Ich möchte mir eine mehrkanalige (min.4, optimal 8) AC Stromquelle bauen, die galvanisch getrennt -10..+10mA an 0 (also Kurzschlussfest...) bis 10kOhm Last liefert. In den Randbereichen können die Specs auch abgeschwächt werden also z.B. max. 5mA Ausgangsstrom wenn Last > 5kOhm. Der Stromverlauf soll sinusförmig mit einer Frequenz von 50-500Hz sein. Genauigkeit und Linearität sind eher nebensächlich (10% Stromgenauigkeit ist schon ok), die einzelnen Kanäle untereinander sollten aber besser als 2% gematcht sein, wobei ein Kalibiier/Trimmvorgang kein Problem sein sollte. Da ich ja keinen Gleichstrom am Ausgang brauche, wird eine galvanische Trennung mit Übertragern am sinnvollsten sein. Da gibt es eine große Auswahl, ich muss "nur" noch herausfinden, auf was ich genau achten muss, da die Datenblätter doch sehr dürftig sind. Mein größtes Problem ist, den ausgangsstrom bei unterschiedlichen (und wechselnden) Lasten zu regeln. Wäre da ein Übertrager mit Feedbackwicklung eine gute Idee oder besser eine Strommessung auf der Ausgangsseite mit einem inearen Optokoppler? Oder git es eine ganz andere sinnvolle Lösung?
Da +/- 10mA problemlos von den allermeisten OPV geliefert werden, und Deien Genauikeitsanfordreungen mit ca .2..105 sehr moderat sind: 4 x 741 als KSQ beschalten und von einem 50..500Hz Sinusgenerator ansteuern lassen. Der Vorteil das auf 4 einzelne ICs zu verteilen : sehe ich in der besseren Wärmeableitung. Rein technisch würde sonst ein LM324 4fachOPV o.ä. es auch tun .-)
Martin Hofer schrieb: > Ich möchte mir eine mehrkanalige (min.4, optimal 8) > AC Stromquelle bauen, die galvanisch getrennt -10..+10mA > an 0 (also Kurzschlussfest...) bis 10kOhm Last liefert. Dir ist klar, dass das +/-100V Peak sind? > In den Randbereichen können die Specs auch abgeschwächt > werden also z.B. max. 5mA Ausgangsstrom wenn Last > 5kOhm. Besser; sind aber immer noch +/-25V. > Frequenz von 50-500Hz sein... 10% Stromgenauigkeit... > 2% gematcht... Kalibiier/Trimmvorgang kein Problem.. Hmm. Klingt alles machbar. > Da ich ja keinen Gleichstrom am Ausgang brauche, wird eine > galvanische Trennung mit Übertragern am sinnvollsten sein. Spontan fand ich die Idee doof; auf den dritten Blick gefällt sie mir aber immer besser. > Mein größtes Problem ist, den ausgangsstrom bei > unterschiedlichen (und wechselnden) Lasten zu regeln. Warum? Ein Übertrager, den ich primärseitig aus einer AC-Stromquelle speise, sollte nach meinem Verständnis sekundärseitig auch Stromquellenverhalten haben. > Wäre da ein Übertrager mit Feedbackwicklung eine gute Idee > oder besser eine Strommessung auf der Ausgangsseite mit > einem linearen Optokoppler? > Oder git es eine ganz andere sinnvolle Lösung? In der HF-Technik ist für Leistungsstufen eine Parallel-Gegentaktschaltung üblich; die verwendet eine Primärwicklung mit Mittelanzapfung, die auf Plus liegt, und an den Wicklungsenden zwei Transistoren gegen Masse. Der Trafo hat für Dich - neben der Potenzialtrennung - noch den Vorteil, dass Du Dir Ausgangsstrom und -spannung passend, d.h. unabhängig von der Betriebsspannung einrichten kannst. Jetzt verrate ich Dir ein Geheimnis: Es gibt eine weltweite Verschwörung, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Erkenntnis zu unterdrücken, dass die Ausgangskennlinie von Transistoren Stromquellenverhalten hat. Alle Entwickler sollen ins Howland-Universum assimiliert werden. Widerstehe dem! Geh um Mitternacht zur Waldwegkreuzung, nimm zwei Bipolartransistoren mit, versieh sie mit passenden Emitterwiderständen und schließe sie an die Primärseite des Trafos an. Viel Erfolg!
Mir ist sehr wohl klar das das +-100V sind. Damit werden Materialproben getestet. Keine Ahnung was und wie genau, ein befreundeter Physikdiplomand hat mich "nur" um eine Schaltung gebeten. Hab zu früh Ja gesagt obwohl ich normalerweise mit schneller Digitaltechnik arbeite. Aber das soll ja nicht das Thema sein. @Possetitjel: von einer Parallel-Gegentaktschaltung habe ich leider noch nie was gehört. Wo findet man sowas erklärt? Es sollte theoretisch also funktionieren wenn ich mir eine 100mA AC Stromquelle aufbaue und dann einen 1:10 Übertrager anschließe?
