www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromverstärkung im pA-Bereich


Autor: Martin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Leute!

Ich soll für ein Projekt Strom verstärken um ihn später zu
digitalisieren. Ströme im pA-Bereich sollen erfasst werden. 16 solcher
Eingänge soll es geben.

Habt ihr eine Ahnung wie man das macht?

Also, wenn es Ströme im mA-Bereich wären, hätte ich kein Problem damit.
Gibt es OPVs mit denen man die oben vorgestellte Aufgabe realisieren
kann? Oder benötigt man mehr dazu als einen OPV, um ensprechend
verstärken zu können um später den Wert zu digitalisieren?

Danke Tschüss

Martin

Autor: nides (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Bist du dir darüber klar, was du hier brauchst?
1pA sind 6 Millionen Elektronen pro Sekunde.
Wenn du das mit z.B. 10 Bit digitalisieren willst, dann ist eine
Quantisierungsstufe 6000 Elektronen/Sekunde!
Da musst du schon zählen!

Nides

Autor: chrissy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
das ist in der Tat irgendwie heftig. Ich würde vielleicht über
kaskadierte verstärkende Stromspiegel nachdenken, aber rechne dir da
nicht allzuviel Erfolg aus. Ich glaub nicht, daß man da nur
näherungsweise ran kommt. Mit einzelnen Transistoren sicher schon gar
nicht.
Wer beauftragt dich denn mit so was... :-( Wenns für die Uni ist,
sollte ein Betreuer selber wenigstens schon eine ansatzweise
Lösungsidee haben.

Autor: olegk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Keine Angst
AD549
AD546
AD795
LMC6000 (bin mir aber nicht sicher)
Gruß,
oleg

Autor: Martin (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dankeschön!

Und mit diesen OPV's kann man entsprechend verstärken?
Aber ich nehme mal an, dass hier etwas mehr dazu gehört als einfach nur
eine Verstärker-OP-Schaltung, um auf das gewünschte pA zu kommen, sonst
wären ja alle namhaften Hersteller schön dumm, wenn man das so einfach
nachbauen könnte.
Unser bestes Messgerät schafft gerade mal 10nA und hier behilft sich
der Hersteller angeblich mit vielen Tricks und Spezialschaltungen um
auf die 10nA zu kommen. Das Multimeter kostet an die 5000 Euro.

Tschüss

Martin

Autor: Sebastian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

also ich halte pA-Messungen für kategorisch unmöglich. Bei solch
geringen Strömen ist jede Schaltung überfordert, was Rauschverhalten
angeht. Um einigermaßen präzise messen zu können, müsstest du ja den
Rauschanteil im fA-Bereich halten. Das ist 1 Billion mal kleiner als
das, was übliche Multimeter können! Wenn du die Messköpfe alleine mit
deinen Fingern anpackst, koppelst du einige mV von deinem Sinusknoten
(das Ding am Herzen) in die Schaltung ein. Somit müssten alle
Isolationswiderstände im Tera-Ohm-Bereich sein, damit es zu keinen
parasitären Strömen kommt. Üblich ist aber einige hundert Megaohm, also
1 Million mal kleiner. Fazit: Vergiss es.

Autor: Thomas Burkhardt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Picoamperemeter sind nicht kategorisch unmöglich. Keithley und Co
verkaufen diese ja sogar mit Femtoampere-Auflösung. Das da einiges an
Know-How dahintersteckt ist aber klar :)

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
doch, das geht. Hab ich mal mit einem OPA129 gebaut, schau dir das mal
an:
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa129.pdf

Autor: Jens (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich hab nun ein aehliches problem wie oben beschrieben, und bin auch
schon auf den opa129 gestossen. weiss jemand ob es op's mit noch
geringeren input bias current als die max 250fA vom opa129 gibt?

Und weiss jemand wie man so eine schaltung entwickelt, wo dort am
wesentlichsten drauf zuachten ist? kennt jemand web-seiten wo so was
gut beschrieben ist?

bei mir gehts dadrum einen gleichstrom von 10^-11A  bis 10^-13A
zuverstaerken und messtechnisch dann aufzubereiten um eine aussage
ueber aenderungen zutreffen.

