Hallo zusammen,
ich benötige einmal eure fachkundige Hilfe.
Zum auswerten von DMS-Brückenschaltung benötige ich benötige einen
Trägerfrequenz-Messverstärker. Aus diesem Grund sitze ich grade an der
Entwicklung des selbigen.
Soweit klappt alles in der Simulation mit LTSpice ganz gut, nur hänge
ich am letzten Schritt fest.
Trägerfrequenz: 1 kHz
Amplitude +-5 V
Habe heute erst gelesen, dass ein TP nach DDS nicht die beste
Entscheidung sind, deshalb ist der da noch drin. Die PWL-Quelle soll
einen treppenförmigen Sinus simulieren, um besagten TP zu testen.
Der Punkt an dem es aktuell hakt ist die Glättung der synchron
gleichgerichteten Ausgangsspannung ganz zum Schluss. Da diese, je nach
Brückenverstimmung positiv und negativ sein kann, schließt dies den
Einsatz einer Diode mit Kondensator (Spitzendetektor) aus.
Natürlich könnte man jetzt sagen man nimmt einfach zwei Kanäle, einen
für die positive- und einen für die negative Verstimmung. Da aber
insgesamt 4 Kanäle damit realisiert werden sollen artet das das dann
doch etwas aus.
Wenn ich den im Plan befindlichen TP mit 500 Hz Grenzfrequenz nehme,
bekomme ich zwar ein halbwegs geglättetes Signal. Allerdings bring mir
dann die TF von 1kHz wenig. Weiß jemand sonst eine Lösung um das
Ausgangssignal zu glätten?
OLEDler schrieb:> Habe heute erst gelesen, dass ein TP nach DDS nicht die beste> Entscheidung sind, deshalb ist der da noch drin.
Ein Tiefpass nach der DDS ist schon eine gute Idee. Aber deine
Gestaltung des Tiefpasses ist seltsam. C1 in deiner Schaltung ist
falsch: so ziemlich kein OPV mag es, wenn du ihm direkt 100nF an den
Ausgang klemmst. Und die Beschaltung von U1 kann auch nicht
funktionieren: der nicht-inv Eingang von U1 hat keinen DC-Pfad nach
Masse, der bias-Strom des realen OPV wird dafür sorgen, dass die
Spannung von U1 "wegdriftet".
OLEDler schrieb:> Wenn ich den im Plan befindlichen TP mit 500 Hz Grenzfrequenz nehme,> bekomme ich zwar ein halbwegs geglättetes Signal. Allerdings bring mir> dann die TF von 1kHz wenig.
Bist du sicher, dass du da einen TP mit 500Hz Grenzfrequenz gezeichnet
hast?
Wie auch immer: ich verstehe das Problem nicht. Der Zweck der Glättung
ist doch grade, dass die (gleichgerichtete) Trägerfrequenz weggefiltert
wird. Die Vorteile der AC-Anregung mit 1kHz sind z.B. dass die (DC)
Offsets deiner Verstärker... bei der Auswertung rausfallen (weil Sie
durch die phasensel. GR auf die Trägerfrequenz hochgemischt werden).
Aber das Nutzsignal soll nach der phasenselektiven Gleichrichtung doch
wieder eine (ggf. langsam varierende) Gleichspannung werden, die
Trägerfrequenz soll am Ausgang nicht mehr sichtbar sein.
Die Filterung muss halt so erfolgen, dass die Trägerfrequenz gut
unterdrückt wird, und die Frequenz deines Nutzsignals (die deutlich
unter der Trägerfrequenz liegen sollte) noch nicht stark verfälscht
wird.
Den Filter wizard von AD habe ich für den ersten Filter benutzt.
C1 sollte eigentlich die Funktion haben nachträglich die Spannung zu
stabilisieren, aber da er wieder direkt in einen OPV geht ist der
natürlich überflüssig. Aber danke für die Info!
