Ich suche nach einer Möglichkeit die Eingangsruheströme von ein paar Bipolar-OPVs (also nicht allzu gering...) zu messen. Wie kann ich das sinnvollerweise machen? Müssen die Ruheströme am +und am - Eingang gleich oder zumindestens innerhalb einer gewissen Toleranz liegen oder können sie auch deutlich abweichen?
Wenn ein Widerstand davor ist, dann die Spannung am Widerstand messen und Ohmsches Gesetz anwenden. Wenn kein Widerstand davor ist, einen davor machen. Da der Innenwiderstand eines digitalen Messgeräts mit 10MOhm im Verhältnis zu den Eingangswiderständen nicht soo groß ist könnte es helfen die Spannung mittels eines OPs mit FET Eingängen zu messen (Spannungsfolger).
Frage ist, ob du den OPV in seinem linearen Bereich betreibst oder ob du ihn in die Begrenzung fährst. Kann nämlich sehr unterschiedliche Ergebnisse haben. Also ob der Ausgang an einer Betriebsspannungsgrenze kleben bleibt oder sich irgendwo im linearen Bereich zwischen ((Ub-) + 2V) und ((Ub+) - 2V) befindet. Bei Rail to Rail und over-the-top und under-the-bottom Typen mag das dann nochmal anders aussehen. Deine Ströme bewegen sich im Einige -zig µA Bereich. Dafür braucht man Widerstände im Meg-Ω Bereich, wobei ein normales Digitalmultimeter schon weniger als 20Meg-Ω hat. Also die Spanung die am Widerstand abfällt würde gleich durch die Messung verfälscht. Da die Messung aber statisch ist(nehme ich an), könntest du ein zweites Multimeter nehmen, und mit diesem den Innenwiderstand des ersten bei Spannungsmessung messen. mfg mf
Bislang habe ich einfach den OPV als Spannungsfolger geschaltet und einen großen Kondensator an den Eingang gehängt. Der wird dann schön linear aufgeladen. Leider ist das Ergebnis nicht ganz so toll, wenn ich den Ruhestrom vom negativen Eingang messen will...
Verschiedene Widerstände reinschalten und bei definierter Verstärkung den Offset auswerten dürfte als Näherung reichen.
Man kann auch den Innenwiderstand eines Multimeters im Spannungsmodus als Messwiderstand für Ströme nutzen und hat dann ein hochempfindliches Amperemeter. Mein Multimeter hat bspw. 10MΩ Innenwiderstand in allen Spannungsmessbereichen, so dass 1mV in der Anzeige einem Strom von 0,1nA entspricht. Zur Messung des Eingangsruhestroms habe ich den Opamp als Spannungsfol- ger mit Eingangsspannung 0V (GND) geschaltet und das Multimeter in die Leitung zum nichtinvertierenden Eingang bzw. in die Gegenkopplungslei- tung gelegt. Hier sind die Ergebnisse für ein paar ausgewählte Opamps:
1 | Eingangssträme in nA: |
2 | |
3 | OPV- | gemessen | DB typ. bei 25°C |
4 | Typ | Ibias+ Ibias- Ioff | Ibias Ioff |
5 | --------+---------------------------+------------------ |
6 | LM358 | -20,29 -20,32 0,03 | -20 -2 |
7 | OP07C | +0,34 +0,12 0,22 | ±1,8 0,2 |
8 | TL082C | +0,02 +0,02 0,00 | 0,03 0,005 |
Die Versorgungsspannung betrug jeweils ±15V. Beim TL082C mit seinen JFET-Eingängen stößt dieses Verfahren erwartungsgemäß an seine Grenzen, da die letzte Ziffer des Multimeters (0,1mV bzw. 0m,01nA) stark zappelt.
Ich hätte da noch eine kurze Frage: Wie genau ist der Innenwiderstand eines Voltmeters? Wo ist dieser Wert angegeben? Im Handbuch meines Fluke 175 habe ich leider keine Toleranzen dieses Wertes gefunden, was ja auch verständlich ist, da er ja eigentlich kein diskretes Bauteil ist sondern vom Eingangswiderstand des ADCs bestimmt wird, oder täusche ich mich da?
>Ich hätte da noch eine kurze Frage: Wie genau ist der Innenwiderstand >eines Voltmeters? Wo ist dieser Wert angegeben? Im Handbuch meines Fluke Der ist mindestdens so genau wie die angegebene Toleranz deines Multimeters im Gleichspannungsmeßbereich. Dejnn schließlich besteht der Eingangsspannungsteiler aus ziemlich präzisien Widerständen. >175 habe ich leider keine Toleranzen dieses Wertes gefunden, was ja auch >verständlich ist, da er ja eigentlich kein diskretes Bauteil ist sondern >vom Eingangswiderstand des ADCs bestimmt wird, oder täusche ich mich da? Wie schon anegdeutet - jedes normale Multimeter hat einen Eingangsspannungsteiler, welcher praktisch die Last für die zu messende Schaltung darstellt.
>Bislang habe ich einfach den OPV als Spannungsfolger geschaltet und >einen großen Kondensator an den Eingang gehängt. Der wird dann schön >linear aufgeladen. Leider ist das Ergebnis nicht ganz so toll, wenn ich >den Ruhestrom vom negativen Eingang messen will... Das mißt du so: 1. Den OPamp als Spannungsfolger schalten und den "+" Eingang zur Masse kurzschließen. Am Ausgang des OPamp kannst du jetzt die Offsetspannung messen. 2. Statt über einen Kurzschluß, den "+" Eingang nun über einen hochohmigen Widerstand an Masse anschließen. Am Ausgang des Opamp kannst du nun die Summe aus Offsetspannung und Spannungsabfall des Eingangsruhestroms ("+" Eingang) an diesem hochohmigen Widerstand messen. 3. Den "+" Eingang wieder direkt mit Masse verbinden und in die Gegenkopplung einen hochohmigen Widerstand einfügen. Am Ausgang des OPamp kannst du jetzt die Summe aus Offsetspannung und Spannungsabfall des Eingangssruhestroms ("-" Eingang) an diesem hochohmigen Widerstand messen. Wähle diese hochohmigen Widerstände nicht zu groß, weil sonst die Schaltung instabil werden könnte oder Störungen auffängt. Du kannst ja eine Testschaltung aufbauen, bei der du die hochohmigen Widerstände über kleine Schalter zuschaltest. Kompakter Aufbau und geeignete Abschirmung ist wünschenswert. Die Stabilität der Testschaltung läßt sich auch dadurch erhöhen, daß du den hochohmigen Widerständen kleine Kapazitäten (100p...1n) parallelschaltest und indem du die Supply Rails direkt am OPamp mit 100n Caps entkoppelst. Kai Klaas
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