www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eingangsruheströme OPV messen


Autor: Max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich suche nach einer Möglichkeit die Eingangsruheströme von ein paar 
Bipolar-OPVs (also nicht allzu gering...) zu messen. Wie kann ich das 
sinnvollerweise machen? Müssen die Ruheströme am +und am - Eingang 
gleich oder zumindestens innerhalb einer gewissen Toleranz liegen oder 
können sie auch deutlich abweichen?

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn ein Widerstand davor ist, dann die Spannung am Widerstand messen 
und Ohmsches Gesetz anwenden. Wenn kein Widerstand davor ist, einen 
davor machen.
Da der Innenwiderstand eines digitalen Messgeräts mit 10MOhm im 
Verhältnis zu den Eingangswiderständen nicht soo groß ist könnte es 
helfen die Spannung mittels eines OPs mit FET Eingängen zu messen 
(Spannungsfolger).

Autor: Joachim K. (minifloat)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Frage ist, ob du den OPV in seinem linearen Bereich betreibst oder ob du 
ihn in die Begrenzung fährst. Kann nämlich sehr unterschiedliche 
Ergebnisse haben. Also ob der Ausgang an einer Betriebsspannungsgrenze 
kleben bleibt oder sich irgendwo im linearen Bereich zwischen ((Ub-) + 
2V) und ((Ub+) - 2V)
befindet. Bei Rail to Rail und over-the-top und under-the-bottom Typen 
mag das dann nochmal anders aussehen.

Deine Ströme bewegen sich im Einige -zig µA Bereich. Dafür braucht man 
Widerstände im Meg-Ω Bereich, wobei ein normales Digitalmultimeter schon 
weniger als 20Meg-Ω hat. Also die Spanung die am Widerstand abfällt 
würde gleich durch die Messung verfälscht.
Da die Messung aber statisch ist(nehme ich an), könntest du ein zweites 
Multimeter nehmen, und mit diesem den Innenwiderstand des ersten bei 
Spannungsmessung messen.

mfg mf

Autor: Max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bislang habe ich einfach den OPV als Spannungsfolger geschaltet und 
einen großen Kondensator an den Eingang gehängt. Der wird dann schön 
linear aufgeladen. Leider ist das Ergebnis nicht ganz so toll, wenn ich 
den Ruhestrom vom negativen Eingang messen will...

Autor: mhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Verschiedene Widerstände reinschalten und bei definierter Verstärkung 
den Offset auswerten dürfte als Näherung reichen.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Man kann auch den Innenwiderstand eines Multimeters im Spannungsmodus
als Messwiderstand für Ströme  nutzen und hat dann ein hochempfindliches
Amperemeter. Mein Multimeter hat bspw. 10MΩ Innenwiderstand in allen
Spannungsmessbereichen, so dass 1mV in der Anzeige einem Strom von 0,1nA
entspricht.

Zur Messung des Eingangsruhestroms habe ich den Opamp als Spannungsfol-
ger mit Eingangsspannung 0V (GND) geschaltet und das Multimeter in die
Leitung zum nichtinvertierenden Eingang bzw. in die Gegenkopplungslei-
tung gelegt. Hier sind die Ergebnisse für ein paar ausgewählte Opamps:
Eingangssträme in nA:

 OPV-   |          gemessen         |  DB typ. bei 25°C
 Typ    |   Ibias+   Ibias-   Ioff  |    Ibias    Ioff
--------+---------------------------+------------------
LM358   |   -20,29   -20,32   0,03  |    -20     -2
OP07C   |    +0,34    +0,12   0,22  |     ±1,8    0,2
TL082C  |    +0,02    +0,02   0,00  |      0,03   0,005

Die Versorgungsspannung betrug jeweils ±15V. Beim TL082C mit seinen
JFET-Eingängen stößt dieses Verfahren erwartungsgemäß an seine Grenzen,
da die letzte Ziffer des Multimeters (0,1mV bzw. 0m,01nA) stark zappelt.

Autor: Max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich hätte da noch eine kurze Frage: Wie genau ist der Innenwiderstand 
eines Voltmeters? Wo ist dieser Wert angegeben? Im Handbuch meines Fluke 
175 habe ich leider keine Toleranzen dieses Wertes gefunden, was ja auch 
verständlich ist, da er ja eigentlich kein diskretes Bauteil ist sondern 
vom Eingangswiderstand des ADCs bestimmt wird, oder täusche ich mich da?

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ich hätte da noch eine kurze Frage: Wie genau ist der Innenwiderstand
>eines Voltmeters? Wo ist dieser Wert angegeben? Im Handbuch meines Fluke

Der ist mindestdens so genau wie die angegebene Toleranz deines 
Multimeters im Gleichspannungsmeßbereich. Dejnn schließlich besteht der 
Eingangsspannungsteiler aus ziemlich präzisien Widerständen.

>175 habe ich leider keine Toleranzen dieses Wertes gefunden, was ja auch
>verständlich ist, da er ja eigentlich kein diskretes Bauteil ist sondern
>vom Eingangswiderstand des ADCs bestimmt wird, oder täusche ich mich da?

Wie schon anegdeutet - jedes normale Multimeter hat einen 
Eingangsspannungsteiler, welcher praktisch die Last für die zu messende 
Schaltung darstellt.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Bislang habe ich einfach den OPV als Spannungsfolger geschaltet und
>einen großen Kondensator an den Eingang gehängt. Der wird dann schön
>linear aufgeladen. Leider ist das Ergebnis nicht ganz so toll, wenn ich
>den Ruhestrom vom negativen Eingang messen will...

Das mißt du so:

1. Den OPamp als Spannungsfolger schalten und den "+" Eingang zur Masse 
kurzschließen. Am Ausgang des OPamp kannst du jetzt die Offsetspannung 
messen.

2. Statt über einen Kurzschluß, den "+" Eingang nun über einen 
hochohmigen Widerstand an Masse anschließen. Am Ausgang des Opamp kannst 
du nun die Summe aus Offsetspannung und Spannungsabfall des 
Eingangsruhestroms ("+" Eingang) an diesem hochohmigen Widerstand 
messen.

3. Den "+" Eingang wieder direkt mit Masse verbinden und in die 
Gegenkopplung einen hochohmigen Widerstand einfügen. Am Ausgang des 
OPamp kannst du jetzt die Summe aus Offsetspannung und Spannungsabfall 
des Eingangssruhestroms ("-" Eingang) an diesem hochohmigen Widerstand 
messen.

Wähle diese hochohmigen Widerstände nicht zu groß, weil sonst die 
Schaltung instabil werden könnte oder Störungen auffängt. Du kannst ja 
eine Testschaltung aufbauen, bei der du die hochohmigen Widerstände über 
kleine Schalter zuschaltest. Kompakter Aufbau und geeignete Abschirmung 
ist wünschenswert.

Die Stabilität der Testschaltung läßt sich auch dadurch erhöhen, daß du 
den hochohmigen Widerständen kleine Kapazitäten (100p...1n) 
parallelschaltest und indem du die Supply Rails direkt am OPamp mit 100n 
Caps entkoppelst.

Kai Klaas

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.