Autor: DKM (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht hilft das weiter
http://www.edn.com/archives/1997/071797/15di_04.htm


dkm
www.loetstelle.net

Autor: Drei Newton (3_newton)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alte Geschichte. Solls ein Patch Clamp Verstärker werden? CA3060 und
CA3040 gehen. In einem Datenblatt ist eine Schaltung dafür drinnen.

3N

Autor: HW-Entwickler (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau mal unter den Begriff Ladungsverstärker. Bei geringen Ladungen ist
man im fA-Bereich - kein Problem! Problematisch ist nur der quasi
statische Betrieb.

Autor: Unbekannter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und immer schön viel Teflon verwenden und Freiluftverdrahtung. Und die
Lötverbindungen gut reinigen, nicht dass am Eingangsverstärker der
ganze Strom über FLußmittelreste am IC vorbei fließt...

Staubflußen könne auch sehr lästig sein. Auf die Probleme bei hoher
Luftfeuchte muss ich ja nicht hinweisen, oder doch?

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ihr kennt doch den RAP (Robert A. Pease) von National Semi?

What's All This Femtoampere Stuff, Anyhow?
http://www.national.com/rap/Story/0,1562,5,00.html

Seine ganzen Stories sind ja wirklich sehr amüsant zu lesen.
http://www.national.com/rap/

Liste aller 23 Geschichten:
http://www.national.com/rap/Story/Index/0,1563,0,00.html

Autor: arc (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina116.pdf
Im Datenblatt sind zumindest die grundlegenden Dinge beschrieben auf
die man achten sollte. Wie zT schon geschrieben: Die Anschlüsse nicht
verlöten, Schutzringe auf beiden Platinenseiten, keinen Lötstoplack,
kein Plastik in der Nähe, faradayschen Käfig um den Verstärker etc.

Autor: Hans Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, eine komplette Beispielschaltung ist beim Datenblatt vom OP41 
drinnen, Bauteilkosten sind gering:
http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...
Auf Seite 12 ist die Schaltung. Da der OP41 nicht mehr geliefert wird, 
Ersatz ist AD549 mit nur 60 fA Input-BIAS, wie auch schon oben 
vorgeschlagen.

Autor: Christian L. (cyan)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Äh? Du hast schon gesehen, dass der Thread über fünf einhalb Jahre alt 
ist, oder?

LG Christian

Autor: Julian (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Na und?
Ich fand es interessant. Wenn jetzt noch jemand auf den Thread stößt, 
findet er was aktuelles ;)

grüße

Autor: Dave Chappelle (dave_chappelle)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich denke, dass man auch nach 5 Jahren mit solch billigen Bauteilen 
nichts gescheites hinkriegt.

Autor: oszi40 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>20€ Den hochisolierten Aufbau hinzubekommen und ausreichend vor statischer 
Aufladung zu schützen wird interessant (auch nach 8 Jahren).

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guggst du:

http://www.thinksrs.com/products/SR570.htm

pA ist was für Spezialisten.

Autor: aaa (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich glaube zwar nicht dass Martin noch antwortet aber was nie genannt 
wurde ist: Bandbreite, Genauigkeit und Auflösung.

Mit einer geringen Bandbreite (im Hz Bereich) könnte man es mit einem 
OPV in Integratorschaltung versuchen. Kriech- und Leckströme sind aber 
trotzdem ein riesen Problem. Außerdem ist alles zusätzlich von der 
Temperatur und von der Alterung abhängig.

Über die Anwendung wurde auch nie etwas gesagt. Ich denke mal die 
Anwendung ist geneu so ein Unsinn wie die Frage.

Autor: ralf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Innerhalb von fünf Jahren hat sich schon einiges getan es gibt jetzt 
fertige Bausteine dafür.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ddc316.pdf

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ralf schrieb:
> Innerhalb von fünf Jahren hat sich schon einiges getan es gibt jetzt
> fertige Bausteine dafür.
>
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ddc316.pdf

Dumme Frage zum Datenblatt: die schreiben 10pC Bereich und 
Integrationszeiten von 10 µs.

Das ergibt doch dann Mikro-Ampere, oder?

