Hey, hab da malne kleine Frage und zwar bei ner spannungsgesteuerte Stromquelle für geerdete Verbraucher. Aufbauprinzip nach Abb 13.9 hier Ist der Ausgangsstrom zur Eingangsspannung phasenverschoben? ich habs simuliert und da ist es 180° phasenverschoben. Würde auch Sinn machen weil ja ein Teil auf den invertieren Eingang und ein Teil des Ausgangsstroms auf den nichtinvertierenden gegengekoppelt wird. Oder hab ich da noch einen Fehler drin? Bin mit den OPs noch nicht so fitt. Viele Grüße und Dank im voraus
Angehängte Dateien:
hier die abbildung. der link scheint nicht zu funktionieren ;)
Vo = Ausgangsspannung des OP V- = Vo/2 auf diesen Wert versucht OP auch den V+ Eingang zu regeln. Der Strom aus der Ve Quelle ist (Ve-Vo/2)/R1 Spannung über Rl ist 2(Ve-Vo/2) = 2Ve-Vo Spannungsdifferenz über R ist 2*(Ve-Vo) Strombilanz am Knoten 2*(Ve-Vo)/R + ilast = (Ve-Vo/2)/R1 ohne Gewähr
zur Phasenverschiebung eigentlich sehe ich keinen Grund für die Phasenverschiebung Probiere es mal mit einem idealen OPAMP zu simulieren.
@VCCS123 (Gast) >Ist der Ausgangsstrom zur Eingangsspannung phasenverschoben? Nahezu nicht, bestenfalls bei hohen Frequenzen. >ich habs simuliert und da ist es 180° phasenverschoben. Falschen Marker im Simulationsprogramm gesetzt, da vertut man sich schnell mal mit der Stromrichtung. Die Schaltung ist ein Klassiker, Howland current source. Interessantes Teil für kleine Ströme. http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Weblinks_4 MfG Falk
>Die Schaltung ist ein Klassiker, Howland current source. Interessantes >Teil für kleine Ströme. Aber nur, wenn die Last genau bekannt ist und man das Teil perfekt kompensiert hat (Mitkopplung!). Wird eine varibale Last über Kabel unterschiedlicher Länge angeschlossen, kann das Teil zur Katastrophe werden!
Howi schrieb: > Aber nur, wenn die Last genau bekannt ist ??? Dann braucht man keine Konstantstromquelle.
Vielen Dank. Es war tatsächlich nur der Marker ;-) Ich hab mir I(RL) anzeigen lassen, statt -I(RL). Jetzt stimmts. Brauche nur paar Ideen, wie ich das präsentieren kann. Viele Grüße
>> Aber nur, wenn die Last genau bekannt ist >??? >Dann braucht man keine Konstantstromquelle. In unserem Fall haben wir versucht eine 4-20mA Stromquelle zu bauen, die nominal auf eine 500R Bürde arbeitet. Diese Last war genau bekannt. Jetzt kommen in der Regel noch etliche Ohm Kabelwiderstand dazu, die die Stromquelle natürlich ausregeln können muß. Für diese 500R Last und unterschiedliche Kabellängen konnten wir die Howland-Stromquelle kompensieren. Als wir aber die Last verändert haben, hat das System teilweise geschwungen. Wir haben es nicht geschafft, die Howland-Stromquelle für alle in Frage kommenden Lasten und Kabellängen zu kompensieren! Interessanterweise verwendet kein Chip-Hersteller für ihre 4-20mA-Treiberschaltungen die Howland-Stromquelle...
@ Howi (Gast) >hat das System teilweise geschwungen. Wir haben es nicht geschafft, ja, IHR. Allgemein gilt das wohl kaum. >die Howland-Stromquelle für alle in Frage kommenden Lasten und Kabellängen >zu kompensieren! Wahrscheinlich den falschen OPV erwischt, der mit kapazitiven Lasten Probleme hat. >Interessanterweise verwendet kein Chip-Hersteller für ihre >4-20mA-Treiberschaltungen die Howland-Stromquelle... Was wohl daran liegt, dass sie für eine 4-20mA Schnittstelle nicht nötig, ja sogar nicht nutzbar ist. Denn 1. braucht man keinen 4 Quadrantenbetrieb, 1 Quadrant reicht. Da macht ein OPV + Transistor problemlos. Zweitens hat man nicht die passenenden Versorgungsspannungen. MfG Falk
Angehängte Dateien:
>Wahrscheinlich den falschen OPV erwischt, der mit kapazitiven Lasten >Probleme hat. Dieser Artikel http://www.edn.com/contents/images/41703di.pdf beschreibt, daß die Streukapazitäten vom "-" Eingang des Opamp nach Masse, vom "+" Eingang des Opamp nach Masse und zwischen den beiden Eingängen kritisch sind. Auch geringfügige Unterschiede in den Widerstandswerten, die von der Theorie absolut gleich sein müssen, führt zur Schwingneigung. Die Howlandstromquelle ist deshalb kritisch, weil sie in der Gegenkopplung (negative Rückkopplung) mit Verstärkungen <<1 arbeitet und die Last im Zweig der Mitkopplung liegt. Der Artikel empfiehlt eine Gegenkopplungskapazität von 1...10pF um Schwingneigung zu unterdrücken. Simuliert man das Ganze mal, stellt man schnell fest, daß die Geschichte deutlich kritischer ist, als im Artikel beschrieben: Ohne zusätzliche Streukapazität vom "-" Eingang nach Masse, sieht noch alles gut aus. Aber mit nur 7pF zusätzlicher Streukapazität fängt die Schaltung bereits an zu schwingen. Erhöhen der Gegenkopplungskapazität auf 33pF unterdrückt die Schwingung. Wenn jetzt aber der Anschluß eines 200m Kabels simuliert wird, schwingt es wieder. Die Gegenkopplungskapazität muß dann auf rund 100pF erhöht werden, um die Schwingung zu unterdrücken. Ist die Streukapazität vom "-" Eingang des OPamp nach Masse größer als 7pF (how5.PNG), reichen auch 100pF in der Gegenkopplung nicht mehr. Vor allem, wenn jetzt noch eine Streukapazität zwischen den Eingängen des OPamp angenommen wird (how6.PNG). Dann muß die Gegenkopplungskapazität auf 220pF erhöht werden.
