Hi, bin auf der Suche nach einem Transimpedanzverstärker mit den genannten Daten - das Wichtigste ist die Linearität. Eingangstrom: mA - Bereich Preis sollte unter 400 Euro bleiben. Könnt Ihr mir einen Hersteller sagen, der solche Geräte herstellt ? Gruß Sim
Also ich bin mir nicht sicher, ob es so etwas überhaupt von der Stange gibt. Die Anforderungen sind wahrscheinlich nicht ganz ohne, aber für 400 Euro bauen kann man das ganz sicher. Dazu müsste ich wissen: - Maximaler Eingangsstrom sprich Aussteuerungsbereich? - Eingangsimpedanz muß unter wieviel Ohm liegen? (10, 1, 0,1?!) - Gewünschte Belastbarkeit des Spannungsausgangs? - Linearität muß wie gut sein? (1%, 0,1%, 0,01%)? - Was für eine Spannungsversorgung steht zur Verfügung? - Symmetrische oder asymmetrische Übertragung, d.h. kann der Eingangsstrom in beide Richtungen fließen oder ist er immer positiv?
>Gain 1000 >Transimpedanzverstärker 1000 Volt Ausgangsspannung je Ampere Eingangsstrom?
> 1000 Volt Ausgangsspannung je Ampere Eingangsstrom? passt zusammen mit > Eingangstrom: mA - Bereich ja wieder halbwegs ins Weltbild. Ich habe vor einiger Zeit so etwas ähnliches gebaut. Da ging es um einen DAC mit Stromausgang. Mit einer Endstufe dahinter könnte das schon etwas für dich sein...
Eigentlich reden wir nur über so eine (vereinfacht) Schaltung:
.------[R]-----.
| |
| .------. |
I_in o---------o---|- | |
| |---o------ U_out
o---------o---|+ |
| '------'
GND
Korrekt... ...aber hinter so einer Opamp-Grundschaltung kann sich dann je nach Anforderungen schon einiger Aufwand verstecken. Brauchst ja nur mal überlegen, was mit dem Ausgang der OPs passieren muß, wenn R für eine "Verstärkung" von 1.000 dimensioniert wird und der Eingangstrom mehr als nur ein paar Milliampere beträgt...
Hallo Sim, eine solche Schaltung habe ich schon für Photodiodenströme gebaut. Es gibt dabei nicht besonders viel zu beachten, was ein Elektroniker nicht ohnehin macht. Das heißt: Du kannst die Schaltung leicht selbst herstellen. Ob es sie von der Stange gibt, weiß ich nicht. Prinzipiell ist der OPA380/OPA2380 gut für so etwas geeignet. http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa2340.html Du müßtest aber genauer sagen - wieviel Eingangsstrom Du maximal erhältst und - ob die Ströme nur eine einzige Polarität, oder zwei Polaritäten haben. Bei der Dimensionierung und der Auslegung der zusätzlichen Beschaltung (Schutz gegen Überspannung, statische Entladungen, Entstörung der Spannungsversorgung, integrierter Tiefpaßfilter u. ä.) bin ich Dir gerne behilflich, falls Du selbst bauen willst. Gruß, Michael
Hallo Oliver, > ...aber hinter so einer Opamp-Grundschaltung kann sich dann je nach > Anforderungen schon einiger Aufwand verstecken. > > Brauchst ja nur mal überlegen, was mit dem Ausgang der OPs passieren > muß, wenn R für eine "Verstärkung" von 1.000 dimensioniert wird und der > Eingangstrom mehr als nur ein paar Milliampere beträgt... Und, was passiert? Die Schaltung geht in die Sättigung und je nach Höhe der Eingangsspannung spricht der eingangsseitige Überspannungsschutz (den einzubauen es sich empfiehlt) an. Gruß, Michael
> Und, was passiert? Die Schaltung geht in die Sättigung und je nach Höhe > der Eingangsspannung spricht der eingangsseitige Überspannungsschutz > (den einzubauen es sich empfiehlt) an. Und wenn die Schaltung an diesem Punkt noch nicht in die Sättigung gehen darf? Dann kommt man mit dem Opamp-Kochrezept nicht besonders weit. Deine Fragen wurden in der ersten Antwort schon gestellt, warten wir doch einfach mal ab, was SIM zu berichten hat.
