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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Current-Pump Schaltung


Autor: Pseudo N. (pseudo_n)
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Hallo Leute,

ich bräuchte Hilfe bei der dimensionierund einer Spannungsgesteuerten 
Stromquelle.

Ich möchte einen optischen Übertrager ansteuern, also im Endeffekt eine 
Leuchtdiode. Die Eingangsspannung liegt bei maximal +/-2,5V. Der 
Ausgangsstrom Soll bei +/-40mA liegen. Der Lastwiderstand (LED) beträgt 
ca. 30 Ohm.

Der Eingangsstrom sollte möglichst klein gehalten werden, weil davor ein 
anderer OP hängt und ich ihn nicht zu sehr belasten will.

Ich weiss, dass die Verhältnisse der Widerstände eingehalten werden 
müssen:
R1/R2 = R3/R4

Und die Übertragungsfunktion ist:

I2 = U1/R1

Damit steht fest, dass R1=62 Ohm sein muss.
Die Schaltung sollt möglichst bis zu einer Frequenz von 200Mhz ungefähr 
diese Übertragungsfunktion beibehalten. Ich benutze ein OP von Analog 
AD8057.

Wie bestimme ich die Widerstände für so eine Schaltung? Es ist das erste 
mal, dass ich mit OPs arbeite.


Gruß
Loo

: Verschoben durch Admin
Autor: MaWin (Gast)
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> Wie bestimme ich die Widerstände für so eine Schaltung?

Gar nicht.

> Ausgangsstrom Soll bei +/-40mA liegen. Der Lastwiderstand (LED)

Durch eine LED fliesst kein relevanter negativer Strom.

> Frequenz von 200Mhz

bedeutet, du musst die Spannungsänderung am Ausgang des OpAmps möglichst 
gering halten. Die LED wird also mit einer Spannung kurz unter dem Punkt 
an dem sie für den Empfänger erkennbar leuchtet betrieben und auf eine 
Spannung hochgetastet, bei der sie den Nennstrom von bei dir wohl 40mA 
erreicht. Dabei kommt es auf den genauen Strom nicht an, die Dämpfung 
der Übertragungsstrecke dämpft auch das ilcht und macht daher den 
genauen Strom irrelevant. Maximal kommt es auf definierbare Stufen an 
beim Strom für definierbare Helligkeiten die vom Empfänger in 
definierbare Schwellen unterschieden werden können.

Man sollte also das Problem mit einer anderen Schaltung als der Howland 
Stromquelle lösen.

Autor: Pseudo N. (pseudo_n)
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>> Wie bestimme ich die Widerstände für so eine Schaltung?
>
> Gar nicht.

Warum nicht???


Also ich hab vll nicht genug infos geliefert.

Es soll sich dabei um rein analoge Signale handeln.
Die LED wird mit einem Biasstrom in den Arbeitspunkt eingestellt (60mA). 
Der Signalstrom soll dann zu den 60mA hinzu addiert oder abggezogen 
werden (+/-40mA). Ich möchte den linearen Arbeitsbereich der LED voll 
ausnutzen.

Gruß

Autor: MaWin (Gast)
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Aus welchem sinnvollen Grund steuerst du die LED nicht so:


U ----|+\
      |  >--|>|--+
   +--|-/        |
   |             |
   +-------------+
                 |
                 R
                 |


?!?

Spart die instrumentenverstärkerähnliche Schaltung der
Howland Stromquelle.

Autor: Pseudo N. (pseudo_n)
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Der Widerstand der LED ist von der Temperatur abhängig. In deinem 
Vorschlag würde also der Stromfluss duch die LED von ihrem Widerstand 
abhängen. Genau das will ich vermeiden.

Vorschläge?

Gruß

Autor: MaWin (Gast)
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> In deinem Vorschlag würde also der Stromfluss duch die
> LED von ihrem Widerstand abhängen.

Häh ? Fehlen dir elektrotechnische Grundlagen ?

Autor: Pseudo N. (pseudo_n)
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Nein, mir fehlt eher die Praxis.

