Hallo zusammen,
ich bin gerade an einer Integriererschaltung am experimentieren.
Als OPV nutze ich den LT1013 von Linear Technology. (+-5V
Betriebsspannung) Mit 14,5kOhm gehe ich auf den invertierenden Eingang
des OPVs zu welchem ich parallel einen Kondensator(100nF) gegen den
Ausgang schalte. Nicht-invertiernder Eingang auf GND. Selbst wenn ich 0V
am invertierenden Eingang habe, steigt die Spannung langsam am
Kondensator am Ausgang auf ca. 4V. Was für ein Strom fließt da, wie
lässt er sich vermeiden.
Danke schon jetzt!
delta schrieb:> Hallo zusammen,>> ich bin gerade an einer Integriererschaltung am experimentieren.>> Als OPV nutze ich den LT1013 von Linear Technology. (+-5V> Betriebsspannung) Mit 14,5kOhm gehe ich auf den invertierenden Eingang> des OPVs zu welchem ich parallel einen Kondensator(100nF) gegen den> Ausgang schalte. Nicht-invertiernder Eingang auf GND. Selbst wenn ich 0V> am invertierenden Eingang habe, steigt die Spannung langsam am> Kondensator am Ausgang auf ca. 4V. Was für ein Strom fließt da, wie> lässt er sich vermeiden.>> Danke schon jetzt!
Bei einem 100nF Kondensator wird es sich vermutlich um einen Kerko
handeln. Die kaben keine Leckströme wie z.B. Elkos.
Bleibt noch die Offsetspannung. Die wird es wohl sein.
Was sagt das Datenblatt? Ein mittelmässiges Multimeter würde da auch
schon helfen.
mfg. Klaus
Klaus Ra. schrieb:> delta schrieb:>> Selbst wenn ich 0V am invertierenden Eingang habe, steigt>> die Spannung langsam am Kondensator am Ausgang auf ca. 4V.>> Was für ein Strom fließt da,
Vermutlich der Offset-/Bias-Strom.
>> wie lässt er sich vermeiden.
Gar nicht.
> Bleibt noch die Offsetspannung. Die wird es wohl sein.
150µV lt. Datenblatt. Macht an 15kOhm ungefähr 10nA.
> Was sagt das Datenblatt?
Das sagt, dass der OPV lt. Innenschaltung bipolare Eingänge hat.
Bissl Basis-Strom ist schon notwendig.
delta schrieb:> Selbst wenn ich 0V> am invertierenden Eingang habe, steigt die Spannung langsam am> Kondensator am Ausgang auf ca. 4V
Und wie hoch ist der Lade Strom, wenn man die Anstiegsgeschwindigkeit
mal umrechnet?
Den zweiten OPV des ICs habe ich als Invertierer beschaltet. Jetzt hab
ich mal an dem Ausgang dieses OPVs gemessen, wieder Spannung vorhanden.
2V ungefähr. Selbst bei Last ( hab eine LED angeschlossen) bleibt sie
erhalten, bringt die LED zum leuchten. Habe gehofft, dass sie bei Last
zusammenbricht, aber nicht der Fall.
Wie könnte man das ganze eingrenzen?
delta schrieb:> Als OPV nutze ich den LT1013 von Linear Technology. (+-5V> Betriebsspannung) Mit 14,5kOhm gehe ich auf den invertierenden Eingang> des OPVs zu welchem ich parallel einen Kondensator(100nF) gegen den> Ausgang schalte. Nicht-invertiernder Eingang auf GND. ...
Wird es besser, wenn Du den nicht-invertiernden Eingang ebenfalls über
14k5 auf GND legst?
Gruß
Weder Kondensator noch Widerstand am nicht-invertierenden haben Erfolg
gebracht. Ich schließe jetzt den Kondensator vom Integrierer in
bestimmten Intervallen kurz. Das hält den Effekt in Grenzen. Wenn es ein
konstanter Spannungspegel ist der auf mein eigentliches Ergebnis
draufkommt, dann werde ich versuchen die Spannung einfach um diesen
Pegel hinter dem Ausgang zu reduzieren.
delta schrieb:> Weder Kondensator noch Widerstand am nicht-invertierenden> haben Erfolg gebracht. Ich schließe jetzt den Kondensator> vom Integrierer in bestimmten Intervallen kurz. Das hält> den Effekt in Grenzen. Wenn es ein konstanter Spannungspegel> ist der auf mein eigentliches Ergebnis draufkommt, dann> werde ich versuchen die Spannung einfach um diesen Pegel> hinter dem Ausgang zu reduzieren.