C4 dient dazu den DC offset aus dem DDS raus zu filter, sprich
AC-Kopplung. Soll ich dahinter am besten noch einen Widerstand gegen
Masse setzen? Wenn ja wie dimensioniert man den am besten?
Stimmt, der zweite Filter an Ende ist hier noch der alte, das ist mein
Fehler!
Der neue ist ein Butterworth 3. Ordnung als Sallen-Key Variante mit
500Hz fg. Siehe Anhang.
>Aber das Nutzsignal soll nach der phasenselektiven Gleichrichtung doch>wieder eine (ggf. langsam varierende) Gleichspannung werden, die>Trägerfrequenz soll am Ausgang nicht mehr sichtbar sein.
Jaein. Da der TF-Verstärker für DMS genutzt werden soll bestimmt die
Trägerfrequenz die maximal Frequenz der detektierbaren Messgröße. "Siehe
Stefan Keil - Dehnungsmessstreifen" da ja die Brückenverstimmung auf die
Amplitude moduliert wird.
Das bedeutet aber auch, dass ein TP mit fg 500 Hz mir alle Messgrößen
ebenfalls wegfilter, da die Amplitude der gleichgerichteten
Trägerfrequenz sich eben mit bis zu 1kHz ändert.
OLEDler schrieb:> Da der TF-Verstärker für DMS genutzt werden soll bestimmt die> Trägerfrequenz die maximal Frequenz der detektierbaren Messgröße.
ja, das macht sie. aber das bedeutet nicht, dass du bei einer
Trägerfrequenz von 1kHz sinnvoll Nutzsignale von 1kHz verarbeiten
kannst. wenn du Nutzsignale von 1kHz hat, dann solltest du die
Trägerfrequenz deutlich größer wählen. und dann kannst du auch das
Filter sinnvoll auslegen.
Achim S. schrieb:> OLEDler schrieb:>> Da der TF-Verstärker für DMS genutzt werden soll bestimmt die>> Trägerfrequenz die maximal Frequenz der detektierbaren Messgröße.>> ja, das macht sie. aber das bedeutet nicht, dass du bei einer> Trägerfrequenz von 1kHz sinnvoll Nutzsignale von 1kHz verarbeiten> kannst. wenn du Nutzsignale von 1kHz hat, dann solltest du die> Trägerfrequenz deutlich größer wählen. und dann kannst du auch das> Filter sinnvoll auslegen.
Das habe ich mir auch schon gedacht, als ich deine Antwort gelesen habe.
Also schließe ich daraus, dass es außer einem TP keine Alternative gibt
das Signal zu glätten?
Eine Frage abseits davon hätte ich noch. Wofür genau dienen R15 & 16?
Diesen Teil habe ich so aus einer Forschungsarbeit entnommen, als ich
nach sinnvollen und günstige Lösungen für eine synchron Gleichrichtung
gesucht habe.
OLEDler schrieb:> Eine Frage abseits davon hätte ich noch. Wofür genau dienen R15 & 16
kann ich dir gerade nicht sagen, weil ich jetzt am Handy bin und darauf
die Simulation nicht öffnen kann.
OLEDler schrieb:> dass es außer einem TP keine Alternative gibt das Signal zu glätten?
ein Tiefpass ist der normale und angemessene Weg
Achim S. schrieb:> OLEDler schrieb:>> Eine Frage abseits davon hätte ich noch. Wofür genau dienen R15 & 16>> kann ich dir gerade nicht sagen, weil ich jetzt am Handy bin und darauf> die Simulation nicht öffnen kann.>> OLEDler schrieb:>> dass es außer einem TP keine Alternative gibt das Signal zu glätten?>> ein Tiefpass ist der normale und angemessene Weg
Ok, hab vielen Dank erst einmal für deine Hilfe! Dann werde ich die
nötigen Änderungen vornehmen.