Wie kann man mit diesem Teil dann pA messen, was ja 6 Größenordnungen 
weniger ist?

Autor: ralf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du kannst die Integrationszeit auf 1ms und den Bereich auf 3pC stellen. 
Das sind dann dann 3000pA Vollaussteuerung und 470fA Eigenrauschen.
Es gibt aber auch Typen mit noch kleinerem Rauschen.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ralf schrieb:
> Du kannst die Integrationszeit auf 1ms und den Bereich auf 3pC stellen.
> Das sind dann dann 3000pA Vollaussteuerung und 470fA Eigenrauschen.
> Es gibt aber auch Typen mit noch kleinerem Rauschen.

Ok, als 2 Größenordnungen mehr als bei dem Stanford-Gerät. Aber es ist 
ja auch die Frage, wozu man solche extrem rauscharme Geräte dann 
einsetzen soll/muss.

Autor: Peter S. (psavr)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die thermische Rauschleistung ist bei Raumtemperatur ca. -174 dBm/Hz
Bezogen auf einen 50 Ohm Widerstand sind das rund 9 pA/Hz bzw. wenn wir 
mal eine Signal-Bandbreite von 100 Hz annehmen sind wir bereits bei 900 
pA Rauschstrom!

=> Ohne Stickstoffgekühlte Ultra-Low-Nois Amplifier und Supraleiter gibt 
es keine Möglichkeit im pA Bereich irgendwas brauchbares zu messen.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter S. schrieb:
> Die thermische Rauschleistung ist bei Raumtemperatur ca. -174 dBm/Hz
> Bezogen auf einen 50 Ohm Widerstand sind das rund 9 pA/Hz bzw. wenn wir
> mal eine Signal-Bandbreite von 100 Hz annehmen sind wir bereits bei 900
> pA Rauschstrom!
>
> => Ohne Stickstoffgekühlte Ultra-Low-Nois Amplifier und Supraleiter gibt
> es keine Möglichkeit im pA Bereich irgendwas brauchbares zu messen.

Und was ist von dem Stanford-Gerät (Link s.o.) zu halten?

Autor: Dave Chappelle (dave_chappelle)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter S. schrieb:
> => Ohne Stickstoffgekühlte Ultra-Low-Nois Amplifier und Supraleiter gibt
> es keine Möglichkeit im pA Bereich irgendwas brauchbares zu messen.

Was auch den Preis des SR570 erklärt und das Vorhaben einfach unmöglich 
macht.

Autor: Alexander D. (alexander_d)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael K-punkt schrieb:

> Dumme Frage zum Datenblatt: die schreiben 10pC Bereich und
> Integrationszeiten von 10 µs.
>
> Das ergibt doch dann Mikro-Ampere, oder?
>
> Wie kann man mit diesem Teil dann pA messen, was ja 6 Größenordnungen
> weniger ist?

im Datenblatt steht: Input Bias Current +/-2pA typ., +/-10pA max. Somit 
wird eine brauchbare Messung im pA-Bereich mit diesem Baustein nicht 
möglich sein.

Bob Pease hat mal einen netten Artikel zum Them verfasst: "What's All 
This Femtoampere Stuff, Anyhow?"

http://www.national.com/rap/Story/0,1562,5,00.html

Gruß,
Alexander

Autor: Ulrich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Einen pA Strom wird man nicht bei 50 Ohm Messen. Da hat die Quelle in 
der Regel eine viel höhere Impedanz und damit weniger Stromrauschen. So 
abwegig sind so kleine Ströme nicht. Ein 1 M Ohm Widerstand hat z.B. nur 
einen Rauschstrom von rund 0,1 pA/Sqrt(Hz).

Beispiele wo so kleine Ströme auftraten sind z.B. eine gute Fotodiode 
bei wenig Licht oder eine Ionisationskammer.

Man muss auch noch unterscheiden ob man ströme bis auf pA auflösen will, 
oder bei Strömen von 1 pA noch 10 Bit Auflösung braucht. Ein Auflösung 
bis in den Bereich 1 pA oder auch 0,1 pA ist gar nicht so schwierig. Da 
gibt es genügend OPs zur Auswahl mit Biasströmen unter 0,1 pA. Etwas 
aufwendiger ist da die Isolierung, aber auch das geht, gerade für ein 
Einzelstück mit einige frei fliegenden Leiterknoten und ggf. extra 
Teflon Isolierposts.

