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Hallo! ich möchte eine differentielle Spannung von ca. 1mV bis 100mV möglichst exakt messen. Dazu möchte ich diese Spannung, möglichst ohne Fehlerströme zu verursachen, einem Verstärker zuführen. Dieser soll die Spannung dann auf max. 5V verstärken (also v = 5V/100mV = 50). Bis jetzt ist mein Ansatz, einen OPAMP und ein Hochpräzisionswiderstandsnetzwerk zu verwenden. Wenn ich einen solchen Schaltungsaufbau allerdings simuliere, werden bei mir die Spannungen von 1mV bis etwa 10mV nur sehr ungenau verstärkt (stärker als es eigentlich sein sollte --> siehe Grafik). Woher kommt dieser Effekt? Verwendet habe ich übrigens bisher einen "LTC1049" (Precision Low Power ZERO DRIFT OPAMP with internal capacitors). Oder habt ihr vllt. noch andere Vorschläge, wie sich so eine Messung realisieren lassen würde? Ich habe auch schon nach einem Messverstärker gesucht, allerdings habe ich da noch keinen gefunden, der zu meinen Anforderungen (s.o.) passt. Vielen Dank im Voraus fürs Helfen. Gruß Olli
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Dein Gehinscan fehlt, daß wir uns den Schaltplan und alle sonstigen Parameter daraus rekonstruieren können.
Udo Schmitt schrieb: > Dein Gehinscan fehlt, daß wir uns den Schaltplan und alle sonstigen > Parameter daraus rekonstruieren können. Also, für den Stromkreis in dem gemessen wird gilt: U+ = 5V U- = 0V = GND I ~= 100 mA Differentieller Spannungsabfall der gemessen werden soll: 1mV bis 100mV Gesucht: Irgendeine Art von Verstärker, um diesen Spannungsabfall zu verstärken. Das zeitliche Verhalten ist irrelevant, d.h. alles wird nur gleichspannungsmäßig betrachtet. Mir fällt grad nicht mehr ein, was man unbedingt noch wissen müsste..
Olli schrieb: > Mir fällt grad nicht mehr ein, was man unbedingt noch wissen müsste.. Den Schaltplan. asdfg
asdfg schrieb: > Olli schrieb: >> Mir fällt grad nicht mehr ein, was man unbedingt noch wissen müsste.. > > Den Schaltplan. > > asdfg Ich wüsste nicht, wieso man den braucht, um mir mit meiner Frage weiterzuhelfen. Ich vermute wie ein Nicht-invertierender Verstärker aufgebaut ist weiß die Mehrheit.
Olli schrieb: > Mir fällt grad nicht mehr ein, was man unbedingt noch wissen müsste.. Geht es um High side current sense amplifier? Dann z.B. LT1787 http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1787fc.pdf
Olli schrieb: > Ich habe auch schon nach einem Messverstärker gesucht, allerdings habe > ich da noch keinen gefunden, der zu meinen Anforderungen (s.o.) passt. DC/LF Messverstärker DC-1000 http://www.ame-hft.de/mess/dc-1000.html Niederfrequenz Spannungsverstärker Serie DLPVA http://www.femto.de/german/index.html?../german/products/dlpva.html
Die Eingangsspannungen sind innerhalb des Gleichtaktbereiches? Der Verstaerker ist unipolar gespiesen mit? Wissen wir nicht, daher wollen wir den Schaltplan. Und zwar etwas ploetzlich. Egal ob das verstanden wird. Bring mal.
Olli schrieb > Also, für den Stromkreis in dem gemessen wird gilt: > > U+ = 5V > U- = 0V = GND > I ~= 100 mA > Differentieller Spannungsabfall der gemessen werden soll: 1mV bis 100mV > > Dieser soll die Spannung dann auf max. 5V verstärken. dann solltest du das Datenblatt des LTC1049 nochmal lesen und dir überlegen, warum in dem Schaltungsbeispiel bei 5V Versorgung nur bis 4V ausgesteuert wird.
>ich möchte eine differentielle Spannung von ca. 1mV bis 100mV möglichst >exakt messen. Ohne genauen Schaltplan ist eine solche Frage eine Zumutung! Und was soll überhaupt eine "differentielle Spannung" sein? "Spannung" ist ja schon "Potentialdifferenz". Meinst du mit differentiellem Signal, daß du auch ein Gleichtaktsignal hast? >Ich wüsste nicht, wieso man den braucht, um mir mit meiner Frage >weiterzuhelfen. Weil wir keine Hellseher sind. >Ich vermute wie ein Nicht-invertierender Verstärker aufgebaut ist weiß >die Mehrheit. So, so, du möchtest also eine differentielle Spannung mit einem nicht invertierenden Verstärker messen??? Wenn du sagst, daß du eine "differentielle Spannung" messen willst, impliziert diese Formulierung, daß du auch ein Gleichtaktsignal hast. Darüber erzählst du aber gar nichts. Ein genauer Schaltplan, würde diese Information offenbaren. Ein mehr oder weniger sinnvoller Text aber nicht unbedingt. Also, zeige uns einen aussagekräftigen Schaltplan. Du willst Hilfe von uns. Dann zeige uns deinen Schaltplan. Das ist der Deal.
Olli schrieb: > Ich wüsste nicht, wieso man den braucht, um mir mit meiner Frage > weiterzuhelfen. Weil daraus z.B. (hoffentlich) hervor geht, welche Versorgungsspannung deine Schaltung verwendet und in welcher Beziehung die zu deiner Signalspannung liegt.