OLEDler schrieb:> Der Punkt an dem es aktuell hakt ist die Glättung der synchron> gleichgerichteten Ausgangsspannung ganz zum Schluss. Da diese, je nach> Brückenverstimmung positiv und negativ sein kann, schließt dies den> Einsatz einer Diode mit Kondensator (Spitzendetektor) aus.> Natürlich könnte man jetzt sagen man nimmt einfach zwei Kanäle, einen> für die positive- und einen für die negative Verstimmung. Da aber> insgesamt 4 Kanäle damit realisiert werden sollen artet das das dann> doch etwas aus.
Man kann aber dadurch wirksam glätten, dass man (anstelle des
geschalteten Gleichrichters)durch eine sample-Schaltung z.B nur den
Scheitelwert der Ausgangsspannung abtastet und durch hold-Schaltung bis
zum nächsten Abtastimpuls hält.
Beim Abtastimpulsen von z.B. 1µs Dauer und hold-Zeit von 1ms gibt das
schon eine gute Glättung.
Aus der Aufbereitung eines DDS dürften sich die Abtastimpulse für den
Spitzenwert leicht herleiten lassen.
Problem wäre nur der Abgleich der Brücke in den kapazitiven Komponenten,
denn sonst gibt es im Nullübergang zwischen plus und minus einen
Übergangsbereich mit 90 Grad Phasenverchiebung
Abseits von der ganzen Diskussion, macht man das anders viel besser:
Man verstärkt (+Tiefpass) das Brückensignal z.B. differentiell (2x OPA)
und fährt so in einen differentiellen ADC. Jetzt kann man das Rauschen
digital filtern (MAV). Danach den DC-Offset wegrechnen und dann synchron
die Werte des ADCs invertieren oder unverändert lassen, was einer
Synchrongleichrichtung entspricht.
Das nachjustierte Phasensignal für die Invertierung gewinnt man aus der
DDS.
Und dann berechnet man aus dem gepufferten Datensatz den RMS-Wert.
Für hochgenaue Messungen sollte man das Trägersignal
(Sense-Brückenspeisung) mit zusätzlichen differentiellen Eingängen,
ebenso messen.
Die Trägerfrequenz sollte mindestens das zehnfache der maximalen
Signalfrequenz sein.
Peter R. schrieb:> Man kann aber dadurch wirksam glätten, dass man (anstelle des> geschalteten Gleichrichters)durch eine sample-Schaltung z.B nur den> Scheitelwert der Ausgangsspannung abtastet und durch hold-Schaltung bis> zum nächsten Abtastimpuls hält.> Beim Abtastimpulsen von z.B. 1µs Dauer und hold-Zeit von 1ms gibt das> schon eine gute Glättung.> Aus der Aufbereitung eines DDS dürften sich die Abtastimpulse für den> Spitzenwert leicht herleiten lassen.> Problem wäre nur der Abgleich der Brücke in den kapazitiven Komponenten,> denn sonst gibt es im Nullübergang zwischen plus und minus einen> Übergangsbereich mit 90 Grad Phasenverchiebung
Das wäre auch eine praktikable Lösung. Allerdings dürfte die halte Zeit
nur die Halbe Periodendauer sein, da ja dann schon der nächste Messwert
vorliegt. Aber an sich keine schlechte Idee. Ich werde es fürs erste im
Hinterkopf behalten.
@Achim
Nochmal wegen dem Drift an U1, ist mein Gedanke richtig, "einfach" einen
Widerstand gegen Masse zu schalten? Das wäre ja dann quasi ein normaler
HP 1. Ordnung.
erst zu deiner früheren Frage:
OLEDler schrieb:> Eine Frage abseits davon hätte ich noch. Wofür genau dienen R15 & 16?
In deiner Simu ist das Modell des AD795 nicht enthalten. Da R15 und R16
in dessen Nähe verwendet werden, kann ich mir also nur erraten, wie die
Schaltung dort konkret aussieht.
