Ich möchte eine digital steuerbare bipolare Konstantstromquelle
aufbauen, die max. 10mA bei +-10V liefern kann. Die Anforderungen an die
Dynamik sind bescheiden, 100 Hz Bandbreite reichen. Ich benötige also
einen Wandler, der die Ausgangsspannung des DAC in einen dazu
proportionalen Strom umwandelt. Im Prinzip für einen OpAmp kein Problem.
Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor. Am hochohmigen
Eingang (Basis) wird die Spannung angelegt, der niederohmige Eingang
(Emitter)kommt über einen Gegenkopplungswiderstand an Masse. Der Ausgang
(Kollektor) liefert dann den gewünschten Konstantstrom. Leider sind
CC-Operationsverstärker wohl eher Exoten und dann vor allem für
Spezialanwendungen (Hochfrequenz oder Laserdiodentreiber) spezifiziert.
Vor allem können sie die Spannung von +-10V nicht liefern. Kennt jemand
einen, der auch zu erschwinglichen Preisen verfügbar ist?
Mike schrieb:> Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor
Nein, der liefert nur positiven Strom.
Eigentlich baut man dazu, mit einem beliebigen OpAmp der mit +/-15V
versorgt wird, eine Howland-Stromquelle und steuert sie z.B. mit
+2.5...-2.5V.
Die Frage ist nur, ob die bei deiner Last stabil bleibt oder ins
Schwingen gerät
Vielleicht hilft dir auch LT1970.
MaWin schrieb:> Nein, der liefert nur positiven Strom.
Doch, der liefert beide Polaritäten, siehe Bild.
Mike schrieb:> Vor allem können sie die Spannung von +-10V nicht liefern. Kennt jemand> einen, der auch zu erschwinglichen Preisen verfügbar ist?
Zur Not kann man das auch diskret aufbauen.
MaWin schrieb:> Mike schrieb:>> Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor>> Nein, der liefert nur positiven Strom.
Das ist nicht richtig, Zitat Datenblatt OPA660 (der einzige
Diamond-Transistor, den ich kenne, und mit dem ich gearbeitet habe):
1
The voltage-controlled current source or Operational
2
Transconductance Amplifier (OTA) can be viewed as
3
an “ideal transistor.” Like a transistor, it has three
4
terminals—a high-impedance input (base), a lowimpedance
5
input/output (emitter), and the current
6
output (collector). The OTA, however, is self-biased
7
and bipolar. The output current is zero-for-zero differential
8
input voltage. AC inputs centered about zero
9
produce an output current which is bipolar and centered
10
about zero.
Wie auch immer, +/-5V reichen nicht.
MaWin schrieb:> Eigentlich baut man dazu, mit einem beliebigen OpAmp der mit +/-15V> versorgt wird, eine Howland-Stromquelle und steuert sie z.B. mit> +2.5...-2.5V.
Das sehe ich auch so. (Howland-Stromquellen bzw. Howland-Strompumpen
sind neu für mich). Der DAC muss natürlich selber genug Strom liefern.
Aber ob man das so oder anders macht, ist eigentlich ziemlich egal. Ein
bis zwei einfache Op-Amps reichen. Und gegen eventuelle Schwingen sind
die Maßnahmen auch Routine.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne,
Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung.
Wobei beide nichts mit Diamanten zu tun haben.
ArnoR schrieb:> Doch, der liefert beide Polaritäten, siehe Bild.
Sehe gerade, daß in dem Bild ein Fehler ist. Die Basen der unteren npn
dürfen nicht verbunden sein, vielmehr muss die Basis des rechten npn an
den Kollektor des pnp + Anode. Also genau so wie oben bei den pnp. Das
Bild ist aus AB181 (Burr-Brown).
MaWin schrieb:> Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:>> (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne,>> Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung.>> Wobei beide nichts mit Diamanten zu tun haben.
Der OPA660 ist der Diamond Transistor, und das ist nur eine geschützte
Marke.
