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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nanovoltspannung zerhacken


Autor: Meßtechniker (Gast)
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Früher gab es mal so Zerhackerpatronen.
So eine Art rückgekoppeltes Relais das um die 60..300Hz schwingt.
Ich meine jetzt aber nicht die 6V Zerhackerpatrone aus dem Auto, zur 
Anodenspannungsgewinnung für die Röhren, sondern für 
Meßtechnik-Anwendungen.
Gibt es sowas heute noch, oder was würde man nehmen, um eine Spannung im 
Nanovoltbereich zu zerhacken?

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Hast du eine externe Steuerspannung?
Zerhacker mit Relais sind ja Selbstversorger...
Wenn ja, dann einfach einen niederohmigen Mosfet.
Mit freundlichen Grüßen,
Valentin Buck

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Sowas verstärkt man direkt .-))

Lies mal AN124 sowie die "circuit collection" bei www.linear.com.
So ab 45nV sind da einige Beispiele aufgeführt.

Autor: Meßtechniker (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> "circuit collection" bei www.linear.com.

AN124 habe ich gerade ausgedruckt, danke, danke danke :-)

Welchen Beitrag aus der circuit collection meinst du?

Autor: Nilp (Gast)
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Was wuerde man heute nehmen...  Es geht um einen Lock-in Amplifier. 
Mechanische Schalter bringen die Frequenz nicht. Zudem geht der kontakt 
kaputt. Das einzige was man als mechanischen Schalter nehmen kann ist 
ein goldplattierter Relais-Kontakt. Quecksilber ginge auch ist aber 
nicht mehr RoHS konform. Heute verwendet man Analogschalter. 
Irgendwelche zB ein DG401, oder etwas Spezialisiertes, ein AD630, oder 
eine Gilbert Zelle, MC1496, oder so.

Autor: faustian (Gast)
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Nota bene: Normale Relaiskonstruktionen, die für ein paar Ampere Last 
gedacht sind, verlassen sich darauf dass die verwendeten Ströme und 
Spannungen dünne Oxidschichten und Kontaminationen kurzerhand 
wegbrennen/durchschlagen. Deshalb die notwendige Goldplattierung und 
evtl Doppelkontakte. (Suchstichwort "dry switching")

Autor: Alex (Gast)
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So eine Schaltung kenne ich aus dem HP 419A DC Nullvoltmeter. Da sind 
zwei Neonröhren mit einem Photowiderstand drin. DC wird mit ~170 Hz 
zerhackt und anschließend wieder in DC überführt.
Moderne Entsprechung: keine Ahnung

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Hallo,
mal eine dumme Frage: wie misst man Nanovolt?
Und wenn man etwas misst, könnte es dann nicht sein, dass Effekte wie 
beim Thermoelement die Messung verfälschen?
Gruss Klaus.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>, um eine Spannung im Nanovoltbereich zu zerhacken?

Was denn konkret?

Kai Klaas

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>Hallo, mal eine dumme Frage: wie misst man Nanovolt?

Indem man sie zerhackt, als Wechselspannung verstaerkt und dann wieder 
gleichrichtet.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Netter Versuch schrieb:
>>Hallo, mal eine dumme Frage: wie misst man Nanovolt?
>
> Indem man sie zerhackt, als Wechselspannung verstaerkt und dann wieder

SYNCHRON

> gleichrichtet.


Oder halt unter lock-in amplifier mal schauen .-))

Autor: Sepp (Gast)
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Bei diesen kleinen Spannungen (bei mir waren Ströme im untersten 
pA-Bereich
aufzulösen) habe ich mit Zero-Drift-Op-Amps sehr gute Erfahrungen 
gemaccht,
schon vor 20 Jahren. Die Op-Amps von heute sind deutlich besser.
Vielleicht ist das auch ein Lösungsansatz für dein Problem.

Die Zero-Drift-Op-Amps machen auch nichts anderes: Eingangssignal
zerhacken, AC-Verstärkung, gleichrichten.

Natürlich hat ein mechanischer Schalter seine Vorteile: der macht
"echt" auf und "zu".

Autor: Zack (Gast)
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>Die Zero-Drift-Op-Amps machen auch nichts anderes: Eingangssignal
>zerhacken, AC-Verstärkung, gleichrichten.

Jain!

Die ersten dieser Art arbeiteten tatsächlich so und hatten eine sehr 
geringe Bandbreite.
Heutzutage wird bei einem 'normalen' OPV nur die Offsetspannung zerhackt 
und auf 0.0nV ausgeregelt. Damit bleibt die Bandbreite des OPV erhalten.

So schön, so gut. Dennoch ist beim Schaltungsaufbau das Rauschen durch 
die Zerhackerfrequenz zu beachten.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der Unterschied zwischen einem Lock-in und einem ZeroDrift ist der 
Einbezug des Experimentes. Der Lock-in bedingt, dass der ganze Prozess 
gechoppt wird, nicht bloss das Signal. Dafuer ist man mit einem Lock-in 
den Thermo Offset los, den ein Zerodrift mitverstaerkt, dh nicht 
wegbringt.