An der Stelle werden wohl aus dem Trägersignal mit Komparatoren
Schaltsignale für den phasenselektiven GR erzeugt. Viele Komparatoren
haben Open-Kollektor-Ausgänge. Die brauchen Pullups, um den High-Pegel
einzustellen. R15 und R16 könnten als solche Pullups gedacht sein, dafür
sind sie aber recht hochohmig.
Du verwendest offenbar den AD795 als Komparator. Das ist keine gute
Wahl: wenn du ihn mit +-5V versorgst, schafft er am Ausgang als
high-Pegel grade mal 1V-2,5V. Der Pullup (R15 und R16) hilft ihm, zu
etwas höheren Ausgangsspannungen zu kommen. Aber die richtige Lösung
wäre, einen echten Komparator anstelle dieses OPVs zu verwenden.
OLEDler schrieb:> Nochmal wegen dem Drift an U1, ist mein Gedanke richtig, "einfach" einen> Widerstand gegen Masse zu schalten? Das wäre ja dann quasi ein normaler> HP 1. Ordnung.
Wenn du den Widerstand direkt nach C4 einfügst, dann geht das. (wenn du
ihn nach R14 einfügen würdest, dann würde sich die Charakteristik deines
Filters völlig verändern und "dein TF-Signal wegschlucken". Schau halt
für die Gesamtschaltung um U1, ob sie die gewünschte Filterwirkung hat
oder nicht - dafür ist LTSpice ja ideal geeignet. Verwende einfach reale
OPA-Modelle anstelle des "universal OpAmp2". Dann werden hoffentlich
auch die realen "Dreckeffekte" (wie der bias-Strom) einigermaß
mitsimuliert.
Achim S. schrieb:> An der Stelle werden wohl aus dem Trägersignal mit Komparatoren> Schaltsignale für den phasenselektiven GR erzeugt. Viele Komparatoren> haben Open-Kollektor-Ausgänge. Die brauchen Pullups, um den High-Pegel> einzustellen. R15 und R16 könnten als solche Pullups gedacht sein, dafür> sind sie aber recht hochohmig.
Um ehrlich zu sein habe ich die Schaltung einfach kopiert von
https://shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/89983/9/09_chapter
2.pdf da sie genau den Zweck erfüllt, den ich benötige. Ich habe leider
nicht die Zeit mich so umfangreich einzuarbeiten in das Thema OPV um
diesen Sachverhalt zu kennen. Deshalb vielen Dank für die Erklärung!!
> Du verwendest offenbar den AD795 als Komparator.
Den AD795 habe ich nur für die Simulation ausgewählt, da ich noch nicht
so vertraut mit den ganzen Unterschieden bin. Während meiner Suche hat
sich das ganze etwas aufgeklärt. Für die erste, reale Schaltung werde
ich den AZ4580MTR-G1 nehmen.
> Schau halt für die Gesamtschaltung um U1, ob sie die gewünschte> Filterwirkung hat oder nicht - dafür ist LTSpice ja ideal geeignet.> Verwende einfach reale OPA-Modelle anstelle des "universal OpAmp2".> Dann werden hoffentlich auch die realen "Dreckeffekte" (wie der bias-> Strom) einigermaß mitsimuliert.
Das Problem ist nur die ganzen, realen Modelle und die jeweiligen
Kennwerte in LTSpice rein zu bringen. Das ist sehr Zeitaufwändig, aber
natürlich würde die Simulation dann deutlich näher an der Realität
liegen.
Vielen Dank für die Erläuterungen, es war definitiv hilfreich!
OLEDler schrieb:> Für die erste, reale Schaltung werde> ich den AZ4580MTR-G1 nehmen.
Na ja, der kommt immerhin ein bisschen näher an die 5V ran. Aber an
dieser Stelle ist die Funktion eines Komparators gefragt. Warum nimmst
du nicht einen echten Komparator sondern zweckentfremdest stattdessen
einen (Audio)-OPV in Komparatorschaltung?