Hallo Oliver, wenn der Meßbereich nicht ausreicht, dann muß er ihn erweitern ;-) Ich denke aber, SIM sucht ein fertiges Gerät und will keines bauen, daher ist die Frage relativ müßig. Ein fertiges Gerät kenne ich nicht. Evtl. gibt es sowas im Optikbereich als Photodiodenverstärker. Laser2000 könnte so etwas haben. Das Gerät ginge ja: http://www.laser2000.de/index.php?id=366345 Allerdings ist die Transimpedanz mit 100.000 Ohm (statt der gewünschten 1000) deutlich zu groß. Gruß, Michael
also meine Methode für sowas (getestet, das geht mit der Frequenz und Verstärkung!): Normalen Transimpedanzverstärker mit weniger Verstärkung (z.B. 1000 aufbauen. Und danach noch nen Elektrometerverstärker (der das einfach multipliziert) einbauen. Transimpedanzverstärker mit sehr hoher Verstärkung sind problematisch. kannst nen OPA2340 von reichelt nehmen. Der kann Rail-to-Rail. Wichtig: das Teil fängt dir zu schwingen an, also bau noch ne Kapazität von ca. 50-100pF parallel zum Widerstand am 1. Verstärker ein. das alles kostet keine 5€
Matthias Lipinsky schrieb: >>Gain 1000 >>Transimpedanzverstärker > > 1000 Volt Ausgangsspannung je Ampere Eingangsstrom? So wie es aussieht weiß nicht einmal der Fragesteller was er damit meint. Schade um die vielen Antworten.
Hi, vielen Dank für eure viele Antworten - war bis gerade unterwegs - daher leider erst jetzt die Antwort. Es geht um das Auslesen eines Detektors ( im Prinzip sowas wie ne Photodiode ) Zu den Fragen: a) Bereich ist unipolar, ca 0,1 bis 2mA Eingangstrom b) Verstärkung reicht 1000 völlig aus c) Da damit Berechnungen ( nach ADC ) durchgeführt werden, ist eben die Linearität entscheidend - daher bin ich auch gerne dafür bereit viel auszugeben. Hatte zum Testen ein Gerät von femto.de - das war gut. Nur haben die kleineren Geräte alle viel zu große Verstärkungen. Externe Rückkopplung wird wohl nicht gehen... Die großen Geräte sind zum einen mit 3k€ etwas zu teuer - und vor allem zu groß. Kennt jemand nen Hersteller ? Firma die sowas baut ? Gruß Sim
d) Sättigung etc. wäre alles egal
In diesem Fall reicht die Operationsverstärker-Grundschaltung völlig aus. Sogar den oben vorgeschlagenen Typen mit nur 5,5V maximaler Versorgungsspannung kannst du bei einer "Verstärkung" von 1.000 und 2mA maximalem Eingangsstrom verwenden. Wenn du unbedingt viel Geld ausgeben willst, bau ich dir das gerne komplett mit einem schicken Gehäuse und hübschen Lemo-Steckern auf.