Wenn man etwas Abgleich akzeptiert, und keine so hohen Anforderungen 
hat, kann man ggf. auch gleich an die Basis einen kleinen Rauscharmen 
Transistors gehen und so den Strom erst mal um rund einen Faktor 100-500 
verstärken.

Autor: Dave Chappelle (dave_chappelle)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das würde ich gerne sehen..

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dave Chappelle schrieb:

...pA-Verstärkung...
> Das würde ich gerne sehen..

Die PTB hat dieses Jahr einen Tag der offenen Tür...
Gruss
Harald

Autor: Tom (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mit Chopper-Op-Amps hatten wir schon in den 80-er Jahren
pA-Signale gemessen, die heutigen OP sind noch besser geworden,
so groß ist das Problem von den OP her gesehen nicht.

Viel mehr Ärger machen die Kriechströme, Teflon LP sollten
es schon sein, sehr feuchte Umgebung führt zu zusätzlichen
Problemchen, auch heute noch...

Es ist auch heute immer noch anspruchsvoll genug.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tom schrieb:
> Mit Chopper-Op-Amps hatten wir schon in den 80-er Jahren
> pA-Signale gemessen, die heutigen OP sind noch besser geworden,
> so groß ist das Problem von den OP her gesehen nicht.
>
> Viel mehr Ärger machen die Kriechströme, Teflon LP sollten
> es schon sein, sehr feuchte Umgebung führt zu zusätzlichen
> Problemchen, auch heute noch...
>
> Es ist auch heute immer noch anspruchsvoll genug.

So sehe ich das auch. Wer aussagekräftige Messungen im pA macht muss 
ganz genau wissen was er tut und was nicht.

Vom Equipment mal ganz abgesehen, das ist natürlich auch nicht gerade 
billig über die Bucht zu beziehen.

Die PTB weiß schon, warum sie überhaupt einen Tag der offenen Tür 
anbietet: Weil dort die Profis am Werke sind.

Autor: Christian L. (cyan)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter S. schrieb:
> => Ohne Stickstoffgekühlte Ultra-Low-Nois Amplifier und Supraleiter gibt
> es keine Möglichkeit im pA Bereich irgendwas brauchbares zu messen.

Nein, für Messungen im pA-Bereich braucht man so etwas nicht. Schon zu 
Röhrenzeiten konnte man Ströme im fA-Bereich messen.
http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/Keith...
oder das Keithley 610. Beide arbeiten mit der 5886 Elektrometer Pentode.

Nachfolgemodelle haben oftmals diskrete J-FET Eingangsstufen (z.B. 
Keithley 602 oder 616).
http://www.amplifier.cd/Test_Equipment/other/602.html#610B

Elektrometer, wie das Keithley 619 nutzen einen AD515. Andere AD549L 
oder OPA128.

Eines der besten Elektrometer auf dem Markt dürfte wohl das Keithley 
6430 sein.
http://www.keithley.de/data?asset=386

Ganz nebenbei, ich habe hier ein Philips PM2436 DC-Micrometer, welches 
im kleinesten Strommessbereich einen Vollausschlag von 10pA besitzt. Das 
gab es mal bei Singer für 50€. Es ist nach dem Shunt-Prinzip aufgebaut 
und wandelt über einen 1MOhm Widerstand die pA in µV um, um sie dann mit 
einem Photochopper zu verstärken. Der kleinste 
Gleichspannungsvollausschlag (was für ein Wort) beträgt 10µV. Mit der 
eingebauten 5V Quelle kann man Widerstände bis 5TeraOhm messen.

