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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Präzisions Operationsverstärker


Autor: Franz Wudy (Gast)
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Eine kleine Frage:

Ich möchte gerne auf ein elektrochemisches System eine Wechselspannung
von einigen wenigen mV und einigen wenigen Hertz aufprägen.
Dazu möchte ich einen chopper-stabilisierten
Präzisionsoperationsverstärker verwenden. Da diese jedoch im
allgemeinen nur sehr niedrige Ströme liefern, wurde mir empfohlen, mit
einem Leistungsoperationsverstärker "nachzuverstärken", wie in
angehängtem Bild illustriert!

Meine Frage: macht das Sinn, denn die gewonnene Präzision des ersten
OpAmps wird doch vom zweiten sofort wieder kaputt gemacht, oder doch
nicht?

Achtung: Ich bin kein Elektroniker! ;-)

Autor: LinkinPark (Gast)
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Der 2. OP ist ein Impedanzwandler, d.h. am Ausgang liegt die gleiche
Spannung an wie am Eingang. Der Eingangswiederstand ist im MOhm
Bereich, wodurch der Präzisionsverstärker nicht belastet wird. Die
Präzision des Ersten bleibt erhalten, da dessen Rückkopplung erst
hinter dem 2. kommt. Von daher sollte die Präzision in etwa gleich
bleiben, wobei ich ohne  es zu wissen behaupten würde, dass etwaige
Störungen durch den 2.OP das Signal etwas verfälschen. Daher solltest
du hier wohl auch einen Hochwertigen verwenden. Kommt aber darauf an
wie genau das Ganze nun wirklich sein muss.

Autor: etsmart (Gast)
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Gib mal en paar Werte.
Die Genauigkeit hängt auch von der abgegebenen Leistung ab. Aber wenn
es nur ein 'paar Hertz' sind ist das sicher unkritisch. Mit
Genauigkeit meinst du Verzögerung !?!.
Es gibt SlewRate(Anstiegsgeschwindigkeit). Liegt so um die 5us.
Und Transient Response(Einschwingverhalten). Wichtig für chemische
Prozesse, da Grenzwerte überschritten werden.
Aber blabla, schau dir mal den Anhang an.
Eingang ist ein Differenzierer(Ableitung des Eingangsignal). Dann kommt
ein 50€cent OpAmp und ein bissl was dahinter. Bei Bedarf kannst du die
Transistoren wechseln für mehr Leistung(Dioden gegebenenfalls auch).
Verstärkung = 1
Ströme bis ca.100mA(lieber weniger)
niedrige Grenzfrequenz
Vorteil: Eingangssignal gering verfälscht.

Autor: Franz Wudy (Gast)
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Frequenz: max 10 Hz, Ausgangsstrom bis zu 200mA.
Also um die slewrate und transrep mach ich mir bei den Frequenzen keine
Sorgen.
Mit Genauigkeit mein ich die Offsetspannungen der OpAmps imallgemeinen.
Wenn der Opamp schon einige mV Offset hat, dann ist das bei der
gewünschten Ausgangsspannung Humbug! ;-)

Macht denn nun die erste Schaltung mit den beiden OpAmps Sinn?
Eigenlich dann schon. Oder?
Ich hätte mir den AD8698 von Analog als Präzisionsteil und den THS3095
von TI als den Leistungsteil ausgesucht.

Die letzte Schaltung mit den Transistoren ist doch eine simpler
push&pull Verstärker, oder?
Das schaut sich für mich irgendwie net so gut an!

Aber ich lasse mich gerne belehren!

Liebe Grüße -

Franz

Autor: Ralf Kellerbauer (Gast)
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http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,759%255F786...

Wieso einen 'einen chopper-stabilisierten
Präzisionsoperationsverstärker' nehmen ?
Bringt nur ein Taktsignal zusätzlich ...

Also, mal obige Tabelle und die Schaltung verwendet:

a)  Ein AD 797 hat 10 mA Ausgangsstrom und 25uV Offsetspannung und
kosten min. $4,31. Der wäre als Treiber ideal, die 25uV Offset max.
sind ok.

b)  Ein AD 8605 hat 20 uV Offsetspannung und kommt auf 200fA
Eingangsstrom (das macht meist das Platinen-Layout zunichte) und kosten
min. $0,67.

(Die Empfehlung ist ein Schuß aus der Hüfte. Ich habe aber vor vielen
Jahren selbst ein Analysen-System für die E-Chemie entwickelt und
Chopper waren damals schon nicht mehr erste Wahl)

Beide OPs etwa 1- 5 MHz nutzbare Bandbreite und im worst Case 45uV
Offsetfehler über die gesamte Lebensdauer.
Allerdings könnte man beim AD 797 die Offsetspannung noch justieren und
sich so das gesamte System lt. Schaltplan in den (höheren)einstelligen
uV Bereich bringen. Bzgl. der  5mV hätte man dann einen Offset von
0,1%, der sich bzgl. Langzeitverhalten und Temperatur leicht verändert
(für genaue Werte müßte man sich durch die Datenblätter wühlen).

Der Impedanzwandler würde seinen Offsetfehler aber auch der Verwendung
eines 'chopper-stabilisierten' Vorverstärkers mit einbringen. Zudem
dürften solche OPs sicherlich nicht die Minimal-Eingangsstöme moderner
Präzuisions-OPs erreichen.

Autor: Ralf Kellerbauer (Gast)
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http://pdf.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/844...

Der THS3095 hat 4 mV Offset-Spannung !

Die 200 mA sind bei diesen geringen Spannungen natürlich heftig.

Nur, bei 5 mV und 200 mA muß der 'Verbraucher' ja über 0,025 Ohm
Innenwiderstand verfügen, wie soll das den über Kabel / Leitungen
sicher und präzise weitergeleitet werden ?

Über einen Tip dazu wäre ich dankbar.

Autor: Franz Wudy (Gast)
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Also ich bin ja kein Spezialist, sonst müßte ich net fragen, aber wird
durch die Rückkopplung über den "linken" OpAmp nicht die
Offsetspannung des Treibers "korrigiert"?
Das Elektrolytsystem hat sehr geringe Innenwiderstände, 200mA sind
natürlich die Obergrenze, aber mit 0.1 bis 0.05 Ohm muß gerechnet
werden.
Die Leitungen sind SEHR teuer, und sehr gut! ;-)

Also ich will eingentlich nur VERLÄSSLICH und genau eine
Wechselspannung von 5mV und max(!!!) 150-200mA aufprägen. Mehr will ich
nicht. Vielleicht weiß ja irgendjemand eine Alternative?
Das ist mir halt dazu eingefallen.

Danke nochmals an alle!

Franz

Autor: Christoph Kessler (Gast)
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Für Chopper fällt mir als Standard der ICL7650 ein:
http://www.intersil.com/cda/deviceinfo/0,1477,ICL7...
oder ohne Chopper, mit ein paar Mikrovolt Offset der OP07:
http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2COP07%2C00.html
aber beider hauptsächlich wegen der einfachen Beschaffung, es gibt
sicher noch bessere.
73
Christoph

Autor: Franz Wudy (Gast)
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Der Intersil macht doch niemals 150mA output-current!
Oder vertu ich mich da mit dem Datenblatt?
Und beim OP07 ist gleich gar nix im Datenblatt von wegen Ausgangsstrom
angegeben.
Welche Gründe haben dich zu diesem Ratschlag geführt?

Grüße - Franz

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