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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transimpedanzverstärker, Ladungsverstärker, oder doch was anderes?


Autor: Benny (Gast)
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Hallo,
welche Verstärker ist die "beste" Lösung?
Ich möchte die Ladung eines Piezoelements damit verstärken.


Transimpedanzverstärker
(auch Strom-Spannungs-Wandler oder I-U-Wandler genannt) ist ein 
elektrischer Verstärker, der einen Eingangsstrom in eine proportionale 
Ausgangsspannung umwandelt. Es handelt sich also um eine stromgesteuerte 
Spannungsquelle.


Ladungsverstärker
Ein Ladungsverstärker ist in der elektrischen Messtechnik eine 
gebräuchliche Bezeichnung für einen Ladungs-Spannungs-Wandler, der die 
meist geringe Ladung eines piezoelektrischen Sensors in eine dazu 
proportionale elektrische Spannung umwandelt.

Der Unterschied ist doch (nur) die Kapazität im Rückkopplungszweig, 
oder? Die Kapazität bestimmt neben der eingespeisten Ladung die 
Ausgangsspannung. Aber das bewirkt R beim Transimpedanzverstärker doch 
auch, oder?

Was sind die Vor- und Nachteile dieser beiden Verstärker, insbesondere 
für mein Vorhaben?

Vielen Dank.
Gruß Benny

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Das hast Du im Text eigentlich bereits selbst erwähnt.

Der Transimpedanzwandler benötigt (bzw. wandelt) einen Eingangsstrom, 
und dieser muß/wird auch kontinuierlich(!) fließen, in eine 
Ausgangsspannung.
Das heißt er hat einen bekannten und mitunter recht niedrigen 
Eingangswiderstand.

Der Ladungsverstärker hingegen muß eine Ladung (also eine Spannung) 
möglichst rückwirkungsfrei Verstärken, d.h. es sollte im Idealfall kein 
Strom von der Ladungsquelle in den Eingang hineinfließen. Wäre ja auch 
blöd, denn dann würde sich ja die Ladung abbauen. Schau Dir dazu mal 
hier (http://www.mmf.de/messtechnik.htm) den Ladungsverstärker in Bild 9 
an. Dort solltest Du erkennen können, daß es hier keinen ohmschen 
Widerstand (als Bauteil) am Eingang gibt.

Aus dem oben genannten ergeben sich dann auch die entsprechenden 
Vor-/Nachteile bzw. sinnvollen/-losen Anwendungsgebiete.

Autor: Ulrich (Gast)
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Auch beim Ladungsverstärker fließt ein Strom in den Eingang und es gibt 
eine Rückwirkung. Der Unterschied liegt im Frequenzgang. Der 
Ladungsverstärker ist so etwas wie ein Transimpedanzverstärker mit 
nachgeschateltetem Integreirer. Dadurch der die niedriegen Frequenzen 
stark verstärkt und die hohen gedämpft.

Durch den Kondensator direkt in der Rückkopllung entfällt das Rauschen 
am Widerstand in der Transimpedanzverstärkerschaltung, oft die 
wesentliche Rauschquelle.

Was jetzt besser ist für einen Piezo hängt von der Anwendung ab.

Autor: Benny (Gast)
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Danke für eure Antworten.

Nur der Stromimpuls eines Piezoelements soll gemessen werden.

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