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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schnelle spannungsgesteuerte Stromquelle


Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Ich suche nach verschiedenene Ansätzen für eine spannungsgesteuerte 
Stromquelle. Der Ausgangsstrom soll linear zwischen 0 und 200mA 
moduliert werden. Ausgangsspannung ist maximal 7V. Natürlich alles 
stabil und rauscharm. Die maximale Steuerspannung sollte im Bereich 1-2V 
liegen.

Bis zu diesem Punkt ist alles kein Problem.

Problematisch ist die Totzeit und Anstiegszeit. Die Verzögerungszeit ist 
definiert als die Totzeit+Anstiegszeit. Also von Eingangsflanke bis zu 
90% Stromfluss. Diese muss deutlich unter 100ns liegen.

Noch zu erwähnen ist, dass die Last gegen masse arbeiten muss maximal 
für die OPV's eine negative Betriebsspannung mittels Inverter erzeugt 
werden kann.

Ich hoffe jemand hat ein paar Ideen. Ach ja, es wird analog moduliert 
also von Sinus bis Rechteck alles möglich. Zudem kann die 
modulationsfrequenz sehr unterschiedlich sein. Von ein paar hundert kHZ 
bis mHz.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Da würde ich mir einen Video-OP aussuchen, oder es diskret aufbauen

Autor: Jens G. (jensig)
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also da hatten wir mal eine angeregte Diskussion vor einem reichlichen 
Jahr inkl. Oszi-Screenshots ... Ein paar ns (<10ns) sind da drin gewesen

Beitrag "Philosophiestunde Konstantstromquelle"

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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@Andrew Tylor:
Ich verwende zur Zeit OPA656 (BW = 400MHz 1-Stabil) und dem AD8047 (BW = 
250MHz 1-Stabil). Höhere GBP im GHz-Bereich finde ich nur noch bei 
Verstärkung 7-10 Stabil. Was siehts denn bei Video-OPAmps aus? Wie sind 
die denn im Rauschen? Der OPA656 hat z.B. 7nV/WURZEL(Hz)

@Jend G.:
Ich habe keine geschaltete Stromquelle sondern eine linear modulierbare. 
Da ist ja der Unterschied. Schnell an und aus ist nicht mein Problem.

Sprich das Ding muss einige MHz Bandbreite haben.

Ich habe schon einige Sachen simuliert OPV mit Transistor.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Mein Problem ist, das es sich um eine geregelte Stromquelle handelt, und 
genau diese interne Regelung muss um ein vielfaches schneller sein als 
die höchste Modulationsfrequenz.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Ich habe keine geschaltete Stromquelle sondern eine linear modulierbare.
>Da ist ja der Unterschied. Schnell an und aus ist nicht mein Problem.

nun ja, was schnell schaltet, das auch schnell moduliert ;-)
Kommt natürlich drauf an, in welchem Strom-Bereich Du modulieren willst 
(also ob ab 0 bis 100%, oder nur 40-50% oder sowas) - in meinem Link war 
wohl auch eine Schaltung, die nicht nur schalten konnte, sondern auch in 
gewissen Grenzen analog war.

OPV ist natürlich einfacher. Was meinste zum THS3202 (hat aber 2GHz - 
weis nicht, ob das schon übertrieben ist, bzw. er noch gutmütig ist 
bezüglich Layout - ist aber 1-stabil):

Input voltage noise f > 10 MHz 1.65 nV/√Hz Typ
Input current noise (noninverting) f > 10 MHz 13.4 pA/√Hz Typ
Input current noise (inverting) f > 10 MHz 20 pA/√Hz Typ

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Linear von 0-200mA, rauscharm, temperaturstabil und hoher 
Dynamikbereich. Das ganze so schnell wie technisch möglich.

THS3202 klingt nicht schlecht. Hab bis jetzt immer nur mit 
Voltage-Feedback OPV's und Transistor gearbeitet, aber mit nen 
Current-Feedback wäre mal eine Untersuchung wert.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Der erste Versuch mit dem THS3202 sieht nicht schlecht aus. Totzeit + 
Anstiegszeit = 19ns. Aber mit 1MHz Sinus ist die Verzerrung ziemlich 
hoch. Klirrfaktor 1.1% und bei 5MHz 6.2% (Bei voller Amplitude 
bestimmt.)