LG Christian

Autor: Alexander D. (alexander_d)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian L. schrieb:

> Ganz nebenbei, ich habe hier ein Philips PM2436 DC-Micrometer, welches
> im kleinesten Strommessbereich einen Vollausschlag von 10pA besitzt. Das
> gab es mal bei Singer für 50€. Es ist nach dem Shunt-Prinzip aufgebaut
> und wandelt über einen 1MOhm Widerstand die pA in µV um, um sie dann mit
> einem Photochopper zu verstärken. Der kleinste
> Gleichspannungsvollausschlag (was für ein Wort) beträgt 10µV. Mit der
> eingebauten 5V Quelle kann man Widerstände bis 5TeraOhm messen.

hier steht ein MV40 von Präcitronic im Regal, das in etwa gleiche Daten 
hat. Die empfindlichsten Bereiche sind 10pA-100µV-10TOhm, Baujahr etwa 
1980. Das Innenleben habe ich mir noch nicht näher angesehen, aber ein 
Chopperverstärker ist da mit Sicherheit auch drin.

Gruß,
Alexander

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christian L. schrieb:

>
> LG Christian

Danke für die schöne Übersicht. An der Uni hatten wir ein Keithley in 
brauner Farbe mit einem extra Meßkopf, schwer und mit dickem 
Extra-Kabel.

Kommt vielleicht dem 6430 ähnlich, nur eben in der älteren braunen Farbe 
der 80er-Jahre.

Hast du auch ein Bild von so einem Gerät?

Autor: Christian L. (cyan)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könnte sein, dass du das Keithley 642 meinst. Bei Keithley kriegt man 
sogar noch das Manual. In dem ist sogar der Schaltplan mit drin.

LG Christian

Autor: Peter (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja, das Keithley 642 hat zwar einen pA-Messbereich, die Settlingtime 
ist dann aber 5s und die im Manual angegebene Genauigkeit beträgt, 1.5% 
+ 6 Digits, was mir bei einem Messgerät mit einer 6 Digit-Anzeige wohl 
etwas witzlos erscheint?!

Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter schrieb:
> ... und die im Manual angegebene Genauigkeit beträgt, 1.5%
> + 6 Digits, was mir bei einem Messgerät mit einer 6 Digit-Anzeige wohl
> etwas witzlos erscheint?!

Und was ist daran witzlos, wenn die letzte Stelle der Anzeige um 6 hin- 
und her zappelt? Da bleiben noch 5 1/3 Stellen für den Meßwert, von 
denen bei 1.5% Genauigkeit so um die zwei eine Aussagekraft für 
Absolutmessungen besitzen.

Autor: Bo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Messen von Strömen im Pico-Ampere Bereich ist möglich, aber nur mit 
bestimmten Messverfahren. Die oben genannten PreAmps von Stanford 
Research Sytems (SRS) machen meiner Meinung nur Sinn, wenn man eine 
Lock-In-Messung macht --> 
http://de.wikipedia.org/wiki/Lock-in-Verst%C3%A4rker.

Von SRS gibt es das ganze fertig in einer Box - Lock-In Amplifier SR810 
and SR830 — 100 kHz DSP lock-in amplifiers. Wenn man sich die 
Schaltpläne und auch die Hardware anschaut, wird man feststellen, das 
dort auch keine Hexerei betrieben wird was die Realisierung angeht. 
Keine Kühlung mit flüssigen Helium oder Stickstoff ;-).

Im Rahmen meiner Diplomarbeit habe ich mit dem AD549 (Version müßte ich 
Nachschauen) einen Strom-Spannungs-Wandler gebaut. Der 
Proportionalfaktor ist Wählbar, 10x4, 10x6 oder 10x8 A/V. Der maximale 
Eingangsstrom ist 1mA und der Frequenzbereich ist bis max. 10kHz. (Die 
SRS gehen um Faktor 10 höher!)

In der Werkstatt habe ich Testmessungen gemacht: Frequenzgenerator mit 
Sinus und 1V, Widerstand (1M oder 1G) und dann mit dem Eingang des I/U 
Wandlers verbunden. Den Ausgang auf ein Tektronix Oszi geführt und die 
Messung 16-Fach gemittelt. Bei 100pA Eingangsstrom konnte man sauber den 
Sinus erkennen und ohne Mittelung war auch noch einiges zu sehen. Bei 
10pA wird das ganze aber dann auch mit der Mittelung ziemlich 
verrauscht. Dieser Aufbau ist aber auch noch keine vollwärtige 
Lock-In-Messung ...