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Hans-Georg Lehnard schrieb: > Olli schrieb > >> Also, für den Stromkreis in dem gemessen wird gilt: >> >> U+ = 5V >> U- = 0V = GND >> I ~= 100 mA >> Differentieller Spannungsabfall der gemessen werden soll: 1mV bis 100mV >> >> Dieser soll die Spannung dann auf max. 5V verstärken. > > dann solltest du das Datenblatt des LTC1049 nochmal lesen und dir > überlegen, warum in dem Schaltungsbeispiel bei 5V Versorgung nur bis 4V > ausgesteuert wird. Dass er nur bis ~4,2V aussteuern kann ist richtig und du hast auch Recht, dass das meiner Anforderung nicht entspricht, dies ist aber im Moment nicht mein Problem. Ich weiß im Moment nur nicht, woher die ungenaue Verstärkung im Bereich niedriger Eingangsspannungen (bis etwa 10 mV) herrührt. > Wenn Du differentiell messen willst, dann nimm doch einen > Differenzverstärker! INA333 zB. Ich benutze ja wie oben erwähnt bereits einen Operationsverstärker. Mein Problem ist die nocht nicht so hohe Genauigkeit bei sehr kleinen Eingangsspannungen. > Ohne genauen Schaltplan ist eine solche Frage eine Zumutung! > Und was soll überhaupt eine "differentielle Spannung" sein? "Spannung" > ist ja schon "Potentialdifferenz". Meinst du mit differentiellem Signal, > daß du auch ein Gleichtaktsignal hast? Es ist unnötig jetzt auf meiner Begriffswahl rumzureiten. Außerdem sehe ich immernoch keinen Grund dafür, warum die Fragestellung ("Verstärkung einer sehr kleinen diff. Spannung" (siehe Topic)) ohne Schaltplan eine Zumutung sein sollte.. Bezüglich dem Gleichtaktsignal: Was hat Gleichtakt mit differentiell zu tun? Aber vllt. mach ich da gerade auch einen Denkfehler, also falls das so ist, darfst du mich gerne aufklären. Ich habe oben bereits geschrieben, dass alles nur gleichspannungsmäßig betrachtet werden soll. Ich hoffe, dass es jetzt nicht gleich heißt, dass das auch zu schwammig formuliert war... Dass eine Spannung immer eine PotentialDIFFERENZ und somit eigtl. auch immer ein DIFFERENTIELLES Signal ist, ist mir auch klar. Ich dachte nur, dass das so eine allgemein verständliche Erklärung dafür sei, dass ich nicht eine Spannung mit Massebezug verstärken möchte sondern eben die SPannung zwischen zwei Knoten ungleich Masse. Deutlich genug? > Weil wir keine Hellseher sind. Siehe oben... > So, so, du möchtest also eine differentielle Spannung mit einem nicht > invertierenden Verstärker messen??? > Wenn du sagst, daß du eine "differentielle Spannung" messen willst, > impliziert diese Formulierung, daß du auch ein Gleichtaktsignal hast. > Darüber erzählst du aber gar nichts. Ein genauer Schaltplan, würde diese > Information offenbaren. Ein mehr oder weniger sinnvoller Text aber nicht > unbedingt. Ich habe, wie auch oben erwähnt und wie auch im Topic zu lesen ist, nach einer Möglichkeit zur --> Verstärkung <-- einer Spannung gefragt. Dass ich diese Spannung deswegen verstärken möchte, weil ich sie letztendlich messen möchte, stimmt, aber ich bin mir fast sicher, dass du das bereits so verstanden hast. Was an meinem Text nicht sinnvoll sein soll, darfst du mir gerne auch erklären. > Also, zeige uns einen aussagekräftigen Schaltplan. Du willst Hilfe von > uns. Dann zeige uns deinen Schaltplan. Das ist der Deal. Damit hast du natürlich Recht, ich will Hilfe, deswegen habe ich jetzt ein Ersatzschaltbild angefertigt, das genau das zeigt, was ich hier bereits beschrieben habe, aber, wie gewünscht, in Form eines Schaltplans. Erläuterungen zum Schaltplan: - R1 ist zur Strombegrenzung - R_Shunt ist zur Strommessung (soll hier nicht betrachtet werden) - R_Mess ist der Widerstand, über dem die kleine SPannung abfällt, die ich messen möchte. Da nich allerdings auf die Knoten direkt vor und nach R_Mess (Knoten 4 und 5) keinen Zugriff habe, sondern nur auf die Knoten vor und nach den MOSFETs M3 und M4 (Knoten 3 und 6), möchte ich nun den Spannungsabfall über den MOSFETs M3 und M4 dadurch von meiner Spannung die "gemessen" wird subtrahieren, indem ich zwei MOSFETs selben Typs davor schalte, welche dann vom selben Strom durchflossen werden und den Spannungsabfall über diesen (von Knoten 2 nach 3) von meiner "gemessenen" Spannung abziehen. Mathematisch würde das dann so aussehen: U_Rmess = U_45 = U_36 - U_23 (wobei z.B. U_45 die Spannung zw. Knoten 4 und 5 ist) Da U_Rmess in meiner Schaltung sehr klein sein wird (s.o.) benötige ich nun eine Möglichkeit, diese sehr exakt zu verstärken. Was ich diesbezüglich bereits probiert habe, habe ich in meinem ersten Beitrag ja beschrieben. > Weil daraus z.B. (hoffentlich) hervor geht, welche Versorgungsspannung > deine Schaltung verwendet und in welcher Beziehung die zu deiner > Signalspannung liegt. Siehe oben. Gruß Olli
Hallo Olli, insgesamt betrachtet hast du schon eine lustige Art zu fragen, und dann den möglichen Antwortern zu erklären was sie zu interessieren hat. Zu deinem Problem: du versorgst den LTC1049 mit einer unipolaren Versorgung. Seine Ausgansstufe kommt damit nicht ganz bis auf die negative Versorgungsspannung (d.h. GND) herunter. Wenn die Ausgangsspannung im Bereich einiger 10mV sein müsste, wird sie zu hoch liegen und du interpretierst das als zu hohe Verstärkung. Eine saubere Lösung wäre eine zweite, negative Versorgungsspannung. Du könntest dir auch ein verschobenes Bezugspotential von z.B. +500mV erzeugen und die Differenzverstärkung relativ zu diesem laufen lassen. Etwas helfen könnte auch, wenn du den Ausgang mit einem "Pulldown" gegen GND ziehst.
Abgesehen davon sieht das nach einer typischen Anwendung eines Instrumentenverstärkers aus (INA333 wurde ja schon erwähnt). Du möchtest eine fliegende Spannung verstärken, die nicht auf Masse bezogen ist: Genau dafür ist ein INA ja da. Die kosten zwar deutlich mehr als ein normaler OP, sind aber ihr Geld wert. Alles andere wurde zumindest bei meinen Versuchen immer "Murx"...
Michael W. schrieb: >Die kosten zwar deutlich mehr als ein > normaler OP, sind aber ihr Geld wert. Alles andere wurde zumindest bei > meinen Versuchen immer "Murx"... da stimme ich dir zu, nur das ein INA nicht umbedingt teurer sein muss als ein guter OPV ;-) @Olli: Schau dir mal den LT1999 mit der 50 Gain an
Olli schrieb: > Außerdem sehe ich immernoch keinen Grund dafür, warum die Fragestellung > ("Verstärkung einer sehr kleinen diff. Spannung" (siehe Topic)) ohne > Schaltplan eine Zumutung sein sollte.. Weil niemand weiß, ob Dein Schaltplan auch stimmt. Der Schaltplan muß natürlich vollständig beschriftet sein, also alle Widerstandswerte, sonstige Bauteile und alle Spannungen (Versorgung, Eingang). Du kannst gerne der Meinung sein, dem Helfenden es so schwer zu machen, wie möglich. Aber ob Dir das hilft? Niemand muß Dir helfen. Ich denke, es bewährt sich eher, dem Helfenden alle Information so leicht erfaßbar darzustellen, wie nur irgend möglich. Schaltpläne in Prosa gehören definitiv nicht dazu.
