Chopper Verstärker

[jones (Gast)]

Hallo,

ich möchte ein sehr kleines Stromsignal, von Fotodiode (DC+AC-Anteile) 
(0,1µV) in ein Spannungssignal verstärken. Problematisch dabei ist das 
der DC Anteil wesesentlich größer als der AC Anteil ist. Dadurch stoße 
ich immer sehr schnell an die Grenzen des Arbeitsbereichs bei Verwendung 
eines normalen I-U-Wandlers.
Da für mich der DC Anteil irrelevant ist, kann ich diesen also 
herausfiltern und nur mein AC-Signal verstärken.
Um dies zu erreichen möchte ich einen Chopper-Verstärker+Auto-Zeroing 
verwenden, allerdings gibt es hier wohl unterschiede, da manche auch den 
Gleichanteil mit verstärken. Dies geht meiner Meinung nach aus den 
Datenblättern nicht unbedingt hervor. (siehe Anhang)

Hat jemand Erfahrung mit Chopper-Verstärkern+Autozeroing und kann man 
diese als einen normalen I-U-Wandler nehmen?
Kennt jemand noch weitere Typen von Verstärkern welche eine 
Offsetkompensation durchführen?

Vielen Dank

[aha (Gast)]

Ja. Du nimmst einen normalen Versterker und koppelst nur den AC Teil zum 
Verstaerken. Jede Stufe mit einer AC Kopplung versehen und gut ist.
Ich denke die erste Stufe kann DC gekoppelt sein, zB Verstaerkung von 
100, dann zwei AC gekoppelte Stufen die auch je 100 machen. Falls die 
Frequenz auch schon vorgegeben ist, kann man auch Bandpaesse nehmen.

[MaWin (Gast)]

Hmm, ich wollte erst sagen: Chopper Verstärker sind out, heute gibt es 
zero drift. Der AD8551 ist aber ein zero drift, kein Chopper.
Aber auch Chopper Verstärker verstärken Gleichspannung.

Was du suchst, nennt sich Kondensator. Der trennt als Koppelkondenstaor 
den Gleichanteil vom Wechselstromanteil ab, mit aussuchbarer 
Grenzfrequenz.

Ob dann dahinter so was präzises wie ein AD8551 kommt, ein LT1014 oder 
schon ein LM324 reicht, liegt an dir.

[jones (Gast)]

@mawin: ein HP mit Koppelkondensator ist nicht so gut. durch die geringe 
Grenzfrequenz wird die Zeitkonstane einfach zu hoch!

[aha (Gast)]

Was soll denn die untere Grenzfrequenz sein ?

[jones (Gast)]

diese soll bei 0,1 Hz liegen!

[Abdul K. (ehydra)]

1. Von LTC gibt es eine AppNote für einen U/F-Wandler über 1:1e8

2. Oder nimm einen Instrumentenverstärker, dessen zweiter Eingang
tiefpaßgefiltert ist und im Strahlweg machst du einen Splitter (z.B. 
eine schräge Glasplatte). Wobei die zweite Fotodiode einen Kondi 
parallel hat.

3. Eine AGC-Schaltung, wie sie bei HF-Empfängern üblich ist. Ein TCA440 
hat schon fast 100dB Regelbereich.

4. Die Chopperverstärker arbeiten durchweg mit interner Kompensation. 
Was du brauchst, ist aber externe!

5. Könnte mir auch noch eine Abart eines SCF vorstellen. z.B. eine 
Sample-Hold und danach ein Subtrahierer.


Gruß -
Abdul

[max (Gast)]

Oben habe ich gelesen  "0,1uV  "
Da kommt höchstens der LTC 1014 in Frage, nicht der LM324 wegen der 
Rauschspannung.

Die Spannungsversorgung darf nicht direkt vom LM7805/LM7812 sein, denn 
diese hat schon 1mV Rauschspannung.

Ich habe mit einem Verstärker mit 1uV Experiementiert. Da sind Dukos, 
Abschirmungen und eine sehr gut überlegte Masse erforderlich. Hatte 
meine Schaltung in einer abgeschirmten Box und es hat einigermaßen 
funktioniert. Danach habe ich diese Schaltung nochmals geschirmt (2. 
Schirmung) und es waren mehr Störungen ersichtlich.

Hast Du eine eingeschränkte Bandbreite?
Wertest Du das Signal danach stochastisch aus?

Sag uns mehr über deinen Pläne.

[jones (Gast)]

im Anhang der Schaltplan,
1) Das der Fotostrom setzt sich aus einem AC und DC Anteil zusammen!
2) Bei starker Verstärkung verlasse ich schnelle meinen Arbeitsbereich 
durch den hohen DC-Anteil (Offset)
3) Ich muss also den Offset vor dem Verstärker herausfiltern. Da mich 
dieser sowieso nicht interessiert!

meine Bandbreite des Signal welche ich benötige: 0,1 bis 10 Hz

habe es schon mit Koppelkondensator versucht, leider nur mit mäßigem 
erfolg.
Gibt es eine Faustformel zum berechenen der Kapazität?
wie wirkt sich ein HP aus, da es ja ein Stromsignal ist?

[max (Gast)]

Würde den TLC272 durch einen besseren OP ersetzen.
Mein Lieblings OPV ist OP27. Der Hat ca 1/10 Offsetspannung (10,20,oder 
30uV) und rauscht auch weniger.
Gegen 50Hz oder 100 Hz Brumm mache empfehle ich 20 Messungen mit einer 
Abtastrate von 1 ms. Diese Werte dann addieren und die 50Hz oder 100 Hz 
(von Leuchtstofflampen) sind gefiltert.

Bei der Schaltung (BPW34/1MOhm) oben ist auf die Schwingneigung zu 
achten. Es fehlt die Phasenreserve.