Martin Hofer schrieb: > Mir ist sehr wohl klar das das +-100V sind. Entschuldigung... wollte nur gefragt haben. Vielen Leuten hier ist nicht klar, was ihre Wünsche technisch bedeuten. > Damit werden Materialproben getestet. Keine Ahnung was und > wie genau, ein befreundeter Physikdiplomand hat mich "nur" > um eine Schaltung gebeten. Hab zu früh Ja gesagt obwohl ich > normalerweise mit schneller Digitaltechnik arbeite. > Aber das soll ja nicht das Thema sein. Okay... verstehe :-) > @Possetitjel: von einer Parallel-Gegentaktschaltung habe ich > leider noch nie was gehört. Wo findet man sowas erklärt? Wird häufig auch einfach als transformatorgekoppelte Endstufe oder so bezeichnet. Schaltplan z.B. hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Gegentaktendstufe#Gegentakt-Endstufe_mit_Transformator War früher eine Standardschaltung für NF-Verstärker mit Röhren; ist heute noch eine Standardschaltung für HF-Leistungsverstärker. > Es sollte theoretisch also funktionieren wenn ich > mir eine 100mA AC Stromquelle aufbaue und dann einen > 1:10 Übertrager anschließe? Nach meinem Verständnis ist das so, ja.
Possetitjel schrieb: > Martin Hofer schrieb: >> Es sollte theoretisch also funktionieren wenn ich >> mir eine 100mA AC Stromquelle aufbaue und dann einen >> 1:10 Übertrager anschließe? > > Nach meinem Verständnis ist das so, ja. Ja, das funktioniert auch praktisch erprobt so. Als preiswerter Übertrager geht z.B. ein 50Hz Flachtrafo der Firma Schaffer, 3,5VA, 230/18V. Funktioniert auch bei 500Hz noch ziemlich gut. Wie gesagt, bei den vom TE spezifizierten Genauigkeitsanforderungen von ...10% . Die 100mA SQ erhälst du, indem du dem 741 eine paar BJTs und etwas Hühnerfutter (R, C) nachschaltest. Alternativ nimmst du einen leistungsstarken OPV mit mind. 150mA Fähigkeit. Wenn dann doch lieber ein 100V-fähiger OPV gesucht ist: Apex z.b. PA107D.
Danke für die Hilfe + Erklärungen! Wenn ich mit "normalen" Spannungen und handelsüblicheren Bauteilen als den Spezialteilen von Apex auskomme bin ich sehr glücklich, da diese Teile immer die unangenehme Eigenschaft haben nicht verfügbar zu sein, wenn man sie dringend benötigt. Bei OPVs mit hohem Ausgangsstrom habe ich mit einem beliebigen OPV und einem LT1010 in der Regelschleife bei einem anderen Projekt vor längerer Zeil mal gute Erfahrungen gemacht. War aber keine Stromquelle. Bin jetzt nur etwas verwirrt ob ich mir eine Howland Current Pump oder doch eine Gegentaktendstufe aufbauen soll....
Probier es doch einfach mal aus. Hinweise hast Du nun doch mehr als genug.
Martin Hofer schrieb: > Wenn ich mit "normalen" Spannungen und handelsüblicheren > Bauteilen als den Spezialteilen von Apex auskomme bin ich > sehr glücklich, da diese Teile immer die unangenehme > Eigenschaft haben nicht verfügbar zu sein, wenn man sie > dringend benötigt. Die Preise sind teilweise auch recht sportlich, soweit ich mich erinnere. > Bei OPVs mit hohem Ausgangsstrom habe ich mit einem > beliebigen OPV und einem LT1010 in der Regelschleife > bei einem anderen Projekt vor längerer Zeil mal gute > Erfahrungen gemacht. Ist ja eine sehr gängige Methode: Normaler OPV für die Spannungsverstärkung; Impedanzwandler (=Treiber) für den Strom. Treiber kann ein IC oder eine diskrete Schaltung sein, das ist nicht so entscheidend. > Bin jetzt nur etwas verwirrt ob ich mir eine Howland > Current Pump oder doch eine Gegentaktendstufe aufbauen > soll.... Ich habe es ja gesagt: Es wird noch ein, zwei Tage dauern, dann bist auch Du der Verschwörung zum Opfer gefallen. Die Howland-Stromquelle ist strukturell Scheisse, denn es ist eine Schaltung mit Mitkopplung. Mit nur ein wenig Pech wird die Schaltung instabil und schwingt. - Da diese Lösung aber offensichtlich vom Mainstream bevorzugt wird, wird es besser sein, wenn Du Dich dem anschließt.