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Achim S. schrieb: > Hallo Olli, > > insgesamt betrachtet hast du schon eine lustige Art zu fragen, und dann > den möglichen Antwortern zu erklären was sie zu interessieren hat. Hallo! So wie du das beschreibst, klingt das so, als wäre ich ziemlich besserwisserisch. So wollte ich auf jeden Fall nicht rüberkommen. Ich wollte ja niemandem hier sagen, was ihn zu interessieren hat, sondern nur, was für mich bzw. meine Fragestellung hier relevant ist. Und ich wollte einfach auch das, was ich hier poste, auf das beschränken, was nötig ist, um mir mit meiner Frage weiterhelfen zu können. Ich wollte das auch deshalb, damit es nicht so aussieht, alsob ich hier um eine vollständige Lösung für meine Anwendung bitten würde.. Naja, seis drum.. :) > Zu deinem Problem: du versorgst den LTC1049 mit einer unipolaren > Versorgung. Seine Ausgansstufe kommt damit nicht ganz bis auf die > negative Versorgungsspannung (d.h. GND) herunter. Wenn die > Ausgangsspannung im Bereich einiger 10mV sein müsste, wird sie zu hoch > liegen und du interpretierst das als zu hohe Verstärkung. > > Eine saubere Lösung wäre eine zweite, negative Versorgungsspannung. Du > könntest dir auch ein verschobenes Bezugspotential von z.B. +500mV > erzeugen und die Differenzverstärkung relativ zu diesem laufen lassen. > Etwas helfen könnte auch, wenn du den Ausgang mit einem "Pulldown" gegen > GND ziehst. Super, das hat mir sehr geholfen, danke. Mein Fehler war vermutlich folgender: Ich hatte das ganze bereits mit Rail-To-Rail OP's simuliert, dabei bin ich davon ausgegangen, dass der OP dann auch zu 100% bis zur negativen bzw. positiven Versorgungsspannung verstärken kann. Das war dann wohl der falsche Ansatz. Habe das jetzt mal so simuliert. Ich habe so eine relativ konstante Spannungsverstärkung (Faktor 9,999 bis 10) über den gesamten gewünschten Bereich der Eingangsspannung (1 - 100 mV) erreicht (siehe Simulationsergebnis). Das würde dann allerdings bedeuten, dass ich eine zusätzliche negative Versorgungsspannung benötigen würde. Das würde ich wenn möglich lieber vermeiden. Die Spannungsfolger in meiner Schaltung sind zur Entkopplung. Wie meinst du das mit dem verschobenen Bezugspotenzial? Wenn ich eine auf diese Art "angehobene" Spannung verstärke, verstärke ich doch auch den "Offset", also z.B. die von dir erwähnten 500 mV mit meinem Verstärkungsfaktor mit, oder denke ich gerade falsch? Ich bin für alle weiteren Anregungen bezüglich meiner Schaltung dankbar. Gruß Olli
Nils P. schrieb: > Michael W. schrieb: >>Die kosten zwar deutlich mehr als ein >> normaler OP, sind aber ihr Geld wert. Alles andere wurde zumindest bei >> meinen Versuchen immer "Murx"... > > da stimme ich dir zu, nur das ein INA nicht umbedingt teurer sein muss > als ein guter OPV ;-) > > @Olli: Schau dir mal den LT1999 mit der 50 Gain an Vielen Dank für den Tipp (auch an Michael W.), werde ich machen.
Peter Dannegger schrieb: > Olli schrieb: >> Außerdem sehe ich immernoch keinen Grund dafür, warum die Fragestellung >> ("Verstärkung einer sehr kleinen diff. Spannung" (siehe Topic)) ohne >> Schaltplan eine Zumutung sein sollte.. > > Weil niemand weiß, ob Dein Schaltplan auch stimmt. Nun, "1-100mV" zu verstärken, ist eigentlich noch kein Riesenproblem. Wenn das nicht klappt, liegt das m.E. mit 90% Sicherheit an einer falschen Schaltung. Ausserdem muss man da auch schon auf den richtigen Aufbau achten. Allerdings glaube ich, das solche "Feinheiten" wie Schutzschildtechnik oder hochgebogene Eingangsbeinchen da noch nicht nötig sind. Der TE hätte ja auch noch sagen können, welche möglichen Fehler er vermutet, bzw. ausgeschlossen hat. Gruss Harald
Schön, also sind alle vorherigen 17 Posts unnötig gewesen. Bis U4 ist es der klassische Differenzverstärker, dahinter (U3, U5) kommt nur noch Mumpitz. Bei den Kosten für einen integrierten Differenzverstärker darf man nicht vergessen, daß Präzisionswiderstände auch sehr teuer sind.
Olli schrieb: > Wie meinst du das mit dem verschobenen Bezugspotenzial? Differenzverstärker haben einen Anschluss, relativ zu dem sie die Differenz bilden. Bei einem Instrumentenverstärker nennt sich dieser Anschluss meist "Ref", bei einem selbstgebauten Differenzverstärker ist es der Fußpunkt des Spannungsteilers am nicht-inv Eingang. Diesen Punkt musst du nicht unbedingt auf GND legen, er kann auch gegen stabile 500mV gehen. Dann wird die Differenz der Eingänge verstärkt und bezogen auf diesen Bezugspunkt ausgegben. Die 500mV addieren sich also zu deiner Ausgangsspannung, sie werden einfach zum Ausgang "addiert". Michael W. schrieb: > Abgesehen davon sieht das nach einer typischen Anwendung eines > Instrumentenverstärkers aus (INA333 wurde ja schon erwähnt). ich bin auch ein großer Freund von Instrumentenverstärkern. Aber wenn Olli mit einer unipolaren Versorgung arbeitet wird er keinen klassischen 3-OPV Instrumentenverstärker finden, der am Eingang bis auf GND geht. Die erste Verstärkerstufe des InstAmps schlägt dann an die Versorgungslimits an. Der INA333 würde z.B. erst ab einer Common-Mode Spannung von rund 1,3V am Eingang arbeiten.
sorry für die Unsinnssatz, der war der Eile und Hitze geschuldet. Achim S. schrieb: > Die 500mV addieren sich also zu deiner > Ausgangsspannung, sie werden einfach zum Ausgang "addiert". sollte heißen: Die 500mV addieren sich also nicht zur Eingangsspannung (und werden nicht mitverstärkt), sondern werden einfach am Ausgang addiert.
Achim S. schrieb: > Der INA333 würde z.B. erst ab einer Common-Mode > Spannung von rund 1,3V am Eingang arbeiten. und auch den Satz nehme ich zurück ;-) Der INA333 würde auch mit erheblich kleineren Common-Mode Spannungen am Eingang klarkommen. Aber den Bereich, den Olli braucht, erreicht er trotzdem nicht.
Achim S. schrieb: > Der INA333 würde z.B. erst ab einer Common-Mode > Spannung von rund 1,3V am Eingang arbeiten. Rail to Rail ist eine Marketing-Lüge. Es bedeutet nur, daß der Totbereich kleiner als die 0,7V UBE-Schwellspannung herkömmlicher OPVs ist. Ich benutze z.B. den INA122. Mit einem PWM-Ausgang des AVR erzeuge ich -0,7V, damit kann ich dann real bis 0V arbeiten.
@olli: Ich setze UOut1=U1, UOut2=U2 OP1, OP2, OP4 sind mir klar. Am Ausgang von OP4 liegen dann U=U1-U2 Am Ausgang von U5 liegen U = U1/2 Dann komme ich aber auf eine Spannung am Ausgang von U3, die nicht mehr zur Differenz U1-U2 proportional ist... Zumindest nicht, wenn ich mit "idealen" OPs rechne...Wozu der rechte Teil, wenn U1-U2 ohnehin schon das gewünschte Ergebnis ist...? OUT-ADC ist SICHER nicht die Differenz !!!!! Ich verstehe nicht, was du da gemacht hast... Jetzt sehe ich gerade, dass Out1 und Out2 ja nicht die Shunt-Klemmen sind...Was soll da eigentlich gemessen werden? Der Strom??? Oder die Spannung an den beiden MOSFETs M1, M2 ??
