Hallo,
ich habe eine kleine Projektaufgabe. Ich soll eine Galvanostatschaltung
entwickeln, die ein Messobjekt mit konstanten Strom speist und die
Spannung über diesem Objekt misst.
Ich habe mich am Anfang mit der konstanten Stromspeisung beschäftigt und
dazu die Schaltung (Figure1) entwickelt.
Für diese Aufgabe sollte eine Spannung umgewandelt werden in einen Strom
und, nachdem es das Messobjekt durchflossen hat, wieder in eine Spannung
zurück gewandelt werden. Ich habe die Schaltung erfolgreich simuliert
und wollte sie mit zwei OPV's (NE5532) erstmal im DC-Bereich aufbauen
und da ging nichts! Mein Betreuer sagte ich sollte mal eine
Stabilitätsanalyse machen und speziell auf die dynamischen Parameter
acht geben.
Meine Frage ist nun sind die dynamischen Parameter im DC-Bereich
wirklich zu beachten?
Seht ihr vielleicht einen möglichen Grund für die nicht funktionierende
Schaltung?
Und kennt ihr gute Quellen, die ich zur Einarbeitung für die
Stabilitätsanalyse verwenden könnte.
Vielen Dank
Philipp
Philipp G schrieb:> Ich habe die Schaltung erfolgreich simuliert und wollte sie mit zwei> OPV's (NE5532) erstmal im DC-Bereich aufbauen und da ging nichts!
Was heißt "nichts"? Wie hast du festgestellt, dass da "nichts" ging? Was
hast du erwartet, was hast du bekommen? Welche Messgeräte hast du dabei
verwendet?
> Ich habe mich am Anfang mit der konstanten Stromspeisung beschäftigt
Such doch einfach mal nach "Konstantstromquelle".
> dazu die Schaltung (Figure1) entwickelt.
Deine Schaltung hat den eklatanten Nachteil, dass der gesamte Strom über
den R3 fließen muss. Da kann es schnell mal passieren, dass der U2 die
nötige Spannung am Ausgang nicht mehr hinbekommt...
Die "traditionelle" Schaltung mit nur 1 OP ist dagegen simpel, robust
und vor allem: massebezogen (die Last hängt nicht "irgendwie in der
Luft").
Hi,
ich hatte die Schaltung mit den in Figure1 erkennbaren Spezifikationen
simuliert und dann versucht die Schaltung genau so aufzubauen und im
realen zu testen. Ich möchte gern, dass durch den Widerstand (R2) ein
Strom von 5 mA fließt und am Ausgang von U2 ein Potential von -5 V
anliegt. Bei meiner Messung hatte ich ein Multimeter zur Strommessung in
Reihe mit dem R2 geschalten und dazu das Potential am Ausgang von U2
gemessen, ebenfalls mit einem Multimeter. Die Versorungs-PIN's wurden
auch mit Abblockkondensatoren (0.1µF) versehen. Für den Strom wurden
20.4 mA und für die Spannung -3.45V gemessen.
Die Schaltung für einen traditionellen OPV kenne ich, aber ich möchte
den Strom wieder in eine Spannung wandeln um diese im späteren Verlauf
dieses Projektes an einen ADU übermitteln zu können. Das ist der Grund
für den Transimpedanzverstärker in der Rückkopplung.
Philipp G schrieb:> Für den Strom wurden 20.4 mA und für die Spannung -3.45V gemessen.
Am Lastwiderstand? Das kann eigentlich nicht sein, den ein positiver
Strom, der dort hindurchfließt, muss eine positive Spannung erzeugen...
Viel interessanter wären aber die Spannungen an den
Operationsverstärker-Ein- und Ausgängen gegen Masse gemessen.
> Ich möchte gern, dass durch den Widerstand (R2) ein Strom von 5 mA> fließt und am Ausgang von U2 ein Potential von -5 V anliegt.
Welche Versorgungsspannungen hast du?
Philipp G schrieb:> Für den Strom wurden 20.4 mA und für die Spannung -3.45V gemessen.
