Hallo,
ich habe eine 15V Spannungsquelle, die 10A liefern kann. Der Strom soll
nun digital recht genau eingestellt werden können.
Für die Sollwertvorgabe möchte ich einen 12 Bit DAC (MCP 4922-E/P)
einsetzen. 10A / 4095 ergeben 2,4mA, ich hätte aber gerne 1mA Auflösung.
Diese Genauigkeit ist natürlich nur im unteren Bereich gefordert. Ob
z.B. 5,0 oder 5,02A fließen, ist egal.
Bedenken habe ich auch bezüglich der sehr geringen Ausgangsspannung des
DAC im unteren Bereich. Das ist ja sehr störanfällig, weswegen eine
höhere Auflösung, z.B. 16 Bit, nicht wirklich hilft und zudem noch teuer
ist.
Wie löst man solche Anforderungen? Umschaltbares Gain? OPA, der nicht
linear verstärkt? Ersteres erzeugt beim Umschalten vielleicht Störungen,
letzteres stelle ich mir eher kompliziert vor. Oder ein zuschaltbares
Offset? Dann könnten auch wieder Störungen entstehen.
Gruß,
Chris
@ Chris (Gast)
>einsetzen. 10A / 4095 ergeben 2,4mA, ich hätte aber gerne 1mA Auflösung.
Naja. Bringt deine Gesamtschaltung denn diese Auflösuing? Nach
Genauigkeit will ich lieber nicht fragen.
Siehe Auflösung und Genauigkeit.
>Diese Genauigkeit ist natürlich nur im unteren Bereich gefordert. Ob>z.B. 5,0 oder 5,02A fließen, ist egal.
Na immerhin ein realistischer Ansatz.
>Bedenken habe ich auch bezüglich der sehr geringen Ausgangsspannung des>DAC im unteren Bereich. Das ist ja sehr störanfällig,
Ist bei 2V genauso störanfällig, weil der ABSOLUTE Fehler gleich groß
ist.
> weswegen eine>höhere Auflösung, z.B. 16 Bit, nicht wirklich hilft und zudem noch teuer>ist.>Wie löst man solche Anforderungen? Umschaltbares Gain?
Kann man machen.
> OPA, der nicht linear verstärkt?
Eher nicht, da handelt man sich andere Probleme ein.
Hallo falk,
den Unterschied Auflösung / Genauigkeit kenne ich (habe fast damit
gerechnet, dass darauf verlinkt wird und überlegt, ob ich das gleich
dazu schreibe ;) ).
Eine nicht lineare Komponente passt mir auch nicht, da damit vieles
komplizierter wird.
Was den Rest der Schaltung angeht: Wodurch wird denn bei einer analogen
Schaltung die Auflösung begrenzt? Wenn ich ein rein analoges Netzteil
nehme und das normale Poti für die Stromeinstellung durch ein
100000-Gang Poti ersetze, müsste ich doch auch eine entsprechend hohe
Auflösung erhalten? Klar, bestimmte Werte kann ich nicht über- oder
unterschreiten, und die Linearität ist ein anderer Punkt.
Bezüglich Störanfälligkeit: Wenn ich anstelle von z.B. 10mV 1V auf einer
Leitung habe, ist das doch weniger störanfällig (Rauschabstand). Klar,
die Störungen, die vor der Verstärkung da waren, werden mitverstärkt.
Ich denke, das meintest du mit dem absoluten Fehler?
Welche OPAs eignen sich denn zu diesem Zweck?
Gruß,
Chris
@Chris (Gast)
>Was den Rest der Schaltung angeht: Wodurch wird denn bei einer analogen>Schaltung die Auflösung begrenzt?
Rauschen, Drift, Offsets, Thermospannungen, etc.
> Wenn ich ein rein analoges Netzteil>nehme und das normale Poti für die Stromeinstellung durch ein>100000-Gang Poti ersetze, müsste ich doch auch eine entsprechend hohe>Auflösung erhalten?
Nein.
>Bezüglich Störanfälligkeit: Wenn ich anstelle von z.B. 10mV 1V auf einer>Leitung habe, ist das doch weniger störanfällig (Rauschabstand). Klar,>die Störungen, die vor der Verstärkung da waren, werden mitverstärkt.>Ich denke, das meintest du mit dem absoluten Fehler?
Ja.
>Welche OPAs eignen sich denn zu diesem Zweck?
Rauscharme mit wenig Offset ;-)
Hi Chris,
sorry, wenn der Eindruck täuscht, aber irgendwie kommt mir das ein wenig
konfus vor, was in deinen Postings so geschrieben wurde. Insbesondere
das Thema Auflösung analoger Schaltungen ist dezent daneben (analog ist
nicht zeit- und wertdiskret). Über deinen 100000-Gang-Poti fällt
trotzdem ne wertstetige Spannung ab - die Genauigkeit definiert immer
die schwächste Komponente. Dein Poti liefert dir auch bloß ne Spannung,
die von nichtlinearen Bauteilen (was Transistoren/Mosfets letztlich
sind) in einen konstanten Stromfluss am Ausgang überführt werden muss.
Je geringer deine Nichtlinearität des Verstärkers ist, desto besser.
Für eine einstellbare Konstantstromquelle bei der die Spannung bis 10A
nicht unter 15V sinkt wirst du auf alle Fälle ein bisschen Aufwand
betreiben müssen.
Dein 12-Bit DAC wirft dir 4096 verschiedene Spannungen raus und du musst
deinen Verstärker also so beschalten, dass dieser nicht übersteuert wird
und dein DAC-Ausgang sehr hochohmig in den Verstärkerkreis eingekoppelt
wird. Wenn du derartige Genauigkeiten erreichen, wirst du wohl um
verschiedene OPVs nicht drumrumkommen, welche je einen
Ausgangsstrombereich abdecken. Die Umschaltung der verschiedenen Stufen
kannste ja von deinem Digitalteil aus als Multiplexer realisieren, der
deine D/A-gewandelte Ausgangsspannung auf den richtigen Verstärker
switcht.
Siehe auch
http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle#Mit_Operationsverst.C3.A4rker
Ich hoffe, ich konnte dir ein paar Ideen geben, viel Erfolg.
Hi,
@Db8fs: Dein Eindruck täuscht nicht. Ich habe mich bisher kaum mit DACs,
ADCs, Shunts und Analogschaltungen überhaupt beschäftigt. Nun habe ich
mir einfach mal ein (sehr hochgestecktes) Ziel gesetzt und habe hier
schon wieder einiges gelernt.
@Jobst: Zu dieser Lösung tendiere ich.
@nemon: Hatte ich ursprünglich vor, aber es gibt bei Reichelt keine
günstigen mit zwei Kanälen.
Gruß,
Chris
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