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Peter Dannegger schrieb: > Schön, also sind alle vorherigen 17 Posts unnötig gewesen. > Bis U4 ist es der klassische Differenzverstärker, dahinter (U3, U5) > kommt nur noch Mumpitz. > > Bei den Kosten für einen integrierten Differenzverstärker darf man nicht > vergessen, daß Präzisionswiderstände auch sehr teuer sind. Es funktioniert eben nicht einfach nur mit einem Differenzverstärker, da ich, wie oben bereits erwähnt, nicht die Möglichkeit habe direkt vor und nach dem Widerstand abzugreifen, über dem ich die anliegende Spannung "messen" möchte. > Differenzverstärker haben einen Anschluss, relativ zu dem sie die > Differenz bilden. Bei einem Instrumentenverstärker nennt sich dieser > Anschluss meist "Ref", bei einem selbstgebauten Differenzverstärker ist > es der Fußpunkt des Spannungsteilers am nicht-inv Eingang. Diesen Punkt > musst du nicht unbedingt auf GND legen, er kann auch gegen stabile 500mV > gehen. Dann wird die Differenz der Eingänge verstärkt und bezogen auf > diesen Bezugspunkt ausgegben. Die 500mV addieren sich also zu deiner > Ausgangsspannung, sie werden einfach zum Ausgang "addiert". Hab das jetzt in der Simulation auch mal noch so umgesetzt, wie du hier vorgeschlagen hast (siehe Grafik "Schaltung_v2_3"). Allerdings ist die Verstärkung bei der Version ohne negative Versorgung, also mit Anhebung der Referenzspannung, immernoch ungenau. Hab ich da einen Fehler gemacht? Die andere Grafik ("Schaltung_v2_1") ist übrigens die Variante mit negativer Versorgungsspannung. Dort erreiche ich auch bei sehr kleinen Differenzeingangsspannungen am Präzisionsverstärker LT1991 eine sehr genaue Verstärkung. Danke übrigens schonmal für die Hilfe! > Rail to Rail ist eine Marketing-Lüge. Es bedeutet nur, daß der > Totbereich kleiner als die 0,7V UBE-Schwellspannung herkömmlicher OPVs > ist. > Ich benutze z.B. den INA122. Mit einem PWM-Ausgang des AVR erzeuge ich > -0,7V, damit kann ich dann real bis 0V arbeiten. Danke auch für diesen Tipp! ----------------------------------- @Michael W. Ich möchte die Spannung über dem Widerstand "R_Mess" messen bzw., wie schon gesagt, erst mal verstärken. Ich kann allerdings NICHT direkt davor und danach diese über diesem Widerstand abfallende Spannung abgreifen, sondern nur vor dem MOSFET M3 und nach M4. Daher ist meine Absicht, zwei zusätzliche MOSFETs gleichen Typs in den Messstromkreis zu schalten, diese somit mit dem gleichen Strom wie M3 und M4 und einer möglichst ähnlichen Ugs arbeiten zu lassen, um über ihnen einen Spannungsabfall ähnlich dem über M3 und M4 zu erhalten und diesen dann von der Spannung Uout->GND zu subtrahieren. So würde ich, wären die MOSFETs "genau gleich" und würden am "genau gleichen" Arbeitspunkt betrieben werden, genau die Spannung über dem WIderstand R_mess erhalten. Ich hoffe, dass meine Formulierung verständlich ist. Ist nicht ganz leicht, zu beschreiben, was ich hier machen möchte :) ----------------------------- Aber ich sags nochmal: Hat jmd. ne andere Idee, wie ich die Spannung über dem Widerstand R_mess erhalten könnte, natürlich auch ohne direkt davor und danach, sondern vor M3 und nach M4, abzugreifen, so möge er sich bitte melden! :) Gruß Olli
> Jetzt sehe ich gerade, dass Out1 und Out2 ja nicht die Shunt-Klemmen > sind...Was soll da eigentlich gemessen werden? Der Strom??? Oder die > Spannung an den beiden MOSFETs M1, M2 ?? Was ich gerade noch vergessen habe.. Der Shunt ist nur für eine zusätzliche Strommessung eingebaut, das soll aber im Moment erstmal außer Acht gelassen werden. Gruß Olli
Olli schrieb: > Hab das jetzt in der Simulation auch mal noch so umgesetzt, > Ich kann allerdings NICHT direkt > davor und danach diese über diesem Widerstand abfallende Spannung > abgreifen, sondern nur vor dem MOSFET M3 und nach M4. Daher ist meine > Absicht, zwei zusätzliche MOSFETs gleichen Typs in den Messstromkreis zu > schalten, diese somit mit dem gleichen Strom wie M3 und M4 und einer > möglichst ähnlichen Ugs arbeiten zu lassen, um über ihnen einen > Spannungsabfall ähnlich dem über M3 und M4 zu erhalten und diesen dann > von der Spannung Uout->GND zu subtrahieren. Hört sich für mich wie eine der berühmten Schasltungen an, die in der imulation prima funktionieren; in der Praxis aber nie. :-( Gruss Harald
Olli schrieb: > Allerdings ist die > Verstärkung bei der Version ohne negative Versorgung, also mit Anhebung > der Referenzspannung, immernoch ungenau. Hab ich da einen Fehler > gemacht? Der Referenzeingang geht im Differenzverstärker auf ein Widerstandsnetzwerk, er wird also belastet. Wenn die Vref-Quelle einen Innenwiderstand hat (wie dein Spannungsteiler in Schaltung_v2_3), dann führt die Belastung zu einem Verschieben von Vref und damit zu einem Fehler der Verstärkung. Wenn die Vref-Quelle niederohmig ist (z.B. indem du einen OPV zwischenschaltest) sollte der Fehler weg sein. Alledings hast du ja vor dem Diffamp mit verschobener Referenz schon eine Reihe von OPV, von denen jeder einzelne das Problem hat, am Ausgang nach GND treiben zu müssen. Dass du am Diffamp 500mV addierst hilft dir nicht, wenn diese OPVs schon einen Fehler erzeugen. Olli schrieb: > So würde ich, wären die > MOSFETs "genau gleich" und würden am "genau gleichen" Arbeitspunkt > betrieben werden, genau die Spannung über dem WIderstand R_mess > erhalten. Mit 5V an den Gates und einer Schwellspannung der Transistoren von bis zu 2,2V können sich bis zu 100mV Verschiebungen im Sourcepotential aber schon im Spannungsabfall bemerkbar machen, oder? An M4 könnte signifikant weniger Spannung abfallen als an den anderen MOSFETs. Olli schrieb: > Aber ich sags nochmal: Hat jmd. ne andere Idee, wie ich die Spannung > über dem Widerstand R_mess erhalten könnte, natürlich auch ohne direkt > davor und danach, sondern vor M3 und nach M4, abzugreifen, Du nimmst einen Diffamp, der am Eingang bis auf 0V runterkommt. Einer davon verstärkt die Spannung über M1, M2. (Am Ref-Eingang bekommt er stabile, niederohmige 0,5V). Ein zweiter Diffamp misst die Spannung über M3,RMess,M4 (ebenfalls mit 0,5V Verschiebung am Ausgang). Ein dritter Diffamp subtrahiert die Ausgänge der ersten beiden Diffamps voneinander (und braucht ebenfalls wieder 0,5V..) Der ADC misst differentiell zwischen dem Ausgang des dritten Diffamp und den 0,5V.