Firma Keithley hat dazu auch ein Buch (mit viel Eigenwerbung ;-) - low 
level measurements handbook --> 
http://www.keithley.com/knowledgecenter/knowledgec...


Eingesetzt werden Lock-In-Messungen zum Beispiel beim Messen von 
Halbleiter-Proben bei tiefen Temperaturen (30mK bis 4K).

Autor: Christian L. (cyan)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was das Thema Lock-In in Verbindung mit einem Elektrometer angeht, gibt 
das 6430 auch ein paar nette Zahlen an:
>The Model 6430’s superior low current measurement ability (<0.4fA p-p) makes it 
>extremely useful for single electron transistor (SET) and quantum-dot research. 
>Using a technique similar to a lock-in, the 6430 can measure currents with 1aA 
>sensitivity (10 –18 A = 6 electrons/second).

LG Christian

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alexander Dörr schrieb:

> hier steht ein MV40 von Präcitronic im Regal, das in etwa gleiche Daten
> hat. Die empfindlichsten Bereiche sind 10pA-100µV-10TOhm,

Schon das ganz gewöhnliche IC 7106 hat einen typischen Eingangs-
strom von nur 1pA!
Gruss
Harald

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald Wilhelms schrieb:
> Schon das ganz gewöhnliche IC 7106 hat einen typischen Eingangs-
>
> strom von nur 1pA!

Typ. Wert, nicht garantiert, und bei Raumtemperatur.

Und es driftet "schön".

Insbesondere wenn man um 3K höher geht.

Autor: Harald Wilhelms (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andrew Taylor schrieb:

> Harald Wilhelms schrieb:
>> Schon das ganz gewöhnliche IC 7106 hat einen typischen Eingangs-
>> strom von nur 1pA!

> Typ. Wert, nicht garantiert, und bei Raumtemperatur.
>
> Und es driftet "schön".
>
> Insbesondere wenn man um 3K höher geht.

Nun, ich wollte den Chip nicht als pA-Meter vorschlagen, finde es
aber schon interessant, das man solche Daten heutzutage bereits
bei einem 2 EUR-IC bekommen kann. Ich denke, 1nA Vollausschlag
sollte damit durchaus machbar sein.
Gruss
Harald

Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen, es ist ja schön das zu lesen, aber wir haben genau 
diesen Fall, wir verwenden den AD549 mit Freiluftverdrahtung des heißen 
Pins, es handelt sich um eine Ladungsverstärkerschaltung. Das Problem 
was wir haben seit der Umstellung auf RoHS und auf den anderen AD549 
Typen haben wir Probleme mit dem Drift. Er darf sich nicht weiter als 2N 
pro 1min ändern entspricht ca. 3,5-4mV am Ausgang. Hat jemand einen 
Lösungsvorschlag mit welcher Type ich die Schaltung noch realisieren 
kann oder bzw. einen geeigneten Layoutvorschlag?

Autor: Alexander D. (alexander_d)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Stefan,

kannst du deine Schaltung (Schaltplan + Layout) hier zeigen? Welcher 
Sensor liefert denn die Ladung, die der Ladungsverstärker verarbeiten 
soll?

Der AD549 ist bei AD noch im Programm und es gibt ihn mit und ohne RoHS 
zu kaufen. Wenn du vermutest, dass die RoHS-konforme Variante Probleme 
macht, dann besorge doch mal ein nicht RoHS-konformes Muster und teste 
mal. Vielleicht gibt es auch noch andere Faktoren, die für einen 
erhöhten Leckstrom verantwortlich sind, z. B. anderes 
Leiterplattenmaterial, geänderter Integrationskondensator, Leckstrom in 
der Rücksetzschaltung, anderes Material in den isolierten 
Lötstützpunkten usw.

Gruß,
Alexander

Autor: Stefan (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Alexander,

eigentlich bin ich auf der Suche nach einem neuen Baustein der 
wesentlich günstiger ist!! Bzw. nach einem neuen Schaltplan oder 
Layout!!
Den INA116 und OPA529 habe ich auch schon getestet nur die driften 
ebenfalls ohne Anschluss eines Sensors!!

