Hallo,
habe einen log. Verstärker aufgebaut , dessen Kennline meine
Anforderungen hervorragend erfüllt, indem ich insgesammt 4 Dioden (statt
nur der einen in der Skizze) in den Rückkopplungspfad eingefügt habe.
Leider hat der Verstärker nun einen ausgeprägten Temperaturgang und ist
von daher wieder
unbrauchbar. Hat jemand eine Idee, wie man den Temperaturgang möglichst
ohne großen Aufwand (da wenig Platz auf der SMD- Platine) kompensieren
könnte ?
Gruß
Beginy
Ja, danke ,mhh, schon klar. Habe natürlich die "fertigen" Log. OPs schon
gefunden z.B. AD 8307. Sind jedoch ziemlich teuer . Vielleicht hat ja
jemand eine einfachere, preiswertere Lösung...?
@Beginy
>Auch danke, Kai, aber das Problem ist nicht der Temperaturgang der>Widerstände, sondern der Dioden- Kennline(n)....
Schon klar, es ist der Einfluß von VT = kT/q der Diodenkennlinie, der
kompensiert werden muß.
Schau doch einfach mal in den Link, den ich dir gegeben habe, wenn ich
mir schon die Mühe gemacht habe, das herauszusuchen...
Kai Klaas
..ja, danke, habe die Schaltung gefunden. Noch etwas aufwä(e)ndig.
Suche gerade nach dem Temperaturverhalten von Galliumphosphid (LED-
Diode),
ob diese evt. besser wäre als 4 Stck. Si- Dioden...
@Beginy
>..ja, danke, habe die Schaltung gefunden. Noch etwas aufwä(e)ndig.
Die kann man noch etwas vereinfachen.
Was willst du denn genau machen?
Kai Klaas
Das zu verstärkende (NF-) Signal variiert von wenig mV bis zu einigen
100 mV. Damit der OPV nicht in die Sättigung geht, brauche ich die
logarithmische Kennlinie.
Zuerst habe ich über ein PWM - Schaltung (Tiny 13) eine
Verstärkungsregelung gebaut, die jedoch zu aufwendig wurde und deren
Dynamikumfang nicht ausreichte..
So ähnlich, es handelt sich jedoch um ein NF- Mess- Signal, nicht um
eine automatische Lautstärkenregelung.
Die Amplitudenänderungen sowohl der kleinen als auch der großen Signale
sollen noch messbar sein. Verstärke ich mit einer linearen Kennlinie die
kleinen Signale, geht der OP in die Sättigung d.h. statt Sinus- nur noch
Rail- to Rail Rechteck. Leider habe ich auch nur eine Single-
Stromversorgung (+5 VDC) zur Verfügung, sodass die Regelmöglichkeiten
begrenzt sind.
Das Problem mit der Temperaturabhängigkeit wird man so einfach nicht
los. Die Exponentiellfuntion kreigt man hat von Abhängikeiten der Form
exp(-U*e/kT) wie man die z.B. in der Diodenkennline findet.
Zurkomensation gibt es da hat die Widerstände mit großem TK. Wenns nicht
ganz so genau sein muß könnte da ein PT1000 mit einem Widerstand
parallel gehen.
Eine andere Alternative zur Temepraturkompensation, ist es einfach die
entscheidene Diodenstecke auf konstante Temperatur zu regeln. Das geht
z.B. mit Ics die mehrere Transistoren enthalten.
Für eine genaue Messung ist aber vermutlich ein PGA einfacher und ggf.
sogar kleiner (z.B. MCP6S91). Also die Verstärkung ins digitalen
Schritten anpassen, bis der Bereich paßt. Mehr als ewta 140 dB Dynamik
sind ohnehin schwierig.
Hallo,
> habe einen log. Verstärker aufgebaut , dessen Kennline meine> Anforderungen hervorragend erfüllt, indem ich insgesammt 4 Dioden (statt> nur der einen in der Skizze) in den Rückkopplungspfad eingefügt habe.> Leider hat der Verstärker nun einen ausgeprägten Temperaturgang und ist> von daher wieder> unbrauchbar.