Hallo Sim, ehe Du jetzt 1000€ dafür ausgibst, frag doch mal bei Müller-Wirts spaßeshalber nach, ob Du noch so eine 1-Euro-Schaltung bekommst: http://www.mueller-wirts.de/MainPages/de/oneeurofs1.htm Die Schaltung hat als einzigen Nachteil, daß sie eine schlechte Versorgungsspannung hat. Bei der geringen Verstärkung, die Du brauchst, muß das aber nicht unbedingt stören. Das teuerste an einer Realisierung Deiner Anforderungen sind die Stecker und das Gehäuse. Du ja auf Olivers Angebot zurückkommen. Dann kannst Du Dir genau wünschen, was die Schaltung sonst noch können soll (z. B. wie unempfindlich gegen falschen Gebrauch u. ä.) Gruß, Michael
Hi, Standard-Schaltungen haben ich schon versucht - sie sind zu schlecht: Hab mal die Daten rausgesucht, die der einzige Verstärker(3kEur) der ausreichend war hatte: Bandwidth up to 500 kHz Rise Time down to 700 ns Input Noise Current Density (/√Hz) 20 pA, Integr. Input Noise Current (rms)* 21 nA Offset Current Drift (/°C) 30 nA Gain Drift (/°C) 0.008% Max. Input Current (±) 10 mA Input Offset Compensat. (±) 100 μA DC Input Impedance (// 5 pF) 50 Ω das scheint wohl nicht so einfach zu sein, wie gesagt meine einfachen 10 Euro Schaltungen haben das nicht mal im Ansatz erreicht... Sim
Hallo Sim, > Bandwidth up to 500 kHz > Rise Time down to 700 ns > Input Noise Current Density (/√Hz) 20 pA, > Integr. Input Noise Current (rms)* 21 nA > Offset Current Drift (/°C) 30 nA > Gain Drift (/°C) 0.008% > Max. Input Current (±) 10 mA > Input Offset Compensat. (±) 100 μA > DC Input Impedance (// 5 pF) 50 Ω > > das scheint wohl nicht so einfach zu sein, wie gesagt meine einfachen > 10 Euro Schaltungen haben das nicht mal im Ansatz erreicht... vielleicht wäre es gut, wenn Du a) genauer beschreibst, wozu die Verstärkerschaltung gut ist und b) die Probleme genauer benennst, die Du mit der eigenen Schaltung hattest. > Standard-Schaltungen haben ich schon versucht - sie sind zu schlecht: Bei den hohen Strömen, die Dir zur Verfügung stehen, und den niedrigen Frequenzen, mit denen Du arbeitest, glaube ich das eher nicht. Ich denke vielmehr, daß Deine Schaltung deshalb nicht funktioniert hat, weil Du handwerkliche Fehler eingebaut hast. Häufig sitzt das Problem vor der Schaltung und nicht darin. Das Rohsignal scheint ja in Ordnung zu sein, denn mit anderen Schaltungen klappt es auch. Ich denke an folgende Standardfehler: - Versorgungsspannung direkt vom Labornetzteil/Schaltnetzteil verwendet, ohne zusätzliche Linearregler oder zumindest Entstörkondensatoren einzusetzen - 100nF-Entstörkondensatoren (0805) unmittelbar an den OPV "vergessen" - keine Massefläche verwendet. Der Verstärker, den Du oben angibst, hat 50 Ohm Eingangswiderstand. Das ist zur Impedanzanpassung gedacht, was aber bei 300kHz und üblichen Leiterlängen noch kein problem bedeutet. Außerdem schützt es den OPV in Verbindung mit den integrierten Dioden (etwas) vor statischen Entladungen. Im Anhang findest Du eine Möglichkeit, wie Dein Problem gelöst werden kann. Ich habe eine von mir realisierte Schaltung als Vorlage genommen und das Filter auf 300kHz umdimensioniert. Du kannst auch auf den 2.2k Pulldown_Widerstand auch verzichten. Dann kannst Du die negative Spannungsversorgung insgesamt weglassen. Gruß, Michael
Einen Transimpedanzverstärker bewusst mit einer Eingangsimpedanz von 50 Ohm auszurüsten, finde ich problematisch. Wenn auf der anderen Seite der "Spannungs-/Stromwandler" einfach aus einem Impedanzwandler mit Serienwiderstand besteht, funktioniert es schon nicht mehr richtig. Es hängt also wie immer von der Anwendung ab. Du solltest uns wirklich mehr darüber erzählen, sonst können wir dir nicht weiter helfen.
