist dann eine Antwort wert, auch wenn sie richtig war?

von 2 Cent (Gast)


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op schrieb:
> Und was ist dann eine Antwort wert, auch wenn sie richtig war?
Den guten Namen!

von op (Gast)


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>> Und was ist dann eine Antwort wert, auch wenn sie richtig war?
>Den guten Namen!

Ja, da hast Du vollkommen recht.

Aber dem Fragenden hilft diese Antwort nicht weiter, er kann die 
Richtigkeit nicht erkennen, genausowenig kann er eine falsche Antwort 
ausfindig machen.

Eine Antwort auswürfeln könnte er auch ohne jemals gefragt zu haben.

von Helmut S. (helmuts)



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Die Formel für den Laststrom ist komplexer als manche hier behaupten 
ohne je die Formel hergeleitet zu haben.

Irl = ( Vcc*(R4/(R3+R4))*(1 - R2/R1) + V(in)*R2/R1 ) / Rm - 
(Vcc*R4/(R3+R4) -V(in))/R1

Wenn alle Widerstände gleich sind, dann wird es einfacher. Der hintere 
Term ist der Strom der durch R1 und R2 wegfließt.

Irl = V(in)/Rm - (Vcc/2 -V(in))/R1

Allerdings haben die Widerstände natürlich Toleranzen.
Mit +/-1% Toleranz und 12V Versorgungsspannung erhält man im schlimmsten 
Fall +/-23% Toleranz des Konstantstromes. Siehe Bild.

Damit werden +/-0,1% Widerstände benötigt um auf +/-2,3% Toleranz für 
den Strom zu kommen. Hinzu kommt noch die Toleranz der 12V 
Versorgungsspannung.

Achtung, ich habe die Widerstände anders numeriert als in den bisher 
gezeigten Schaltungen.

: Bearbeitet durch User
von 2 Cent (Gast)


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op schrieb:
>>> Und was ist dann eine Antwort wert, auch wenn sie richtig war?
>>Den guten Namen!
>
> Ja, da hast Du vollkommen recht.
Der hat gesessen :D

> Aber dem Fragenden hilft diese Antwort nicht weiter, er kann die
> Richtigkeit nicht erkennen, genausowenig kann er eine falsche Antwort
> ausfindig machen.
Bei allen ironischen Antwoten ist dies auch für sogenannte 
Fortgeschrittene schwierig.


> Eine Antwort auswürfeln könnte er auch ohne jemals gefragt zu haben.
Ja.
Punkt.
Aber hier war die eigentliche Fragestellung wirklich (ohne Ironie) mehr 
als Fragwürdig.
Deswegen kommen auch/hauptsächlich Spassantworten, und "interne" 
Diskussionen; aka Spassantworten.


Ernsthafte, mit und ohne brauchbare Ironie gab es ja auch.....da haben 
wir dein gesehenes Problem wieder!


Ironie und/oder Witz verbieten?
-passt nicht hier hinein
-solche Diskussion wird an anderer Stelle schon heiss umkämpft


Aber ja, da hast Du vollkommen recht :D

von Dieter (Gast)


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Anbei die Simulation des gesamten Ausgangsbereiches.

Fehler +/-1%

Schön zu sehen der Absolute Fehler von 5.1% am Bereichsende.

Zu beachten dabei ist aber, dass mit R7 gegen Null das Bereichsende bei 
10A liegen würde.

Der Offsetfehler führt dazu dass der relative Fehler zu kleineren 
Strömen steigt.

Bei U_in von 1V für 1A ist der relative Fehler schon viel höher. Der 
absolute Fehler (der Offset) bleibt nahezu konstant.

Gegen U_in nach 0V, Soll wäre 0A, kann der relative Fehler sogar gegen 
unendlich streben.

Über den gesamten Bereich sieht man das besser finde ich.

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