Diskret: Ein NPN-Transistor als feste 10mA-Stromquelle nach -15V und
eine Spanungsgesteuerte 0-20mA mit einem PNP nach +15V. Für die
Ansteuerung mit 0-2,5V oder 3,3V oder 5V sorgt ein NPN mit passenden
Emitter- und Kollektor-Widerständen.
> Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung
Noe, der OPA660 war damals IMHO der erste. Der wurde auch im Datenblatt
nur als Transistor bezeichnet. Das war aber so 98 oder so und ich denke
der ist lange Geschichte.
Olaf
Mike schrieb:> Ich möchte eine digital steuerbare bipolare Konstantstromquelle> aufbauen
Hast schon mal in "Tietze-Schenk, Halbleiter Schaltungstechnik"
reingeschaut, z.B. 11. Auflage S.817 "12.3 Spannungsgesteuerte
Stromquellen"?
Buch gibt es wimre irgendwo zum download.
Schaltung im Anhang könnte passen.
Howland-Stromquelle kann ich nicht empfehlen. Sehr schwer beherrschbare
Schaltung. Braucht u.a. selektierte Widerstände und schwingt schneller,
als man schauen kann. Besser eine der tausend Schaltungen
"spannungsgesteuerte Stromquelle" nehmen, eventuell noch mit einem
Buffer für Strom und der Bart ist ab...
Gruß Rainer
Thomas R. schrieb:> feste 10mA-Stromquelle nach -15V und> eine Spanungsgesteuerte 0-20mA
Ja, so macht man es. 2 Ströme lassen sich ja ganz einfach addieren.
Damit vermeidet man den Ärger mit der Howland-Stromquelle.
Rainer V. schrieb:> Howland-Stromquelle kann ich nicht empfehlen. Sehr schwer beherrschbare> Schaltung. Braucht u.a. selektierte Widerstände und schwingt schneller,> als man schauen kann. Besser eine der tausend Schaltungen> "spannungsgesteuerte Stromquelle" nehmen,
Falls du auf die "Spannungsgesteuerte Stromquellen für geerdete
Verbraucher" nach Tietze/Schenk abzielst:
Den Unterschied zur "Stromquelle nach Howland" macht R3. Die Schaltung
nach T/S verlangt gerade mal 2 unterschiedliche Widerstandswerte (mit
R2=R3), die man unabhängig voneinander wählen kann.
Schneidet man die Werte aus dem Gurt mit 1% Metallschicht, passen diese
mit Abweichungen im Sub-Promill-Bereich zusammen, bei gleichem
Temperaturgang. R3 erleichtert somit nicht nur die Dimensionierung,
sondern auch die praktische Realisierung.
Die Dimensionierung nach Howland ist dagegen nicht trivial. Bei dieser
sind 4 (i.A. 4 unterschiedliche) Werte notwendig, die fein aufeinander
abgestimmt sein müssen. E-96 reicht u.U. nicht, 1% Abweichung kann da
schon zu viel sein.
Der Knackpunkt bei beiden Stromquellen ist der geforderte Ri.
"Unendlich" lässt sich nun mal schlecht darstellen. Geht man an dieses
Ziel zu beherzt ran, landet man leicht im Bereich negativer RI's - und
dann riecht's gleich nach Oszillator.
Doch mal Butter bei die Fische:
Ich werde den Teufel tun hier fertige Schaltungen zu posten. Elektronik
soll Spaß machen, man sollte dabei seinen Forschergeist ausleben können.
Das heißt aber, dass der TO auch ein wenig zu "seiner" Schaltung
beitragen muss - und sei es nur, indem er sich in ein Kapitel eines
leicht verständlichen Buches einzulesen.
BTW, eine noch leichter zu beherrschende Schaltung findet sich auf der
Folgeseite des zitierten Buchs ...
just my 2 ct
PS: Eine "100% abgleichfreie" Schaltungen nach Abb. 12.9. könnte man
durch leichte Variation von R2 bzw. R3 ereichen (R2<R3) - zu Lasten des
Ri. Aber auch hier soll der TO mal lieber selber rechnen...