Hi, " vielleicht wäre es gut, wenn Du a) genauer beschreibst, wozu die Verstärkerschaltung gut ist und b) die Probleme genauer benennst, die Du mit der eigenen Schaltung hattest. " genaue Anwendung kann ich ne Seite schreiben und dann ist immer noch nicht klar - letztlich ist es ne Photodiode, die ausgelesen werden soll - das Problem war bei der anderen Schaltung, dass der Signalverlauf des Stroms nicht genau genug linear dargestellt wurde. Bsp.: 1% mehr Strom macht eben nicht 1% mehr Spannung in jedem Bereich, sondern nur 0,9% - das meine ich mit Linearität die diskrete Bauteile rauschen eben zu stark - d.h. es gibt einen 1% Einbruch am Ausgang, den es beim Eingang nicht gab. Wenn ihr der Meinung seit, dass das einfach ist, warum kostet dann das Teil von femto.de 3000.00 Euro ?!? Gruß Sim
@ Michael Lenz - danke für die Schaltung - werde den OPV mal mit meinem vergleichen - ggf. hast Du die bessere Wahl getroffen ... S.
Hallo Sim, > vielleicht wäre es gut, wenn Du > a) genauer beschreibst, wozu die Verstärkerschaltung gut ist und > b) die Probleme genauer benennst, die Du mit der eigenen Schaltung > hattest. > " > > genaue Anwendung kann ich ne Seite schreiben und dann ist immer noch > nicht klar - letztlich ist es ne Photodiode, die ausgelesen werden > soll - das Problem war bei der anderen Schaltung, dass der > Signalverlauf des Stroms nicht genau genug linear dargestellt wurde. es wäre trotzdem nützlich, wenn Du es versuchst. Ich will Dir erklären, weshalb: Du schreibst hier ganz offensichtlich als Anfänger in der Elektronik. Dir ist das vielleicht nicht so bewußt, und schlimm ist es auch nicht. Bloß solltest Du Dich dann nicht so zieren, eine möglichst genaue Problembeschreibung zu geben. Wenn Du im Forum um Hilfe bei Deinem Problem bittest, wirst Du nicht umhinkommen, daß wir Deine Einschätzung der Dinge grundlegend infrage stellen und uns ein eigenes Bild von dem Problem machen wollen. Meine Erfahrung ist, daß Anfänger häufig "absolute Genauigkeit" von einer Schaltung erwarten. Wenn man sich das Problem mit Verstand anschaut, bleibt von den Genauigkeitsanforderungen oft nicht mehr viel übrig, sondern es gilt nur, einen groben Auslegefehler zu beheben. Ich denke ja immer noch, daß Du Probleme mit der Spannungsversorgung oder den Entstörkondensatoren hast, und alles, was Du schreibst, bestärkt mich in dieser Annahme. > 1% mehr Strom macht eben nicht 1% mehr Spannung in jedem Bereich, > sondern nur 0,9% - das meine ich mit Linearität Hier lautet meine Frage: - Wozu brauchst Du die Linearität? - Weshalb liefert Deine Operationsverstärkerschaltung diese Linearität nicht? - Von welcher Frequenz sprechen wir. Sprichst Du über Linearität bei 0Hz oder bei Wechselstrom? Erst dann kann ich über eine sinnvolle Lösung nachdenken. Daß Du Probleme mit der Linearität hast, ist mir nämlich überhaupt nicht einleuchtend. Operationsverstärker bieten bei geeigneter Dimensionierung aufgrund ihrer sehr großen Verstärkung eine exzellente Linearität. Hier drängt sich wieder der Eindruck auf, daß Du einen viel einfacheren Fehler gemacht, den Du nur nicht als solchen erkennst. > die diskrete Bauteile rauschen eben zu stark - d.h. es gibt einen 1% > Einbruch am Ausgang, den es beim Eingang nicht gab. Das ist ein starker Hinweis darauf, daß Deine Diagnose vielleicht falsch ist. Was Du beschreibst, hat mit Rauschen recht wenig gemein. > Wenn ihr der Meinung seit, dass das einfach ist, warum kostet dann das > Teil von femto.de 3000.00 Euro ?!? Entsprechend Deiner Beschreibung des Problems reicht meiner Meinung nach eine Standardschaltung aus. Oliver ist auch der Meinung. Es ist wirklich nicht zielführend, wenn wir über die Preispolitik von Femto spekulieren. Die Firma Femto nimmt den Preis, weil manche ihn bezahlen. Gruß, Michael
Ich kann Michael hier nur in allen Punkten zustimmen. Selbst preiswerte Operationsverstärker schaffen in einfachen Grundschaltungen eine nahezu perfekte Linearität - verglichen mit dem A/D-Wandler danach und der Fotodiode davor. Möglicherweise machst du hier DC-Messungen und siehst nicht einen Linearitätsfehler, sondern starke Temperaturdrift aufgrund falscher Auslegung. Ein hundertstel ist da schnell erreicht. Die Firma nimmt den Preis, weil sie Kleinstückzahlen für einen Nischenmarkt produziert und einmalig anfallende Kosten wie: - Entwicklung - Einrichtungskosten für die Herstellung kundenspezifischer Teile (Gehäuse, Etiketten, Leiterplatten, Handbücher, Verpackungsmaterial) - Labor für EMV-Prüfung (CE-Kennzeichnung) - EAR-Registrierung der Geräteart auf eine winzige Serie umlegen muß. Ich kann nur aus eigener Erfahrung sagen, daß ein Produkt nur zum kleinen Teil aus der "billigen Ansammlung von Standardbauteilen" besteht, die der Kunde in den Händen hält.