Achim S. schrieb: > Du nimmst einen Diffamp, der am Eingang bis auf 0V runterkommt. Einer > davon verstärkt die Spannung über M1, M2. (Am Ref-Eingang bekommt er > stabile, niederohmige 0,5V). Ein zweiter Diffamp misst die Spannung über > M3,RMess,M4 (ebenfalls mit 0,5V Verschiebung am Ausgang). Ein dritter > Diffamp subtrahiert die Ausgänge der ersten beiden Diffamps voneinander > (und braucht ebenfalls wieder 0,5V..) Der ADC misst differentiell > zwischen dem Ausgang des dritten Diffamp und den 0,5V. Das ist wohl die sauberste Art, und du musst dich um die Besorgung der hochpräzisen Widerstände nicht kümmern. Der gewählte MOSFET in deiner Simulation ist sehr "niederohmig" und der U_DS Fehler wegen Exemplarstreuungen und unterschiedlichen U_GS hält sich wohl in Grenzen. Ob das aber in der Praxis auch so ist? Hast du wirklich diesen Typ, oder einen anderen MOSFET? Schade ist es nur, dass du an den Messwiderstand nicht rankommst. Wieso eigentlich nicht? Nur so ne Frage.... Und wäre es da nicht einfacher, statt der beiden Ersatz-FETS gleich dort einen Messwiderstand hineinzutun? Falls das nicht geht (warum auch immer) würde ich es so machen wie oben beschrieben und vom Bau eines eigenen Differenzverstärkers absehen.
Die beiden OpAms U1 & U2 kannst wegnehmen, dort braucht's keine Impedanzwandler, das der Strommesswiderstand eh eine sehr tiefe Impedanz hat.
Olli schrieb: > Ich wollte ja niemandem hier sagen, was ihn zu interessieren hat, > sondern nur, was für mich bzw. meine Fragestellung hier relevant ist. Wenn du die Antwort auf deine Fragestellung nicht selber erkennst, wie willst du dann beurteilen können, was zur Lösung deines Problems relevant ist - komische Logik.
Harald Wilhelms schrieb: > Olli schrieb: > >> Hab das jetzt in der Simulation auch mal noch so umgesetzt, > >> Ich kann allerdings NICHT direkt >> davor und danach diese über diesem Widerstand abfallende Spannung >> abgreifen, sondern nur vor dem MOSFET M3 und nach M4. Daher ist meine >> Absicht, zwei zusätzliche MOSFETs gleichen Typs in den Messstromkreis zu >> schalten, diese somit mit dem gleichen Strom wie M3 und M4 und einer >> möglichst ähnlichen Ugs arbeiten zu lassen, um über ihnen einen >> Spannungsabfall ähnlich dem über M3 und M4 zu erhalten und diesen dann >> von der Spannung Uout->GND zu subtrahieren. > > Hört sich für mich wie eine der berühmten Schasltungen an, die in der > imulation prima funktionieren; in der Praxis aber nie. :-( > Gruss > Harald Das Gefühl hab ich leider bis jetzt auch noch... :/ Allerdings denke ich nicht unbedingt, dass es gar nicht funktioniert, sondern dass es relativ ungenau sein wird. > Der Referenzeingang geht im Differenzverstärker auf ein > Widerstandsnetzwerk, er wird also belastet. Wenn die Vref-Quelle einen > Innenwiderstand hat (wie dein Spannungsteiler in Schaltung_v2_3), dann > führt die Belastung zu einem Verschieben von Vref und damit zu einem > Fehler der Verstärkung. Wenn die Vref-Quelle niederohmig ist (z.B. indem > du einen OPV zwischenschaltest) sollte der Fehler weg sein. Stimmt, hätte ich auch drauf kommen können, hab da wohl nicht gründlich genug nachgedacht... Danke! > Alledings hast du ja vor dem Diffamp mit verschobener Referenz schon > eine Reihe von OPV, von denen jeder einzelne das Problem hat, am Ausgang > nach GND treiben zu müssen. Dass du am Diffamp 500mV addierst hilft dir > nicht, wenn diese OPVs schon einen Fehler erzeugen. Auch wahr... Das leg ich dann bei mir unter unsauber gearbeitet ab... > Mit 5V an den Gates und einer Schwellspannung der Transistoren von bis > zu 2,2V können sich bis zu 100mV Verschiebungen im Sourcepotential aber > schon im Spannungsabfall bemerkbar machen, oder? An M4 könnte > signifikant weniger Spannung abfallen als an den anderen MOSFETs. Stimm ich natürlich auch zu. Ich hatte mir in erster Näherung einfach gedacht, dass über die FETs eh nicht viel Spannung abfallen wird, da sie ja einen niedrigen on-Widerstand haben. Ist aber natürlich auch nicht der Weißheit letzter Schluss. Ich könnte die Genauigkeit evtl. noch verbessern, indem ich einen der beiden FETs M1 und M2 hinter M3,R_Mess,M4 schalte. Da der größte Unterschied im Sourcepotential durch einen zunehmenden Widerstandswert von R_Mess kommt, würde sich dieser dann auch bei dem FET der zusätzlich hinter M3,R_Mess,M4 käme bemerkbar machen und den "Fehler" so reduzieren. > Du nimmst einen Diffamp, der am Eingang bis auf 0V runterkommt. Einer > davon verstärkt die Spannung über M1, M2. (Am Ref-Eingang bekommt er > stabile, niederohmige 0,5V). Ein zweiter Diffamp misst die Spannung über > M3,RMess,M4 (ebenfalls mit 0,5V Verschiebung am Ausgang). Ein dritter > Diffamp subtrahiert die Ausgänge der ersten beiden Diffamps voneinander > (und braucht ebenfalls wieder 0,5V..) Der ADC misst differentiell > zwischen dem Ausgang des dritten Diffamp und den 0,5V. Habe ich jetzt mal so gemacht. Scheint in der Theorie gut zu funktionieren. Ist auf jeden Fall besser als mit "selber gebauten" DiffAmps, das stimmt. Danke für die Erklärung. > Der gewählte MOSFET in deiner Simulation ist sehr "niederohmig" und der > U_DS Fehler wegen Exemplarstreuungen und unterschiedlichen U_GS hält > sich wohl in Grenzen. Ob das aber in der Praxis auch so ist? Hast du > wirklich diesen Typ, oder einen anderen MOSFET? Ja, den FET habe ich mit Absicht so gewählt. Später werde ich zwar einen anderen verwenden, aber auch einen mit niedrigem on-Widerstand und möglichst kleiner Streuung. > Schade ist es nur, dass du an den Messwiderstand nicht rankommst. Wieso > eigentlich nicht? Nur so ne Frage.... Ich möchte mit dieser Schaltung den Leitungsaderwiderstand eines bis zu 70-adrigen/-poligen Kabelbaumes messen. Da ich aber nicht für jede Ader eine extra Messschaltung bauen möchte, möchte ich den Messstromkreis mit FETs (M3,M4) immer nur über einer bestimmten Ader schließen. Daher kann ich auch die Spannung nur vor bzw. nach diesen FETs abgreifen. > Und wäre es da nicht einfacher, statt der beiden Ersatz-FETS gleich dort > einen Messwiderstand hineinzutun? Falls das nicht geht (warum auch > immer) würde ich es so machen wie oben beschrieben und vom Bau eines > eigenen Differenzverstärkers absehen. Naja, ob ich mir jetzt extra Messwiderstände mit dem selben Widerstandswert such, den die FETs als on-Widerstand haben oder ob ich nicht direkt nochmal zwei FETs nehme und ausnutze, dass sie "etwa" den selben on-Widerstand haben.. da hört sich letzteres für mich einfacher an, denke ich. > Die beiden OpAms U1 & U2 kannst wegnehmen, dort braucht's keine > Impedanzwandler, das der Strommesswiderstand eh eine sehr tiefe Impedanz > hat. Jo, denke ich auch und hab ich jetzt so gemacht, danke. Danke übrigens nochmal an alle, die bis jetzt zur Lösung beigetragen haben!