Am Eingang befindet sich ein Drucksensor !

Die Leiterplatten sind gereinigt und der heiße Pin ist freigelegt und 
mit einer Luftverdrahtung.

Autor: Kai Klaas (klaas)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Das Problem was wir haben seit der Umstellung auf RoHS und auf den
>anderen AD549 Typen haben wir Probleme mit dem Drift. Er darf sich nicht
>weiter als 2N pro 1min ändern entspricht ca. 3,5-4mV am Ausgang.

Was soll denn "2N" heißen? Und was soll das für eine Schaltung sein? 
Ladungsverstärker? Nein, das ist ein Integrator. Und was hat R22 für 
eine Funktion? Die Caps entladen? Mit 1A?? Das hält der Schalter nicht 
lange aus.

Also geh mal ins Detail und beschreibe, was die Schaltung machen soll...

Autor: Alexander D. (alexander_d)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Stefan schrieb:

> Den INA116 und OPA529 habe ich auch schon getestet nur die driften
> ebenfalls ohne Anschluss eines Sensors!!

Der INA116 ist ein Instrumentenverstärker und damit nicht für den 
Integrator geeignet, der OPA529 ist bei TI unbekannt.

Bei TI gibt es eine AppNote "Signal conditioning for piezoelectric 
sensors", in der der OPA337 genannt wird. Vielleicht wäre der eine 
Alternative, allerdings sind die meisten neueren OpAmps nicht für +/-12V 
geeignet.

Außerderm solltest du nochmal deine Integrationskondensatoren und die 
Relais genauer unter die Lupe nehemn, ob sich da etwas geändert hat, was 
zu höheren Leckströmen führen kann.

> Die Leiterplatten sind gereinigt und der heiße Pin ist freigelegt und
> mit einer Luftverdrahtung.

Wenn ich den Schaltplan richtig verstehe, geht dein "luftverdrahteter" 
Pin auf den Steckverbinder X4. Ist mit dem alles in Ordnung? Es könnte 
natürlich auch der Sensor selbst sein. Hier wirst du um genaure 
Untersuchungen nicht herum kommen.

Gruß,
Alexander

Autor: Kai Klaas (klaas)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Außerderm solltest du nochmal deine Integrationskondensatoren und die
>Relais genauer unter die Lupe nehemn, ob sich da etwas geändert hat, was
>zu höheren Leckströmen führen kann.

Durch zu hohe Ströme gehen die Relaiskontakte auf Dauer kaput und das 
Relais kann eventuell die Caps nicht vollständig entladen.

Bevor wir weiterraten, sollte Stefan ganz genau erklären, was seine 
Anwendung ist und was die Schaltung macht...

Autor: Michael Lenz (hochbett)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kai Klaas schrieb:
>>Außerderm solltest du nochmal deine Integrationskondensatoren und die
>>Relais genauer unter die Lupe nehemn, ob sich da etwas geändert hat, was
>>zu höheren Leckströmen führen kann.
>
> Durch zu hohe Ströme gehen die Relaiskontakte auf Dauer kaput und das
> Relais kann eventuell die Caps nicht vollständig entladen.
>
> Bevor wir weiterraten, sollte Stefan ganz genau erklären, was seine
> Anwendung ist und was die Schaltung macht...

Hab ich da was übersehen, oder ist der Ursprung des Beitrags echt von 
2004?

Autor: Stefan (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es handelt sich hier um einen Ladungsverstärker für piezoelektrische 
Kraftsensoren. Die vom Sensor abgegebene Ladung wir in den 
Bereichskondensatoren gespeichert. Die dadurch enstehende Spg. ist 
proportional zur Kraft auf dem Sensor. Nach einer zweistufigen 
Verstärkung wird das Signal über einen Filter 4. Ordnung geglättet 
fg=1Khz!! Die Umschaltung der Bereichskondensatoren 1nF / 101nF erfolgt 
über die Software!! Eine umschaltung der Verstärkung (1,4,16,64) erfolgt 
automatisch in abhängigkeit der Messgröße!!

So ich hoffe es ist somit verständlich gemacht!!

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.