OLEDler schrieb:> Das Problem ist nur die ganzen, realen Modelle und die jeweiligen> Kennwerte in LTSpice rein zu bringen.
Du kannst ja mal mit den realen OPV-Modellen anfangen, die schon in
LTSpice integriert sind. Such dir einen von denen aus, dessen Kennwerte
deinem tatsächlich verwendeten OPV wenigstens nahekommen. Das ist schon
dann schon mal etwas näher an der Realität als ein idealisiertes
OPV-Modell.
Achim S. schrieb:> Du kannst ja mal mit den realen OPV-Modellen anfangen, die schon in> LTSpice integriert sind. Such dir einen von denen aus, dessen Kennwerte> deinem tatsächlich verwendeten OPV wenigstens nahekommen. Das ist schon> dann schon mal etwas näher an der Realität als ein idealisiertes> OPV-Modell.
Ich habe fürs erste den OP284 verwendet, da er dem eigentlich nahe
kommt. Damit funktioniert leider überhaupt nichts mehr. Der DC-Offset
macht die Synchrongleichrichtung unmöglich..
OLEDler schrieb:> Ich habe fürs erste den OP284 verwendet, da er dem eigentlich nahe> kommt. Damit funktioniert leider überhaupt nichts mehr. Der DC-Offset> macht die Synchrongleichrichtung unmöglich..
Willkommen in der realen Welt ;-) (oder zumindest in einer etwas
realitäts-näheren als die bisherigen Simus).
Dann zeigt doch mal, wie die Schaltung mit OP284 nun konkret aussieht
und wie deine Ergebnisse aussehen, die den Einsatz "unmöglich" machen.
Hast du den Widerstand für den DC-Pfad nach Masse (für den bias-Strom)
schon eingefügt? Hast du den Gleichtaktbereich deiner Signalverstärker
richtig ausgelegt?
Danke,
der Empfang lässt leider etwas zu wünschen übrig.
Spaß bei Seite, die Simu kann ich leider nicht durchführen weil LTSpice
einfach aufgibt. Die AC-Kopplung am Anfang spare ich mir auch, weil ich
spätestens nach dem ersten OPV sowieso wieder ein DC-Offset drin habe.
Da dieses Offset eigentlich nur bei den Komperatoren Probleme macht,
dachte ich mir diese dann "einfach" mit einer AC-Kopplung zu versehen.
Wie gesagt, ich kann leider nichts simulieren.
Sonst bliebe wirklich nur noch die eine Möglichkeit nach dem
Differenzverstärker in einen ADC zu gehen und den Rest mit einem uC zu
machen. Das wollte ich eigentlich vermeiden, da ein analoger Schaltkreis
ja quasi in Echtzeit arbeitet, während ein uC das Ganze in Relation
deutlich mehr verzögert.
OLEDler schrieb:> Spaß bei Seite, die Simu kann ich leider nicht durchführen weil LTSpice> einfach aufgibt.
Was heißt das? Welche Fehlermeldung bekommst du?
Ich kann deine Simulationsprobleme nicht nachvollziehen, weil ich nicht
dein Modell des OP284 habe. Ersetze ihn in deiner Simu doch einfach mal
durch einen OPV, der beim "Lieferumfang" von LTSpice schon mit dabei
ist. Meinetwegen mit dem RH1498. Läuft die Simu dann?
Dein phasensel. GR kann in deiner Schaltung nicht funktionieren. Du
musst die Schaltschwelle der Komparatoren auf die Mittel des TF-Signals
einstellen. Momentan steht die Schaltschwelle noch auf GND, die
Komparatoren (und damit der GR) schalten also nie um.
Mache entweder das Versorgungssignal der Brücke wieder symmetrisch zu
Masse. Oder erzeuge dir als Schaltschwelle einfach den "Mittelwert" des
TF-Signals
Achim S. schrieb:> Ich kann deine Simulationsprobleme nicht nachvollziehen, weil ich nicht> dein Modell des OP284 habe.