Es sind Beiträge wie dieser, die mich zunehmend in meiner
Überzeugung bestärken, dass sich Mitlesen selten und
Antworten fast nie lohnt.
1) In KlaRas Antwort war implizit die Frage enthalten, um
welchen Kondensatortyp es sich handelt. Dass ein Elko bei
100nF ausscheidet, ist klar - aber ist es ein KerKo oder
ein Folienkondensator?
Keine Reaktion.
2) Aus meiner Antwort ging hervor, dass neben der
Offset-Spannung auch der Biasstrom bzw. der Offset-Strom
eine Rolle spielen.
Keine Reaktion.
3) Mike fragt, wie schnell die Spannung ansteigt, um so (über
die Kapazität) auf den wirksamen Strom zu kommen.
Keine Antwort.
Das Ganze erinnert an die "Warum?"-Phase kleiner Kinder,
die zwar ständig fragen, sich aber selten für die Antwort
interessieren. Nun ja.
Possetitjel schrieb:>> Bleibt noch die Offsetspannung. Die wird es wohl sein.>> 150µV lt. Datenblatt. Macht an 15kOhm ungefähr 10nA.
Und das reicht ja vollkommen aus. 10nA in einen 100nF Kondensator ergibt
eine lineare Rampe mit 0.1V/s. Nach 40 Sekunden hängt der OPV dann
ausgangsseitig bei 4V in der Begrenzung.
Der Biasstrom des invertierenden OPV-Eingangs kommt natürlich noch dazu.
Je nach Vorzeichen der Störgrößen (exemplarabhängig) kann sich das
rauscanceln oder auch nicht. Und temperaturabhängig ist es natürlich
auch.
Wenn man das modellieren will: der nichtinvertierende Eingang liegt real
nicht an GND sondern an der Eingangs-Offsetspannung. Und der Biasstrom
des invertierenden Eingangs wirkt als Stromquelle in den Knoten am
invertierenden OPV-Eingang.
XL
Also um offene Fragen zu klären:
1) Es handelt sich um einen Keramikkondensator.
2) und 3) hat Axel glaube ich geklärt.
Wie realisiert man denn, dass der nicht-invertierende Eingang an der
Offset-Spannung liegt?
Und wie reguliert man das bei einer Inverterschaltung, denn wenn ich den
Invertierenden-Eingang unbeschaltet lasse, erhalte ich am Ausgang den
selben Effekt.
Also ist der 14k5 Widerstand nicht parallel zum Cap...
Mach einen ausreichend hochohmigen Widerstand parallel zum Cap und nimm,
wenn es sein muss, einen OPamp mit kleinerem "Input bias current".
Habe jetzt in LTspice experimentiert. Bei 10MOhm verschwindet der Effekt
und stört meine Integration nicht. Habe jetzt keinen solch hohen
Widerstand hier, aber ich bastel mir 1MOhm zusammen, da tritt der Effekt
auch nicht auf, die Integration wird nur etwas gehindert, da der
Kondensator sich in der Haltephase schneller entläd.Aber um zu sehen ob
es in der Praxis tatsächlich hilft, denke reicht das vorerst mal aus bis
ich die Widerstände besorgt hab.
Cap schrieb:> Also ist der 14k5 Widerstand nicht parallel zum Cap...
Natürlich nicht. Noch nie einen Integrator gesehen?
> Mach einen ausreichend hochohmigen Widerstand parallel zum Cap
Dann ist es aber kein Integrator mehr. Aus der linearen Rampe wird eine
logarithmische.
> und nimm, wenn es sein muss, einen OPamp mit kleinerem "Input bias current".
Die Tatsache, daß du Fremdworte nicht übersetzt, sondern in Anführungs-
zeichen wiederholen mußt, läßt mich vermuten, daß du deren Bedeutung
nicht kennst. -> Nuhr
Abgesehen davon lassen sich sowohl der Biasstrom als auch die Offset-
spannung relativ leicht kompensieren. Vollkommen driftfrei wird ein
analoger Integrator allerdings nie sein. Das weiß auch jeder(!)