Olli schrieb: > Da ich aber nicht für jede Ader > eine extra Messschaltung bauen möchte, möchte ich den Messstromkreis mit > FETs (M3,M4) immer nur über einer bestimmten Ader schließen. Daher kann > ich auch die Spannung nur vor bzw. nach diesen FETs abgreifen. Na dann sag das doch gleich Mensch ;-) So was macht man mit Vierleitertechnik: den Strom schaltest du meinetwegen mit MOSFETs auf die Ader (Force-Leitungspaar). Und parallel zu den MOSFETs betreibst du einen anderen Schalter (z.B. integrierter Analog-MUX), mit dem du die Spannung hinter den MOSFETs abholst und zu deinem Verstäker bringst (Sense-Leitungspaar). Damit fällt der Spannungsabfall an den MOSFETs aus deiner Messung raus, und du musst dafür keine superniederohmigen MOSFETs verwenden (vielleicht reichen dann auch dafür integrierte Schalter). Der Analog-MUX, mit dem du den Spannungsabfall an der Leitung zum Verstärker zurückführst, muss nur so niederohmig sein, dass er die Funktion des Diffamps nicht verfälscht (also viel niederohmiger als der Eingangswiderstand des Diffamps). Mit dem oben simulierten LT1991 und heutigen Analogschaltern kein Problem.
Achim S. schrieb: >> Da ich aber nicht für jede Ader >> eine extra Messschaltung bauen möchte, möchte ich den Messstromkreis mit >> FETs (M3,M4) immer nur über einer bestimmten Ader schließen. Daher kann >> ich auch die Spannung nur vor bzw. nach diesen FETs abgreifen. Viel Olli schrieb: > Ich möchte mit dieser Schaltung den Leitungsaderwiderstand eines bis zu > 70-adrigen/-poligen Kabelbaumes messen. Da ich aber nicht für jede Ader > eine extra Messschaltung bauen möchte, möchte ich den Messstromkreis mit > FETs (M3,M4) immer nur über einer bestimmten Ader schließen. Daher kann > ich auch die Spannung nur vor bzw. nach diesen FETs abgreifen. viel Spaß beim Löten ;-) Im Übrigen kann ich auch nur sagen: Vierdrahtmessung, wenn du genau sein willst. Alles andere ist Murx. Und dann ist es auch wirklich sehr genau!
Achim S. schrieb: > Olli schrieb: >> Da ich aber nicht für jede Ader >> eine extra Messschaltung bauen möchte, möchte ich den Messstromkreis mit >> FETs (M3,M4) immer nur über einer bestimmten Ader schließen. Daher kann >> ich auch die Spannung nur vor bzw. nach diesen FETs abgreifen. > > Na dann sag das doch gleich Mensch ;-) Hätte ich vllt. tun sollen, ich wollte nur nicht, dass es so aussieht, als dass ich für mich arbeiten lassen möchte... :) > So was macht man mit Vierleitertechnik: den Strom schaltest du > meinetwegen mit MOSFETs auf die Ader (Force-Leitungspaar). Und > parallel zu den MOSFETs betreibst du einen anderen Schalter (z.B. > integrierter Analog-MUX), mit dem du die Spannung hinter den MOSFETs > abholst und zu deinem Verstäker bringst (Sense-Leitungspaar). Damit > fällt der Spannungsabfall an den MOSFETs aus deiner Messung raus, und du > musst dafür keine superniederohmigen MOSFETs verwenden (vielleicht > reichen dann auch dafür integrierte Schalter). > > Der Analog-MUX, mit dem du den Spannungsabfall an der Leitung zum > Verstärker zurückführst, muss nur so niederohmig sein, dass er die > Funktion des Diffamps nicht verfälscht (also viel niederohmiger als der > Eingangswiderstand des Diffamps). Mit dem oben simulierten LT1991 und > heutigen Analogschaltern kein Problem. Das ist das, was ich machen möchte. Ich verstehe nur nicht, wieso der Spannungsabfall der MOSFETs (wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, des Force-Leitungspaares -> bei mir wären das M3 und M4) aus meiner Messung rausfallen, bei einem einfachen Spannungsabgriff vor M3 und nach M4? Ich möchte ja nur die Spannung über R_mess "messen". Bis jetzt ist übrigens mein Plan, die FETs direkt über "I²C-Bus 16 Bit Port Expander" anzusteuern. > viel Spaß beim Löten ;-) > Im Übrigen kann ich auch nur sagen: Vierdrahtmessung, wenn du genau sein > willst. Alles andere ist Murx. Und dann ist es auch wirklich sehr > genau! Danke, wird mit Sicherheit eine Erfahrung werden :D Die Sache ist die: Ich möchte den Aufwand nicht größer machen, als er bei dieser Anzahl Leitungen eh schon sein wird. Wenn ich am Ende eine Schaltung habe, mit der ich vllt. auf 50mOhm genau "messen" kann, reicht mir das auch. Wird zwar dann keine wirkliche Messung mehr sein, da meine Leitungswiderstände wahrscheinlich 50mOhm kaum überschreiten werden, aber dann mache ich eben so eine Art Schwellwertvergleich daraus, mit dem ich dann zumindest mal aussagen kann, wenn der Leitungswiderstand z.B. > 500 mOhm ist. Nichts desto trotz möchte ich das ganze so genau machen, wie bei einem "nicht zu übermäßigen" Aufwand möglich. (Mit "nicht zu übermäßiger Aufwand" mein ich jetzt z. B., dass ich nicht für jede Ader eine extra Messchaltung mit 3 Präzisions OPVs aufbauen möchte.) Das hätte ich vllt. so auch im vorneherein dazu sagen sollen. My bad.. :) Gruß Olli
Olli schrieb: > dass ich nicht für > jede Ader eine extra Messchaltung mit 3 Präzisions OPVs aufbauen > möchte.) Das hätte ich vllt. so auch im vorneherein dazu sagen sollen. > My bad.. :) deshalb der angesprochene Multiplexer ;-)
Michael W. schrieb: > Olli schrieb: >> dass ich nicht für >> jede Ader eine extra Messchaltung mit 3 Präzisions OPVs aufbauen >> möchte.) Das hätte ich vllt. so auch im vorneherein dazu sagen sollen. >> My bad.. :) > > deshalb der angesprochene Multiplexer ;-) Okay, jetzt hab ich auch verstanden, wie das mit dem Multiplexer gemeint war.. Denkfehler.. :) Aber meinst du, jetzt mal ohne das genau durchzurechnen, dass die Variante mit Analogmux so viel genauer wäre, dass das den Schaltungsaufwand rechtfertigt? Und mal noch eine andere Frage bezüglich Analogmultiplexer: Kann ich einen Kanel eines (/jedes) Analogmultiplexers im durchgeschalteten Fall ersatzweise einfach als Widerstand betrachten? Ich habe mit Analogmultiplexern noch keine Erfahrungen gemacht.. Gruß Olli
Olli schrieb: > Okay, jetzt hab ich auch verstanden, wie das mit dem Multiplexer gemeint > war.. Denkfehler.. :) > > Aber meinst du, jetzt mal ohne das genau durchzurechnen, dass die > Variante mit Analogmux so viel genauer wäre, dass das den > Schaltungsaufwand rechtfertigt? Auf jeden Fall. Zumal der Mehraufwand bei der Verwendung von Multiplexern mit 8 oder 16 Ausgängen ja wirklich nicht gross ist. > Und mal noch eine andere Frage bezüglich Analogmultiplexer: Kann ich > einen Kanel eines (/jedes) Analogmultiplexers im durchgeschalteten Fall > ersatzweise einfach als Widerstand betrachten? Ich habe mit > Analogmultiplexern noch keine Erfahrungen gemacht.. Das Besondere an der Vierdrahtmessung ist ja, das der Widerstand der Schaltung bis zum Messobjekt einschl. des Schalters selbst so gut wie keine Rolle spielt. Gruss Harald
Olli schrieb: > Ich möchte mit dieser Schaltung den Leitungsaderwiderstand eines bis zu > 70-adrigen/-poligen Kabelbaumes messen. Wozu dann die ganzen Umstände? Auf einer Seite kommen die 70 Adern direkt an GND. Und auf der anderen hast Du einen MUX zu einer Konstantstromquelle und einen MUX zum ADC. Fertig. Z.B. der MAX4617 schaltet bis zu 75mA.