Der OP284 ist ein Standart OPV aus der Bibliothek. Ich benutzt die
neueste Spice Version.
Grundsätzlich kommt der "Time step to small" Fehler. Diesbezüglich habe
ich die Simulation schon versucht anzupassen.
Der einzige OPV mit dem die Simulation geklappt hat war der AD8031.
> Dein phasensel. GR kann in deiner Schaltung nicht funktionieren. Du> musst die Schaltschwelle der Komparatoren auf die Mittel des TF-Signals> einstellen. Momentan steht die Schaltschwelle noch auf GND, die> Komparatoren (und damit der GR) schalten also nie um.
Das genau ist ja das Problem. Der DC-Offset ändert sich ja je nach
Temperatur etc. Insofern müsste ich ein Threshold einbauen. Nur wie soll
ich vorher wissen, wie hoch das sein wird?
> Mache entweder das Versorgungssignal der Brücke wieder symmetrisch zu> Masse. Oder erzeuge dir als Schaltschwelle einfach den "Mittelwert" des> TF-Signals
Das versuche ich ja, nur funktioniert die AC-Kopplung am Anfang
überhaupt nicht. Der DC-Offset bleibt einfach bestehen.
Ich habe jetzt mal alles etwas angepasst, mit einer AC-Kopplung an den
Komparatoren. Bringt aber auch nichts, es kommt nichts sinnvolles raus.
OLEDler schrieb:> Der OP284 ist ein Standart OPV aus der Bibliothek. Ich benutzt die> neueste Spice Version.
ok, in meiner Version nicht (ist schon etwas älter).
OLEDler schrieb:> Grundsätzlich kommt der "Time step to small" Fehler.
schon den alternat sovler probiert? In meiner Version einstellbar per
Simulate -> Control Panel -> Spice -> Solver -> Alternate
OLEDler schrieb:> Der DC-Offset ändert sich ja je nach> Temperatur etc. Insofern müsste ich ein Threshold einbauen. Nur wie soll> ich vorher wissen, wie hoch das sein wird?
Du könntest den Mittelwert der TF einfach messen (TF über einen Tiefpass
schicken, der die 1kHz glattbügelt - was hinten rauskommt ist die
benötigte Schaltschwelle).
Und du könntest vermeiden, dass der Offset so wahnsinnig groß wird. Dass
auf dem Messsignal ein Offset auftritt ist bei AC-Brücken nicht
ungewöhnlich. Dass die TF schon ein Problem mit dem Offset hat, kommt
aber durch ungeschickte Dimensionierung.
Dein OPV hat einen bias-Strom von rund 100nA. Über den großen
Vorwiderstand deines Filters (>1MOhm) macht das einen Offset von 100mV,
der ggf. noch hochverstärkt wird. Bau das Filter neu (niederohmiger).
Wenn der Widerstand nur 100kOhm betragen würde, wäre der Offset 10 mal
kleiner.
Dann kannst du den Offset in erster Näherung kompensieren. Pack in die
Rückkopplung zum invertierenden Eingang den selben Widerstand, den der
DC-Pfad zum nicht-invertierenden Eingang auch sieht. Dann siehst du
nicht mehr den Effekt des bias-Stroms, sondern nur noch des
Offset-Stroms. Das macht dein Problem wieder ein Größenordnung kleiner.
Wenn der Offset der TF dann immer noch ein Problem darstellen sollte,
dann kannst du auch hinter U1 noch eine weitere AC-Kopplung einbauen.
Spätestens dann sollte Vout2 fast offsetfrei sein.
OLEDler schrieb:> Das versuche ich ja, nur funktioniert die AC-Kopplung am Anfang> überhaupt nicht. Der DC-Offset bleibt einfach bestehen.