Elektroniker, der schon mal analoge Schaltungen gemacht hat. Tatsächlich
ist ein Integrator mit einer Zeitkonstante von 15ms, der 40 Sekunden
braucht um in die Sättigung zu driften, gar nicht mal so schlecht. Und
mit Abgleich und bei halbwegs konstanter Temperatur (20°C +/- 5K) kann
man locker noch eine Zehnerpotenz besser werden.
XL
Du bist ja widerlich unfreundlich, Axel!
Wenn du den Eingangsbeitrag aufmerksam liest, stellst du fest, dass sich
der TO ungluecklich ausgedrückt hat. Man konnte tatsächlich glauben,
dass Widerstand und Cap parallel geschaltet sind.
Dass ich die Ausdruecke im englischen belasse, soll dem TO helfen, sich
im Datenblatt des OPamps besser zurechtzufinden. Außerdem hilft es beim
Googeln eine "Applications note" zu finden, wenn man Originalliteratur
zu diesem Thema sucht.
Einen hochohmigen Widerstand dem Integrationscap parallelzuschalten, ist
auch absolut üblich, es müssen eben nur die Zeitkonstanten
zusammenpassen. Der TO schreibt ja auch, dass ihm ein 10M Widerstand
geholfen hat.
Der Widerstand hilft tatsächlich auch in der Praxis.
Hatte zusätzlich das Problem, dass ich den Kondensator des Integrierers
nach jedem Zeitintervall, über dem ich Integrieren möchte, entladen muss
um die Schaltung zu resetten. Das habe ich mit einem Analogschalter
zunächst gelöst, indem ich den Kondensator quasi immer kurzschließe,
also die Brücke über dem Kondensator schließe. Das erzeugt jedoch auch
Störungen. Jetzt werde ich versuchen den Kondensator auf Masse zu
schließen mit dem Schalter. Sollte ja denselben Effekt haben und die
Störung beseitigen.
Oder wie seht ihr das?
Also der Schalter sollte schon parallel zum Cap liegen.
Suche einen Analogschalter mit möglichst kleiner "Charge injection",
weil die vermutlich die Stoerung macht.
delta schrieb:> Der Widerstand hilft tatsächlich auch in der Praxis.
Das habe ich nicht bezweifelt. Ich habe nur erwähnt, daß dein Integrator
jetzt keiner mehr ist.
> Hatte zusätzlich das Problem, dass ich den Kondensator des Integrierers> nach jedem Zeitintervall, über dem ich Integrieren möchte, entladen muss> um die Schaltung zu resetten. Das habe ich mit einem Analogschalter> zunächst gelöst, indem ich den Kondensator quasi immer kurzschließe,> also die Brücke über dem Kondensator schließe.
Ja. Genau so macht man das. Je nach Polung reicht auch ein simpler
(J|MOS)FET dafür. Weil das eine Ende des Kondensators ja
praktischerweise (virtuell) auf GND liegt.
> Das erzeugt jedoch auch Störungen.
Soll heißen?
XL
Ich habe es jetzt wieder beim Kurzschließen belassen. Der Versuch auf
Erde zu schließen, war nicht wirklich erfolgreich. Das verursacht enorme
Störungen der Schaltung :D
Kann soweit jetzt keine Unregelmäßigkeiten feststellen. Sofern es
überhaupt möglich ist, aufgrund von Messungen mit einem einfachen
Spannungsmessgerät, das beurteilen zu können. Allerdings kann ich keine
Spannungen messen, die außerhalb des theoretisch möglichen Bereiches
liegen. Bis zum Ende der Woche sollte ich die Schaltung mit einem
Oszilloskop untersucht haben, spätestens dann sollte sich geklärt haben,
was funktioniert und was nicht.
Übrigens als Schalter nutze ich den CD4066.
Cap schrieb:> Einen hochohmigen Widerstand dem Integrationscap parallelzuschalten, ist> auch absolut üblich
Dann nennt man das ganze Konstrukt "Tiefpass". Spart man sich den
parallelgeschalteten Widerstand, ist es ein Integrator.
> Dann nennt man das ganze Konstrukt "Tiefpass". Spart man sich den> parallelgeschalteten Widerstand, ist es ein Integrator.
Wegen der niemals ganz verschwindenden Leckstroeme sind das immer nur
"Tiefpaesse". Üblicherweise fasst man das weiter und bezeichnet die
Schaltung auch dann als Integrator, wenn der Widerstand vergleichsweise
klein ist. Es kommt eben immer auf die genauen Zeitkonstanten an, ob die
Schaltung einen Integrator bildet oder eher einen Tiefpass.