Du hattest also eine Spannung von 20,4V über dem R3 und damit knapp 17V
am invertierenden Eingang vom U2. Damit hätte das Ding aber komplett
aufsteuern müssen. Da stellt sich die Frage: warum kommt der dann am
Ausgang nur auf -3,5V?
> Die Schaltung für einen traditionellen OPV kenne ich, aber ich möchte> den Strom wieder in eine Spannung wandeln um diese im späteren Verlauf> dieses Projektes an einen ADU übermitteln zu können.
Warum sollte das mit der "traditionellen" Schaltung nicht gehen? Oder
andersrum: solange die KSQ funktioniert, MUSS der Strom derjenige sein,
denn du einstellst. Wenn sie ausserhalb des Arbeitsbereiches ist, dann
hast du sowieso ein anderes Problem...
Hi,
Der Strom von 20.4mA fließt durch den Widerstand R2 und die Spannung von
-3.45V liegen am Ausgang von U2 an. Am Eingang von U2 liegen 1.03V an
und über den R2 fallen 2.03V ab. Am Eingang von U1 liegen -0.75V an und
am Ausgang liegen 3.09V an.
Ich habe mich leider etwas verschrieben, ich möchte gern am Ausgang von
U2 -1V haben. Die Versorgungspannung ist +-5V.
Der Widerstand R3 wird von -4.47mA durchflossen und der Widerstand R4
wird von -2.69ma durchflossen.
Alle diese Werte sind total komisch. Es sieht für mich aus als würde in
den OPV U2 direkt Strom hineinfließen, da ja der R3 von nur -4.47mA
durchflossen wird. Ich verstehe es über Haupt nicht.
Ich habe die Messwerte nochmal in Figure2 dargestellt, ich hoffe es ist
erkennbar.
Die Schaltung soll möglicherweise verwendet werden um elektrochemische
Zellen zu vermessen. Für diese Endanwendung ist diese Schaltung noch
nicht verwendbar, ist noch in Arbeit.
Mir gefaellt nicht, dass U1 Openloop, dh ohne dirkekte Ruckkopplung,
betrieben wird, und ich wuerde die Spannungen daher mit dem Oszilloskop
nachmessen.
Philipp G schrieb:> Die Versorgungspannung ist +-5V.
Diese Schaltung wird mit +-5V niemals gut funktionieren können. Denn der
kann am Eingang dann maximal +-2V (Gleichtaktbereich, Common Mode
Voltage Range) und am Ausgang bestenfalls +-3V (Output Voltage Swing).
Und genau so sieht es hier auf jeden Fall auch aus: die Ausgänge hängen
voll am Anschlag...
Mein Tipp: nicht umsonst sind alle Angaben im Datenblatt für +-15V.
Hi,
ich habe die Versorgungsspannung von +-5V mal auf +-15V angehoben. Die
Messergebnisse sind ebenfalls schlecht, sie haben sich nur erhöht und
die Ausgänge hängen wieder voll auf Anschlag.
Kann es sein, dass das System nicht ganz stabil ist? Wie untersucht man
genau die Stabilität von so einer Schaltung, kennt ihr da vielleicht ein
paar gute Quellen um sich einzuarbeiten?
Gruß Philipp
Philipp G schrieb:> Kann es sein, dass das System nicht ganz stabil ist?
Wenn das System nicht "stabil" ist, dann bedeutet das idR. dass es
schwingt. Das scheint hier aber nicht der Fall zu sein, denn...
> die Ausgänge hängen wieder voll auf Anschlag.
Trotzdem: auch ich würde da mit einem Oszi ran, so ein Multimeter ist
etztlich nur ein Schlüsselloch. Und da durch möchte ich keinen ganzen
Film anschauen müssen. Dabei entginge mir zu viel.
> Kann es sein...
Mein Tipp: trenne den Regelkreis auf und teste jede OPV-Stufe einzeln
für sich, ob sie überhaupt funktioniert. Wobei das mit dem offenen OP
recht spannend werden könnte...
Wie sieht denn der Aufbau aus? Wie lang sind die Leitungen?
Figure1_Galvanostat.png
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