Ne, bleibt er nicht. Vielleicht musst du der Simu länger Zeit zum
"Einschwingen" geben. Wie ist die Grenzfrequenz deiner AC-Kopplung? Und
du musst dafür sorgen, dass der bias-Strom keinen solch großen Offset am
Ausgang von U1 erzeugt (siehe ein paar Zeilen weiter oben).
Achim S. schrieb:> schon den alternat sovler probiert? In meiner Version einstellbar per> Simulate -> Control Panel -> Spice -> Solver -> Alternate
Hatte ich probiert, hat leider nichts gebracht. Scheinbar ist das model
verbugged? Mit anderen OPV funktioniert es ohne Probleme, auch
Standardeinstellung.
> Du könntest den Mittelwert der TF einfach messen (TF über einen Tiefpass> schicken, der die 1kHz glattbügelt - was hinten rauskommt ist die> benötigte Schaltschwelle).
Das wäre ja smart.
> Dein OPV hat einen bias-Strom von rund 100nA. Über den großen> Vorwiderstand deines Filters (>1MOhm) macht das einen Offset von 100mV,> der ggf. noch hochverstärkt wird. Bau das Filter neu (niederohmiger).> Wenn der Widerstand nur 100kOhm betragen würde, wäre der Offset 10 mal> kleiner.
Das wusste ich vorher noch nicht, danke für den Hinweis. Dann sollte ich
da nochmal ran. Hättest du da einen Link wo ich mir das genauer
nachlesen kann?
Unabhängig davon klappt es jetzt mit der AC-Kopplung. Ich habe sie
einfach zwischen U1 und U2 gepackt. Jetzt ist die TF DC frei.
Das viel größere Problem, dass ich jetzt allerdings habe ist folgendes:
Aus dem Gleichrichter kommen wie gewünscht, je nach Verstimmung,
positive- bzw. negative Halbwellen.
Mit einem AD8031 kommen aus dem TP am Ende jedoch immer eine positive
Spannung raus. Das liegt aller Wahrscheinlichkeit daran, wie du bereits
erklärt hast, dass die Widerstände zu hoch sind (1.88MOhm+).
Mit einem AD8657 als OPV im Filter zum Schluss habe ich das Problem
hingegen nicht, da kommt nur eine leicht versetzte Gleichspannung raus
(kleiner, negativer DC-Offset).
Dann werde ich wohl nochmal die Filter überarbeiten und dann sollte es
eigentlich gut sein. Anbei noch die letzte Version.
Ohne dich wäre ich wohl erst derbe auf die Nase gefallen und dann
verzweifelt. Insofern bin ich dir unendlich dankbar!
OLEDler schrieb:> Das wusste ich vorher noch nicht, danke für den Hinweis. Dann sollte ich> da nochmal ran. Hättest du da einen Link wo ich mir das genauer> nachlesen kann?
ich hätte jetzt mal frech gesagt: jedes Lehrbuch, das sich mit den
nicht-idealen Eigenschaften von OPV-Schaltungen beschäftigt. In meinem
Tietze-Schenk (12. Auflage) ist es in Kapitel 5.2 (Abschnitt
Eingangsströme).
Nochmal zur Klärung: das reduziert nicht den eigentlichen
Spannungsoffset des OPV. Aber es reduziert den Offset, der sich aus dem
bias-Strom im Zusammenspiel mit dem Vorwiderstand ergibt. Und der
dominiert bei dir im Augenblick.
OLEDler schrieb:> Mit einem AD8031 kommen aus dem TP am Ende jedoch immer eine positive> Spannung raus. Das liegt aller Wahrscheinlichkeit daran, wie du bereits> erklärt hast, dass die Widerstände zu hoch sind (1.88MOhm+).> Mit einem AD8657 als OPV im Filter zum Schluss habe ich das Problem> hingegen nicht
typische Werte des input bias Stroms:
AD8031: 450 nA (bipolare Eingangsstufe)
AD8657: 5 pA (nMOS Eingangsstufe)
Das soll aber nicht heißen, dass du nur auf den bias-Strom achten sollst
- der MOS-OPV hat dafür andere Nachteile. Bau lieber die Schaltung einen
Faktor 10 bis 100 niederohmiger auf (sofern du nicht zwingende Gründe
hast, dass die Widerstände im MOhm Bereich liegen müssen).