Peter Dannegger schrieb: > Auf einer Seite kommen die 70 Adern direkt an GND. Naja, wenn wirklich eine Genauigkeit von 50mOhm ober besser gewünscht ist, wie weiter oben steht, sollte man schon eine echte Vierpolmessung machen. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > sollte man schon eine > echte Vierpolmessung machen. Das ist doch eine Vierpolmessung. Ich tackere die einen 70 Pins auf eine GND-Plane und gehe von dort einmal zum ADC (IN-) und einmal zum Netzteil. Als Konstantstromquelle würde ich den LM317 nehmen (einfach und stabil).
Peter Dannegger schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> sollte man schon eine >> echte Vierpolmessung machen. > > Das ist doch eine Vierpolmessung. > Ich tackere die einen 70 Pins auf eine GND-Plane Das ist für mich nur eine halbe Vierpolmessung, bei der die Ground- ströme zusätzliche Fehler bringen. Bei PT100 Messungen nennt man das dann Dreipolmessung, und die ist nur unter besonderen Bedingungen zulässig. Man könnte sich zwar den unteren Multiplexer für den Meßstrom sparen, aber das bringt ja nicht wirklich grosse Einsparung. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > bei der die Ground- > ströme zusätzliche Fehler bringen Du hast 70 Pins direkt an GND, da gibt es keine Fehler. Näher kommst Du auch mit dem Multiplexer nicht an die Pins heran. Du kannst gerne von der Plane noch 70 Leitungen zum Multiplexer routen, das bringt genau 0,nix. Beim PT100 hast Du noch eine lange Leitung bis zum Meßobjekt, hier aber nicht! Ist also Äpfel mit Birnen vergleichen.
Harald Wilhelms schrieb: > Olli schrieb: > >> Okay, jetzt hab ich auch verstanden, wie das mit dem Multiplexer gemeint >> war.. Denkfehler.. :) >> >> Aber meinst du, jetzt mal ohne das genau durchzurechnen, dass die >> Variante mit Analogmux so viel genauer wäre, dass das den >> Schaltungsaufwand rechtfertigt? > > Auf jeden Fall. Zumal der Mehraufwand bei der Verwendung von > Multiplexern mit 8 oder 16 Ausgängen ja wirklich nicht gross ist. Naja, ich brauche bei MUX mit 16 Ausgängen mindestens 10 Stück und das Layouten wird dadurch auch nicht leichter, denke ich mal. :) Aber ich werde es so machen. >> Und mal noch eine andere Frage bezüglich Analogmultiplexer: Kann ich >> einen Kanel eines (/jedes) Analogmultiplexers im durchgeschalteten Fall >> ersatzweise einfach als Widerstand betrachten? Ich habe mit >> Analogmultiplexern noch keine Erfahrungen gemacht.. > > Das Besondere an der Vierdrahtmessung ist ja, das der Widerstand > der Schaltung bis zum Messobjekt einschl. des Schalters selbst > so gut wie keine Rolle spielt. Das beantwortet meine Frage jetzt nicht so hundertprozentig. Für meine Anwendung ist es egal, aber mich würde interessieren ob man Analogmultiplexer im Gleichstromfall ersatzweise als Widerstand betrachten kann, oder ob dieser am Ausgang mehr wie eine Art Treiber/OPAMP arbeitet. Oder anders gefragt: Wenn am Eingang des Multiplexers 5V und 100mA gemessen werden, kann ich diese, natürlich abzüglich des Spannungsabfalls über dem MUX, dann auch am Ausgang messen? > Wozu dann die ganzen Umstände? > Auf einer Seite kommen die 70 Adern direkt an GND. > Und auf der anderen hast Du einen MUX zu einer Konstantstromquelle und > einen MUX zum ADC. > Fertig. > > Z.B. der MAX4617 schaltet bis zu 75mA. Ich möchte zusätzlich zur Widerstandsmessung auf korrektes Pinning und auf einen möglichen Kurzschluss zwischen Leitungsadern testen können. Außerdem möchte ich den Widerstand zwischen zwei beliebigen Pins messen können, also nicht auf bestimmte Pinkombinationen festgelegt sein. Habe ich noch nicht erwähnt gehabt, kann also natürlich niemand ahnen. Gruß Olli
Olli schrieb: > aber mich würde interessieren ob man > Analogmultiplexer im Gleichstromfall ersatzweise als Widerstand > betrachten kann, oder ob dieser am Ausgang mehr wie eine Art > Treiber/OPAMP arbeitet. Widerstand! Im eingeschalteten Zustand ist der Widerstand zwischen den 2 Anschlüssen klein, im abgeschalteten Zustand sehr groß. Also das Verhalten ist (fast) wie ein Relaiskontakt. Lediglich die geschaltete Spannung muss sich im Bereich der Versorgungsspannungen befinden. Gruß Dietrich
Olli schrieb: > Das beantwortet meine Frage jetzt nicht so hundertprozentig. Für meine > Anwendung ist es egal, aber mich würde interessieren ob man > Analogmultiplexer im Gleichstromfall ersatzweise als Widerstand > betrachten kann, Normalerweise als Widerstand. > Wenn am Eingang des > Multiplexers 5V und 100mA gemessen werden, kann ich diese, natürlich > abzüglich des Spannungsabfalls über dem MUX, dann auch am Ausgang > messen? Da man hinter dem Multiplexer hochohmig misst, entsteht kein relevanter Spannungsabfall über den MUX. Gruss Harald
Olli schrieb: > Naja, ich brauche bei MUX mit 16 Ausgängen mindestens 10 Stück und das > Layouten wird dadurch auch nicht leichter Leichter als 280 FETs + Ansteuerung ist das bestimmt. Olli schrieb: > Ich möchte zusätzlich zur Widerstandsmessung auf korrektes Pinning und > auf einen möglichen Kurzschluss zwischen Leitungsadern testen können. In dem Fall mußt Du doch beide Enden multiplexen. Olli schrieb: > Wenn am Eingang des > Multiplexers 5V und 100mA gemessen werden Wozu dieser hohe Strom? Sind das 6mm² dicke Adern? Ich würde 10mA nehmen, die kann auch ein billiger 74HC4051 schalten. Und dann vor dem ADC ein Verstärker.