Autor: Meßtechniker (Gast)
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Netter Versuch schrieb:
> Der Unterschied zwischen einem Lock-in und einem ZeroDrift ist der
> Einbezug des Experimentes. Der Lock-in bedingt, dass der ganze Prozess
> gechoppt wird, nicht bloss das Signal. Dafuer ist man mit einem Lock-in
> den Thermo Offset los, den ein Zerodrift mitverstaerkt, dh nicht
> wegbringt.

Spricht eigentlich was dagegen, als Schaltelement diese kleinen 
Reed-Relais von Meder wie das SIL05-1A72-71L zu nehmen und mit der 
Schaltfrequenz auf
z.B 0,5 Hz runterzugehen?
Als zu erwartende Lebensdauer werden 200 * 10^6 Zyklen angegeben.
Das sind dann 12,68 Jahre bei 0,5Hz Schaltfrequenz.

Autor: Zack (Gast)
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>z.B 0,5 Hz runterzugehen?


Kommst Du aus Baden oder muß bei Dir aus religiösen Gründen alles so 
langsam ablaufen?
Nimm das Relais und mache Musik damit!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Meßtechniker schrieb:
> Spricht eigentlich was dagegen, als Schaltelement diese kleinen
>
> Reed-Relais von Meder wie das SIL05-1A72-71L zu nehmen



Ja. Das Übersprechen ist hier um Größenordnungen über Deiner 
Meßspannung.

0.5Hz machen Sinn -- wenn Du Jahre auf die Messung warten willst .-)
Also kurz: eher nicht.

Autor: Meßtechniker (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> Meßtechniker schrieb:
>> Spricht eigentlich was dagegen, als Schaltelement diese kleinen
>>
>> Reed-Relais von Meder wie das SIL05-1A72-71L zu nehmen
>
>
>
> Ja. Das Übersprechen ist hier um Größenordnungen über Deiner
> Meßspannung.

Was ist das für ein Übersprechen?
Kapazitiv oder Induktiv?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Die Schaltspitzen koppeln als picoCoulomb und ergeben nanoVoltSekunden 
spitzen auf dem Signal

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Spricht eigentlich was dagegen, als Schaltelement diese kleinen
>Reed-Relais von Meder wie das SIL05-1A72-71L zu nehmen und mit der
>Schaltfrequenz auf z.B 0,5 Hz runterzugehen?

Ja, das 1/f Rauschen der nachgeschalteten Elektronik, das bei so tiefen 
Frequenzen besonders stark ist. Eine zweistellige oder besser noch 
dreistellige Frequenz ist anzustreben, aber nicht gerade 50Hz oder ein 
Vielfaches davon.

Du hast immer noch nicht gesagt, was du eigentlich machen willst...

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Kommst Du aus Baden oder muß bei Dir aus religiösen Gründen alles so
>langsam ablaufen?

Oops, ich komme auch aus Baden...

Kai Klaas

Autor: frager (Gast)
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mal nur ganz blöd gefragt:

wie unterscheidet sich für dich denn überhaupt ein nanoVolt signal von 
dem ganzen "müll" oder rauschen der sich durch deinen aufbau ergibt?

du kommst da ja fast in das quantenrauschen....

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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frager schrieb:
> du kommst da ja fast in das quantenrauschen....

Nein, dafür sind die Pikovoltverstärker notwendig.

Nanovolt ist dagegen Kinderkram .-)

Autor: frager (Gast)
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uuups

war ich da mit meiner frage eine potenz zu hoch?

trotz allem gilt mein ansatz weiter! (GRUMPF)

zumindest bei der basis-fragstellung.

Autor: Hagen Re (hagen)
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>wie unterscheidet sich für dich denn überhaupt ein nanoVolt signal von
>dem ganzen "müll" oder rauschen der sich durch deinen aufbau ergibt?

Weil man weiß wonach man sucht, Lock-In-Verstärker

Autor: Ulrich (Gast)
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Wenn man wirklich nanovolts Gleichspannung messen will, muß man 
ziehmlich auf ungewollte Thermospannungen achten. Entsprechend sollte 
man die Leistungsaufnahme im Eingangsteil wenn möglich klein halten um 
eine konstante Temperatur zu erhalten.  Wenn man am parasitären 
Thermoeffekten etwa 1 µV/K hat, kommt es dann schon auf mK an.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>Wenn man wirklich nanovolts Gleichspannung messen will, muß man ziehmlich auf 
ungewollte Thermospannungen achten.

Die kriegt man weg indem man thermostatisiert.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Die kriegt man weg indem man thermostatisiert.

Oder auf Massiv-Kupfer setzt...

Kai Klaas

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