@ Howi (Gast) >beschreibt, daß die Streukapazitäten vom "-" Eingang des Opamp nach >Masse, vom "+" Eingang des Opamp nach Masse und zwischen den beiden >Eingängen kritisch sind. Gilt für viele OPV-Schaltungen, nix besonderes. > Auch geringfügige Unterschiede in den >Widerstandswerten, die von der Theorie absolut gleich sein müssen, führt >zur Schwingneigung. Ist Quark. Toleranzen machen zwar die hohe Ausgangsimpedanz deutlich schlechter, aber das kann man leicht kalibrieren. >Schwingneigung zu unterdrücken. Simuliert man das Ganze mal, stellt man >schnell fest, daß die Geschichte deutlich kritischer ist, als im Artikel >beschrieben: Nö. Da ht der OPV ein gehöriges Wort mitzureden. Stichwort interne Kompensation. >Ohne zusätzliche Streukapazität vom "-" Eingang nach Masse, sieht noch >alles gut aus. Aber mit nur 7pF zusätzlicher Streukapazität fängt die >Schaltung bereits an zu schwingen. DIESE Schaltung mit DIESEM OPV in der SIMULATION. >es wieder. Die Gegenkopplungskapazität muß dann auf rund 100pF erhöht >werden, um die Schwingung zu unterdrücken. Nehmen wir an, das wäre so. Wo ist das Problem? >OPamp angenommen wird (how6.PNG). Dann muß die Gegenkopplungskapazität >auf 220pF erhöht werden Klingt mir alles eher theoretisch abstrakt. SOOO empfindlich ist die Stromquelle nicht. Und eine Simulation ist weniger als die halbe Wahrheit. MfG Falk
>> Auch geringfügige Unterschiede in den >>Widerstandswerten, die von der Theorie absolut gleich sein müssen, führt >>zur Schwingneigung. >Ist Quark. Toleranzen machen zwar die hohe Ausgangsimpedanz deutlich >schlechter, aber das kann man leicht kalibrieren. Ist kein Quark. Daß "Mismatch" der Widerstände der Mit- und Gegenkopplung eine negative Widerstands-Charakteristik in der Ausgangsimpedanz und damit zusätzliche Instabilität erzeugen kann, steht nicht nur in meinem ersten Link, sondern auch hier, auf Seite 3: http://notes-application.abcelectronique.com/043/43-33550.pdf >>Ohne zusätzliche Streukapazität vom "-" Eingang nach Masse, sieht noch >>alles gut aus. Aber mit nur 7pF zusätzlicher Streukapazität fängt die >>Schaltung bereits an zu schwingen. >DIESE Schaltung mit DIESEM OPV in der SIMULATION. Ich habe auch andere OPamps simuliert, mit sehr ähnlichen Resultaten. >>Die Gegenkopplungskapazität muß dann auf rund 100pF erhöht >>werden, um die Schwingung zu unterdrücken. >Nehmen wir an, das wäre so. Wo ist das Problem? Siehst du das nicht? Wenn einmal 10pF reicht und das andere Mal erst 220pF, dann können auch Herstellungstoleranzen der OPamps selbst die Stabilität beeinflussen. Ein und dieselbe Schaltung funktioniert plötzlich nicht mehr, wenn eine neue Charge von OPamps eingesetzt wird. Genau das, was wir auch festgestellt haben. >>Dann muß die Gegenkopplungskapazität auf 220pF erhöht werden >Klingt mir alles eher theoretisch abstrakt. SOOO empfindlich ist die >Stromquelle nicht. Doch, ist sie. Die Howland Stromquelle ist erheblich kritischer als eine normale OPamp-Schaltung. Sie arbeitet nur stabil, wenn sie exakt abgeglichen und kompensiert ist.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.