Hallo Leute. Habe einen langen Shunt zur Strommessung (Leiterbahn, muss
nicht hochgenau sein). Diese Leiterbahn ist etwa 10cm lang, und kann aus
geometrischen Gründen nicht gekürzt oder verändert werden.
Hohe Spannungsabfälle sind durch den hohen Strom leider auch nicht
möglich.
Frage ist: wo platziert man am besten den OP zur Signalaufbereitung
(Verstärkung)?
Kommt der so nahe wie möglich an die Masse, und nur sein Eingang wird
bis ans "heiße" Ende des Shunts geführt? Ggf. hätte man ja sehr schnell
Einstreuungen an diesem Pin, da hier nur wenige Millivolt gemessen
werden.
Oder legt man den OP mit seinem Eingang direkt an den Shunt. In diesem
Fall läge seine Masse aber etwa 10cm vom restlichen Schaltungsteil
entfernt, auch nicht schön.
Der grundsätzliche Aufbau kann leider nicht verändert werden, diese
Distanz ist einfach gegeben. Die Frage ist daher, welche Platzierung
etwas besser ist.
Im Voraus vielen Dank für konstruktive Hinweise.
Leg den OP in die Nähe der Masseseite.
Von der anderen Seite vom Shunt legst du eine Leiterbahn so nahe wie
möglich neben dem Shunt entlang zum Eingang vom OP. Die Fläche die diese
Schleife umspannt muß so klein wie möglich werden damit da nichts
induzier wird.
Wenn du es genauer haben möchtest, führst du beide Enden des Shunts über
2 Leiterbahnen als differentielle Leitung an den Op-Amp
(Kelvin-Leitung).
Die Leiterbahnen sollten gleich lang, und dicht nebeneinander sein.
Einstreuungen auf dem Weg zum Op-Amp wirken dann gleich auf beide
Leitungen und damit auf beide Differenzeingänge des Op-Amps.
Der OPamp nimmt im Prinzip eine Spannungsdifferenz auf.
Wenn er in der invertierenden Schaltung verstärkt, ist der Plus-Eingang
der "Nullpunkt" der Signalspannungen am Opamp.
Wegen der Differenzunterdrückung müssen beide Eingangspins dicht
beieinander liegen. Wichtig ist also der Knoten, wo Pin E-, R1 und R2
zusammen kommen. Wenn dieser Lötpunkt klein ist und evtl. sogar mit
einem Ring umrandet ist, der mit E+, dem signalmäßigen Nullpunkt
verbunden ist (Guard-Ring), wird eine kapazitiv auf die Eingänge
gebrachte Störung gleich groß gehalten und durch die
Gleichtaktunterdrückung unwirksam gemacht.
Die Leitungsführung des R1 zum "heißen" Punkt des shunt sollte so eng
wie möglich am shunt entlang laufen dadurch wird die induktiv im shunt
entstehende Spannung, in gleichem Maße in der Zuleitung von R1 entstehen
und damit kompensiert.
In R2 entsteht ebenfalls eine induktive Komponente, die dürfte aber bei
größerer Verstärkung der invertierenden Schaltung schon unkritisch sein.
Aber auch da gilt: die Fläche die zwischen shunt und R2-Stromweg
eingeschlossen ist, sollte so klein wie möglich sein und fern von andren
Leitern als dem shunt.
Joe F. schrieb:> differentielle Leitung
Das hört sich super an, und ist bezüglich des restlichen Layouts auch
noch recht leicht zu ändern. Werde es probieren.
Herzlichen Dank, natürlich auch für die anderen, sehr kompetenten
Antworten!
Joe F. schrieb:> Wenn du es genauer haben möchtest, führst du beide Enden des Shunts über> 2 Leiterbahnen als differentielle Leitung an den Op-Amp> (Kelvin-Leitung).
Bin gerade beim Umplanen, aber das geht ja so leider doch nicht. Egal wo
der OP sitzt, immer führt das Signal ja nur für einen OP-Eingang über
die lange Leitung. Man kann auch keine differentielle Leitung
konstruieren, weil man mit der zweiten, absichtlich dem Störsignal
ausgesetzten Leitung hin UND zurück müsste.
Peter R. schrieb:> Wenn er in der invertierenden Schaltung verstärkt
Verstärkt in der nicht-invertierenden Schaltung, aber es ist ja
grundsätzlich sehr ähnlich.
In der Ansicht, daß an den Eingängen nur sehr kleine Flächen/Wege
möglich sind, wollte ich den OP zunächst tatsächlich "oben" mit an den
Shunt setzen. Würde aber eine super lange Masseleitung bedeuten, und da
dürfte es Probleme geben, weil der untere Spannungsteiler-Widerstand ja
genau auf dieser -dann schwankenden- Masse läge.
So.
Und dann sorgst du noch dafür, dass die offenbar großen Ströme, die vom
Shunt in GND (Plane) einfließen, nicht ausgerechnet über den Bereich
zurückfließen, in der der Op-Amp/Instrumentenverstärker sitzt.
GND Splitting kann da helfen (allerdings nicht unter der
Kelvin-Leitung).