Sorry, denkfehler.
Ich hab sofort gedacht, dass die Ausgangsspannung vom Verstärkungsfaktor 
abhängt und der wiederum vom Verhältnis der Widerstände. Und wenn man 
das verhältnis ändert, ändert sich die Ausgangsspannung und so mit auch 
der Strom. Hab leider nicht weit genug gedacht.

Autor: Michael (Gast)
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200MHz ist schon sehr sportlich. Zunächst brauchst du einmal eine 
optische Quelle, die du so rasch modulieren kannst. Einen kommerziellen 
Optokoppler mit einer Bandbreite von 200MHz gibt es nicht. Wenn ich 
deine Aufgabenstellung hätte, würde ich eine Laserdiode an eine 
Fotodiode koppeln.

LED mit Bandbreiten >=200MHz gibt es kaum auf dem Markt. Hast du einen 
konkreten Typ ausgesucht? Der nächste Schritt ist die Erstellung eines 
(elektr.) Modelles dieser konkreten LED. Erwarte dir keine Unterstützung 
vom Hersteller der LED. Ein paar Stunden im Messlabor sind angesagt...

Wenn du das Modell hast, kannst du dir überlegen, wie du die LED 
ansteuern musst. Du wirst rasch einsehen, dass du mit hochohmigen 
Stromquellen nicht weit kommen wirst. Vielmehr musst du über ein 
Bias-Tee niederohmig einkoppeln. Und um ein an deine LED angepasstes 
Pre-Equalizing wirst du nicht herumkommen.

Autor: Pseudo N. (Gast)
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Hi,

ersmal danke für die Tips!
Ich hab bereits eine Schaltung erstellt. Sieht so aus:

U ----|+\
      |  >--|>|--+
   +--|-/        |
   |             |
   +-------------+-------<- I_Bias
                 |
                 R
                 |

Den Biasstrom mache ich mit einem Wilson-Stromspiegel.
Also ich hab die Erwartungen etwas zurückgeschraubt. Die Bandbreite von 
Knapp unter 100MHz würde auch schon reichen. Ich finden sowieso keinen 
OP der mehr Gain-Bandbreite schafft.

Ich verwende Optische Transmitter HFBR 1404 uen Receiver HFBR 2406. Und 
da scheitert es schon am Empfänger. Der Schafft nicht mehr als 100MHz.

Bias Tee kommt für mich nicht in Frage, weil ich auch DC Anteile 
übertragen will.



Nochmal ne andere frage. Wie kann ich einen Offset an einem 
Nicht-Invertirenden OP einstellen?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Die Schaltung sollt möglichst bis zu einer Frequenz von 200Mhz ungefähr
>diese Übertragungsfunktion beibehalten.

>Es ist das erste mal, dass ich mit OPs arbeite.

Auweia...

Kai Klaas

Autor: Michael (Gast)
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Na gut, simulier' halt einmal. Als Anfang kannst du einmal eine 
1N4148-Diode anstatt der TX-LED verwenden und 55pF parallel schalten. 
Bei der Gelegenheit kannst du auch gleich überprüfen, ob du auch nie 
(bei verschiedenen Eingangssignalen und vor allem beim Einschalten der 
Versorgungsspannung) mehr als 1,8V Sperrspannung an der LED hast.

Die Schaltung des recommended drivers hast du gesehen?

OpAmp-Offsetspannungen von ein paar mV sind für deine Anwendung nicht 
wesentlich. Die DC-Genauigkeit wird ohnehin sehr schlecht sein.

Autor: Pseudo N. (Gast)
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Also ich hab das ganze schon in LTSpice simulirt. Läeuft. und einen 
Testaufbau habe ich auch schon.

Den Offset will ich jetzt an der Empfängerseite einstellen. Da ich auch 
einen DC anteil übertragen will muss ich irgendwie den Offset der 
sowieso an dem HFBR2406 da ist und den durch den Biasstrom Sendersietig.

Ne idee?

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