Ganz generell: du kannst eine Menge aus den Application-Notes von guten
Herstellern lernen. Aus anderen Internetquellen kannst du ebenfalls
lernen, aber du musst selbst mehr Arbeit reinstecken, gute von
schlechten Lösungen zu unterscheiden. Für deine Anwendung ist der
"klassische" Baustein der AD630. Er ist inzwischen schon uralt, und er
braucht ggf. eine größere Versorgungsspannung als aktuelle Bausteine.
Aber wenn du in dessen Application Notes einen Schaltungsvorschlag
siehst, kannst du davon ausgehen, dass der voraussichtlich auf Anhieb
funktionieren wird.
Achim S. schrieb:> ich hätte jetzt mal frech gesagt: jedes Lehrbuch, das sich mit den> nicht-idealen Eigenschaften von OPV-Schaltungen beschäftigt. In meinem> Tietze-Schenk (12. Auflage) ist es in Kapitel 5.2 (Abschnitt> Eingangsströme).
Den hab ich auch, werde ich nochmal einen genaueren Blick rein werfen.
> Das soll aber nicht heißen, dass du nur auf den bias-Strom achten sollst> - der MOS-OPV hat dafür andere Nachteile. Bau lieber die Schaltung einen> Faktor 10 bis 100 niederohmiger auf (sofern du nicht zwingende Gründe> hast, dass die Widerstände im MOhm Bereich liegen müssen).
Die Werte kommen direkt von den Filter Designern von AD und TI. Dann
werde ich einfach händisch einen ausrechnen, dann kann ich auch deutlich
tiefer mit den Werten gehen.
> Für deine Anwendung ist der "klassische" Baustein der AD630. Er ist> inzwischen schon uralt, und er braucht ggf. eine größere> Versorgungsspannung als aktuelle Bausteine.
Den wollte ich auch eigentlich von Anfang an nehmen. Allerdings ist er
mit 30€ einfach zu teuer. Dann brauche ich für jeden Kanal einen, das
sind dann 120€. OPV hingegen kosten 0,50 € das Stück, da kann ich auch
10 drauf schmeißen und bin immer noch billiger dabei. Sonst ja,
natürlich wäre der deutlich unproblematischer!
OLEDler schrieb:> Die Werte kommen direkt von den Filter Designern von AD und TI. Dann> werde ich einfach händisch einen ausrechnen, dann kann ich auch deutlich> tiefer mit den Werten gehen.
Dort kannst du normalerweise Entwurfsstrategien vorgeben. Gehe weg von
"low power" und hin zu "low noise", dann werden die Widerstände kleiner.
OLEDler schrieb:> Allerdings ist er> mit 30€ einfach zu teuer.
da ist was dran. Wobei sich der Kostenunterschied nach einem eventuellen
Fehldesign schnell relativiert.
Achim S. schrieb:> Dort kannst du normalerweise Entwurfsstrategien vorgeben. Gehe weg von> "low power" und hin zu "low noise", dann werden die Widerstände kleiner.
Sehr schön, jetzt habe ich diesbezüglich auch wieder etwas gelernt.
> da ist was dran. Wobei sich der Kostenunterschied nach einem eventuellen> Fehldesign schnell relativiert.
Ich hätte mich jetzt für den MCP6292 entschieden.
V_os: 3 mV
I_b: 1 pA
I_os: 0,05 pA
GBP: 10 MHz
SR: 6.5 V/us
Die Input offset Spannung ist etwas hoch im Vergleich zum AD8676 mit 100
uV, kostet dafür aber nur 1/5.