Hallo Sim, verfolgst Du das Thema noch weiter, oder hast Du kein Interesse mehr? Gruß, Michael
Hi, wir haben von zwei Firmen Angebote für Test-Verstärker bekommen - da warte ich mal ab. Wir sind nicht die einzigen, die das Problem haben - ne Firma die Transimpedanzverstärker in der Güteklasse herstellen wie wir sie brauchen, könnte 1000terte verkaufen - weil wie gesagt 3000 Euro ist zu teuer, bei 300 würde unsere Abteilung schonmal spontan 30 Stück kaufen.... Gruß Sim P.S. Ich halte euch auf dem Laufenden - bis Ende Oktober sollte ich was sagen können...
Hää, also da komm ich nicht mit. Einem OP ist es doch so gut wie egal was passiert. Das größte Problem ist immer die Toleranz der Bauteile drum herum. Ein LM358 liefert bis einige 100Hz noch eine spitzen Linearität. Mir schreit das danach das du den falschen OP mit der Bandbreite einsetzt. Und OP's mit einer Verstärkung von 1000 bei 500kHz sind nichts besonderes. Siehe Burr-Browns OPA's. Die können das fast alle. Und 3000€, alter Schwede, da kriegt man ein richtig gutes Oszilloskop für, das geht dann locker bis 200Mhz. Und um die Linearität brauchst du dir keine Gedanken machen, die machen da aus ein paar Millivolt ein paar Tausend Volt für die Röhre. Und das stimmt dann auch! Versteh ich wie gesagt nicht. 1mA rein, 1V raus. Brauchst nur einen Widerstandsverhältniss das das mitmacht. Rauschen, glaub ich nicht: http://www.hameg.com/articles.0.html?&L=1 Artikel "Was ist Rauschen" aufmachen, durchlesen, feststellen. 100fA * 1000 = 100pA bzw. 100pV!!! Da brauchst du schon so einiges an Rauschquellen. Einfache Metallwiderstände, von mir aus sogar 0,1%ige, und die Sache läuft. Die Eigenschaften des Gerätes sind auch nichts besonderes, die hat fast jeder OP für 10€ bei Schuricht. Eine andere Frage ist sogar, welches Meßgerät hast du benutzt? Die haben ja auch einen Fehler! Wenn du dann von einem Bereich in den anderen umschaltest kannst du deine Linearitätsmessung gleich vergessen. Aber wo du dir sicher sein kannst ist, ein OP mit 1k zu 1meg Verhältniss, liefert dir, abhängig von den Widerstandstoleranzen, auch genau das 1000fache Verhältniss von Eingang zu Ausgang.
Hallo Sim, wenn Du willst, kann ich mal bei einer studentischen Elektronik-Gruppe an der Uni fragen. Die würden sich sicher gerne 9000€ für ihre Projekte dazuverdienen. Ich würde ihnen dabei behilflich sein, einen Prototyp zu bauen. Dann könntest Du ja sehen, ob er Deinen Anforderungen genügt. Gruß, Michael
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