Andrew Taylor schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Martin Hofer schrieb: > >>> Es sollte theoretisch also funktionieren wenn ich >>> mir eine 100mA AC Stromquelle aufbaue und dann einen >>> 1:10 Übertrager anschließe? >> >> Nach meinem Verständnis ist das so, ja. > > Ja, das funktioniert auch praktisch erprobt so. Sehr gut; danke für die Bestätigung. Die theoretische Überlegung ist ja das eine - die praktische Erfahrung das andere. :-)
Zur Howland Current Pump gibt es aufgrund der Verschwörung eben deutlich mehr Infos als über die Dimensionierung einer Stromquelle mit diskreten Transistoren und auch wenn ich die Lösung mit 2 Bipolartransistoren und ein paar Widerständen als die elegantere empfinde, ist es für jemanden Fachfremden leider nicht ganz so leicht sowas mal schnell eben zu bauen.
Martin Hofer schrieb: > .. ist es für jemanden > Fachfremden leider nicht ganz so leicht sowas mal schnell eben zu bauen. Echt jetzt?
Martin Hofer schrieb: > Zur Howland Current Pump gibt es aufgrund der Verschwörung > eben deutlich mehr Infos als über die Dimensionierung einer > Stromquelle mit diskreten Transistoren Genau das hatte ich gemeint. Zu "Microsoft Windows" gibt es ja auch mehr Informationen als zu Linux. Dreimal darfst Du raten, was ich einsetze... > und auch wenn ich die Lösung mit 2 Bipolartransistoren > und ein paar Widerständen als die elegantere empfinde, > ist es für jemanden Fachfremden leider nicht ganz so > leicht sowas mal schnell eben zu bauen. Ist mir völlig klar. Ich würde es mit den Bipolartransistoren versuchen - aber es wäre dumm von mir, Dich überreden zu wollen, denn ich könnte Dich in den nächsten Tagen sicher nicht ausreichend unterstützen, wenn es Probleme gibt. Viel Erfolg!
Schau mal: http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf Abb. 7. Den FET natürlich weglassen. Klar nun, wie man es machen kann/könnte ? .-)
Andrew Taylor schrieb: > http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf > Abb. 7. Das ist nicht die Schaltung, die ich meinte - aber immerhin auch keine Howland-Schaltung. Es gibt also noch einen dritten Weg. Sehr schön.
Andrew Taylor schrieb: > Schau mal: > http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf > Abb. 7. Was soll er mit der Schaltung? Die kann die +-100V nicht liefern, weil der OPV so einen Hub nicht machen kann, die Last darf nicht an Masse liegen und zur galvanischen Trennung braucht er 8 bzw. 16 getrennte Versorgungen. Wobei ich mich gerade frage was mit der galvanischen Trennung genau gemeint ist? Die 4/8 Quellen ausgangsseitig voneinander oder nur vom steuernden Signal und ausgangsseitig dürfen die z.B eine gemeinsame Masse haben?
ArnoR schrieb: > Andrew Taylor schrieb: >> Schau mal: >> http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-968.pdf >> Abb. 7. > > Was soll er mit der Schaltung? Einen Trafo einfügen. > Die kann die +-100V nicht liefern, Mit einem Trafo schon. > [...] die Last darf nicht an Masse liegen Mit einem Trafo schon. > und zur galvanischen Trennung braucht er 8 > bzw. 16 getrennte Versorgungen. Mit einem Trafo nicht.
Ich sehe es mal wieder: Possetitjel hat es verstanden, ArnoR mal wieder nicht.
Possetitjel schrieb: > Mit einem Trafo... Ja, so gehts natürlich, nur hatte ich bei Andrew Taylor nur diesen Vorschlag im Gedächtnis: Andrew Taylor schrieb: > Da +/- 10mA problemlos von den allermeisten OPV geliefert werden, und > Deien Genauikeitsanfordreungen mit ca .2..105 sehr moderat sind: > > 4 x 741 als KSQ beschalten und von einem 50..500Hz Sinusgenerator > ansteuern lassen. und seine weiteren Beiträge nicht wirklich gelesen. Andrew Taylor schrieb: > Ich sehe es mal wieder: Possetitjel hat es verstanden, ArnoR mal wieder > nicht. Immer mit der Ruhe, lies mal deinen ersten Post, das steht genau sowas drin.
AN-968 Figure 4 läuft mal in LTSpice. Werde sie morgen mal aufbauen. @Possetitjel: Wie sieht "Variante 2" dann aus und welche Vorteile hätte diese?
Martin Hofer schrieb: > @Possetitjel: Wie sieht "Variante 2" dann aus und welche > Vorteile hätte diese? Frage ist angekommen - Antwort kann leider etwas dauern. Ich habe die nächsten Tage nur sehr unregelmäßig Zeit zum Schreiben.
Für 50-500 Hz und gut 1 W an Leistung bietet sich ggf. ein Audioverstärker an. Auch einfache Typen wie TDA2004 sollten schon reichen. Da hat man auch gleich etwas Schutzschaltung mit drin. Was genau passt hängt vom Trafo und der Versorgungsspannung ab.
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