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Jetzt noch die Messung mit Sinus 1MHz

Autor: Jens G. (jensig)
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äähhmmm - Tust Du das wirklich schon messen (am lebenden Obkjekt)? Oder 
nur Simulation? Weil dies ist ja ein CFA (Current Feedback) - die wollen 
meistens immer so recht spezifische R-Werte in der Rückkopplung drin 
haben. 1k erscheint mir da schon recht hoch - oder (wegen Stabilität - 
s. DB).
Und schwingen tut der nicht? Könnte ja durchaus im GHz-Bereich sein, was 
man nicht mehr einfach sieht.
Auch die 1nF am Ausgang zur Basis - könnte es nicht auch sein, daß hier 
die Basisspannung schon etwas auf den Kollekor durchschlägt wegen C3 und 
interner Miller-C? Vielleicht mal nen HF-Typen nehmen (BF... - 
Videoendtsufen-T's ?).
Allgemein ist aber bekannt, daß CFA nicht unbedingt die besten 
Verzerrungswerte aufweisen, wegen der doch recht ungleichen Eingänge 
(der eine Strom-, der andere Spannungs-sensibel)

Es gibt doch auch noch ein paar AD80xx-Typen, die VFA sind, und auch bis 
in den GHz-Bereich reichen - z.T. mit explizit ausgewiesenem nbiedrigen 
THD - könnten evtl bessere Klirrs ergeben.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Bin auch kein Freund von den OTA's. Hab nur erst einmal die Simulation, 
bevor die Testplatine kommt. Der AD8000 sieht echt gut aus. Vor allem 
der zusätzliche Feedbackpin gleich neben dem invertierenden Eingang ist 
echt mal ne super sache. Da muss man wenigstens nicht um den ganzen chip 
herum und kommt nicht mit den Abblock C's in Konflikt.

Werd im Feedback evtl. noch den C mit nem T-Netzwerk ersetzen, damit ich 
die Werte noch hin bekomme. Muss ich dann mal beim Layout entscheiden, 
nicht das mir der kurze Feedbackweg dann wieder flöten geht.

Begeb mich mal auf die Suche nach nem ordentlichen Transistor. Hatte 
sonst immer nen FZT788 von Zetex drin. Mit 100MHz nicht gerade schnell.

Autor: Oha (Gast)
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Ich hab mal eine Stromquelle mit > 1MHz gebaut. Dies war mit einem 
LT1210. Der hat genuegend Geschwindigkeit, und genuegend Saft.
Aeh ja. Ich musst einiges mehr an Strom bringen und ging dann damit auf 
das Gate eines Mosfet.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Ich nehm nen VFA für die Sache. Nen FET wollte ich nicht nehmen, da ich 
dort die relativ große Gatekapazität umladen muss. Hatte früher auch 
schon mal nen FET drin. Transistor war am Ende schneller.

Die RF Transistoren (PNP) gibts leider nicht für hohe Ströme. Und ein 
SOT23 - Gehäuse geht dann auch nicht, da bekomm ich doch die Wärme nicht 
weg. SOT223 muss schon her.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Ich scheitere gerade an der Suche nach nem schnellen PNP-Transistor, der 
1,5-2W (min.300mA Ic)ab kann. Bis jetzt nur der FZT788 mit einer 
Transitfrequenz von 100MHz. Schön blöd wenn der OpAmp 1,5GHz kann und 
der Transistor nur 1/10 schafft.

Kennt nicht jemand nen schnelleren Typ, aber bitte keine SOT23-Gehäuse, 
da diese an ihrer Verlusleistung sterben würden.

Autor: 1234 (Gast)
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Ich hab kuerzlich mal einen Schalter gebaut, der konnte 300V in 10ns 
einschalten. Mit einem normalen P-FET. Im TO220 Gehaeuse. Eine Frage der 
Einsteuerung. Moeglicherweise muss man beim Design Prioritaeten setzen.

Autor: Jens G. (jensig)
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Also FET's sind für OPV's als kritisch zu betrachten, denn die 
kapazitiven Lasten durch die Gate-Kapazitäten dürften sicherlich schon 
recht stark an der Stabilität der Gesamtschaltung knappern.

Autor: 1234 (Gast)
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Zum Einen ist man kleinen 20mA OpAmps eh nicht dabei, zum anderen gibt 
es Power OpAmps, die sind fuer kapazitive Lasten kompensierbar.

Autor: Fred Feuerstein (maschine)
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Hallo die Schaltung sollte so ähmnlich wie die im Anhang sein.
Der Unterschied hier ist, dass ich den Strom über einen DAC Ausgang 
steuern möchte und die leds gegen grund geschaltet werden wie oben 
beschrieben.
Wie müsste ich die Schaltung umbauen/dimensionieren, damit dies möglich 
ist?

Gruß

Fred

Autor: Ingo (Gast)
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In einem Parralelthread hatte ich schon diesen Vorschlag gemacht:
Beitrag "Re: suche bipolare stromquelle"
mfG ingo

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