Olli schrieb: > Außerdem möchte ich den Widerstand zwischen zwei beliebigen Pins messen > können, also nicht auf bestimmte Pinkombinationen festgelegt sein. in dem Fall nützt dir ein Multiplexer wahrscheinlich wenig, weil du da jeweils nur eins von z.B. acht Kabeln durchschalten könntest (aber nicht Kabel 1 und Kabel 3 gleichzeitig). Wenn du völlige Freiheit bei den Schaltkombinationen willst, musst du einen "Analog Switch" (oder einen "Crosspoint Switch") nehmen, bei denen jeder einzelne Schalter individuell ansteuerbar ist. Wenn du die selbe Art von Switch für die Force- und für die Sense-Leitungspaare verwenden kannst (und damit die diskreten FETs einsparst) wird die Sache trotzdem wieder kompakt und bezahlbar (nur kann der Messstrom nicht so groß werden wie bei diskreten FETs). Genau wie Peter würde auch ich dir empfehlen, mit etwas kleineren Messströmen auszukommen. Schau dir als möglichen Baustein mal den ADG714 an. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADG714_715.pdf Der kostet zwar im 3€-Bereich, aber mit einem IC hättest du 8 individuelle Switches, die du bis 30mA belasten kannst (gepulst auch bis 100mA). Du kannst die Teile in einer Daisy-Chain per SPI ansteuern (Fig. 7 im Datenblatt), so dass du die Port Expander einsparst und ein übersichtliches Layout hinkriegst. Mit 35 von den Teilen könntest du also deine 70 Leitungen beliebig gegeneinander messen, und brauchst keine weiteren Bauteile zum Umschalten (sondern nur noch die Stromquelle und den Verstärker). In TPC1 des Datenblatts (S.10 oben) siehst du auch, dass sich der geschlossene Schalter wie ein Widerstand verhält, dessen Widerstandswert in Abhängigkeit von der duchgeschalteten Spannung aber zwischen 2Ohm und 2,5Ohm variiert (es sind halt natürlich intern keine wirklichen Widerstände sondern die Drain-Source-Strecken von MOSFETs). So oder so ähnlich würde ich dein Projekt wohl angehen. schöne Grüße Achim
> Widerstand! Im eingeschalteten Zustand ist der Widerstand zwischen den 2 > Anschlüssen klein, im abgeschalteten Zustand sehr groß. Also das > Verhalten ist (fast) wie ein Relaiskontakt. > Lediglich die geschaltete Spannung muss sich im Bereich der > Versorgungsspannungen befinden. Okay, danke! > Wozu dieser hohe Strom? > Sind das 6mm² dicke Adern? Den hohen Strom wollte ich deshalb so, weil ich dann einen groesseren Spannungsabfall ueber dem Kabel erhalte, von welchem ich mir, fuer meine "Messung", eine hoehere Genauigkeit erhoffe! Oder ist das keine gute Idee? Wie kommst du zu deinem Vorschlag von 10 mA? Dass die Leitungen, zumindest kurzzeitig 1A aushalten, weiss ich. Es sind uebrigens bis jetzt 0,5 und 2,5mm^2 dicke Leitungen. > in dem Fall nützt dir ein Multiplexer wahrscheinlich wenig, weil du da > jeweils nur eins von z.B. acht Kabeln durchschalten könntest (aber nicht > Kabel 1 und Kabel 3 gleichzeitig). Wenn du völlige Freiheit bei den > Schaltkombinationen willst, musst du einen "Analog Switch" (oder einen > "Crosspoint Switch") nehmen, bei denen jeder einzelne Schalter > individuell ansteuerbar ist. Sorrz, habe mich vielleicht zu ungenau ausgedrueckt. Ich moechte nicht ALLE Kontakte beliebig miteinander schalten koennen, sondern halt immer einen beliebigen Kontakt der einen Seite des Kabels mit einem beliebigen Kontakt der anderen Seite des Kabels. Mein Plan war daher, fuer die eine Seite des Kabels eine gewisse Anzahl an Multiplexern (voraussichtlich 5 mal 1:16 MUX) fuer die eine Seite zu verwenden und das gleiche dann nochmal fuer die andere Seite. So koennte ich ja, wenn ich da jetzt keinen Denkfehler gemacht habe, das oben genannte umsetzen. > Wenn du die selbe Art von Switch für die Force- und für die > Sense-Leitungspaare verwenden kannst (und damit die diskreten FETs > einsparst) wird die Sache trotzdem wieder kompakt und bezahlbar (nur > kann der Messstrom nicht so groß werden wie bei diskreten FETs). Genau > wie Peter würde auch ich dir empfehlen, mit etwas kleineren Messströmen > auszukommen. Wieso ratet ihr mir zu kleineren Messstroemen? Wenn ich analog MUX verwende, die z.B. 20mA dauerhaft treiben koennen, dann kann ich doch auch 20mA als Messstrom verwenden, oder? Ich wuerde dann evtl., da dieser sich per I2C-Bus steuern laesst und ich einen solchen Bus sowieso verwenden werde, den ADG715 (http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADG714_715.pdf) verwenden, danke fuer diese Idee Achim. Mein Problem dabei waere nur, dass ich 20 dieser Bausteine braeuchte und ich mit diesen nur 4 verschiedene Adressen einrichten kann. Da muesste ich mir also noch was ueberlegen... Oder kennt vllt. jmd. noch einen anderen I2C-kompatiblen MUX, evtl. sogar einen 1:16 statt 1:8, der mehr verschiedene Adresskombinationen zur Verfuegung stellt? Ich habe jetzt auf die schnelle noch keinen gefunden. > In TPC1 des Datenblatts (S.10 oben) siehst du auch, dass sich der > geschlossene Schalter wie ein Widerstand verhält, dessen Widerstandswert > in Abhängigkeit von der duchgeschalteten Spannung aber zwischen 2Ohm und > 2,5Ohm variiert (es sind halt natürlich intern keine wirklichen > Widerstände sondern die Drain-Source-Strecken von MOSFETs). Danke fuer den Tipp. Ich habe so ein Diagaramm auch schon gesehen, aber ich war mir nicht sicher, ob ich auf Grund des Vorhandenseins eines solchen Diagramms direkt darauf schliessen kann, dass ich einen solchen MUX im Gleichspannungsfall ersatzweise als ohm'schen Widerstand betrachten kann. Aber das mit der Drain-Source-Strecke hoert sich logisch an. Gruss Olli
Olli schrieb: > Da muesste ich mir also noch was ueberlegen... Oder kennt vllt. jmd. noch > einen anderen I2C-kompatiblen MUX, evtl. sogar einen 1:16 statt 1:8, der > mehr verschiedene Adresskombinationen zur Verfuegung stellt? Ich habe > jetzt auf die schnelle noch keinen gefunden. Auch von Analog... ADC725/731 32:1 allerdings SPI statt I2C
Olli schrieb: > Mein Problem dabei waere nur, > dass ich 20 dieser Bausteine braeuchte und ich mit diesen nur 4 > verschiedene Adressen einrichten kann. das wäre ein Vorteil von SPI: durch die Daisy-Chain kannst du (fast) beliebige viele Bausteine in einer Reihe ansteuern. Aber mit Bausteinen wie dem PCA9545 kannst du auch den IIC-Adressraum vervielfachen (bzw. die nutzbaren Device-Adressen mehrfach vergeben).
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