Eine Möglichkeit der Temperaturkompensation zeigt die folgende
Internetseite:
http://www.elexs.de/messen6.html
Entscheidend dürfte sein, daß die beiden gezeigten Dioden bzw.
Transistoren dieselben Kennwerte haben. Ich selbst habe die Schaltung
noch nicht genau analysiert. Jemand aus dem Forum hat sie aber schonmal
aufgebaut und Temperaturexperimente mit dem Fön gemacht. Dabei hat er
Doppeldioden in einem gemeinsamen Gehäuse (BAT54C, Reichelt) verwendet.
Das sind zwar Schottkydioden - sie haben aber auch eine logarithmische
Kennlinie und sind in einem gemeinsamen Gehäuse (gleiche Temperatur,
vermutlich weitgehend gleiche Eigenschaften).
Gruß,
Michael
Ja, Michael, das ist genau die Aufgabenstellung, die unter Deinem Link
aufgeführt ist. Werde den Lösungsvorschlag mit den beiden Transistoren
mal prüfen.
Danke für den Tip und schönen Sonntag !
Beginy
Hallo Michael,
die Schaltung aus deinem Link ist leider Murks! Nicht nur, daß der
zweite Transistor falsch gepolt ist und die Verstärkung nicht stimmt, es
gibt auch keine wirkliche Temperatur-Kompensation!
Was kompensiert wird, ist der Einfluß des Sättigungsstroms des linken
Transistors Is.
Am "+" Eingang des 2. OPamps liegt folgende Spannung an:
Ube2 - Ube1 = kT/q x ln (I2/Is) - kT/q x ln (Iein/Is) = kT/q x ln (I2/Is
x Is/Iein) = kT/q x ln (I2/Iein)
Mit Ube1 ist die Basis Emitter Spannung des ersten Transistors gemeint,
dito für Ube2, und es ist I2 ~ 5V/22k und Iein = Uein/1M.
Man sieht, daß sich der Einfluß von Is und auch dessen
Temperaturaghängigkeit herauskürzt, aber die Temperaturabhängigkeit des
Terms kT/q erhalten bleibt!
Die Schaltung macht übrigens einen zusätzlichen Fehler, indem sie I2
nicht einmal konstant erzeugt.
Die Temperaturabhängikeit von kT/q bei Logarithmierern muß immer extra
kompensiert werden und kürzt sich niemnals heraus!
Anders sieht es aus bei Schaltungen, die das obige Zwischenergebnis
zurückpotenzieren, wie beispielsweise beim
Analog-Multiplizierer/Dividierer. Da kürzt sich der Term kT/q
tatsächlich vollständig heraus.
Kai Klaas
Hallo Kai Klaas,
danke für die Information. Die Schaltung kompensiert also jegliche
Temperaturabhängigkeit, mit Ausnahme der wichtigsten. Das ist natürlich
echt Murks.
Gruß,
Michael
> Dafür werden Spezialwiderstände mit +3500ppm/°C Temperaturgang verwendet:
Ein 3850 ppm Platin-RTD tut's ganz gut.
Natürlich kann man auch eine von nahezu konstantem Strom (Vorwiderstand
:-) durchflossene Diode nehmen, und das Ergebnis in Bezug zu deren
Spannungsabfall nehmen.
Hi,
ich hätte noch einen anderen Vorschlag, auch wenns ein wenig spät ist.
Löte die Schaltung in eine kleine Metallkiste und heiz diese auf eine
bestimmte Temperatur auf.
Diese Temperatur sollte über der Raumtemperatur liegen (z.B. 35°C) und
lässt sich einfach regeln mittels PT1000 oder ähnlichem.
Dann vermisst du einmal deinen Verstärker und hast den Temperaturgang
eliminiert für immer.
Grüße
logop.jpg
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