Hallo, ich muss bei meinem aktuellen Projekt eine Schaltung bauen, die eine Spannung zwischen 10 und 150V so schnell wie möglich in der Sekunde wechseln kann. Mittlerweile bin ich auf die Idee gekommen digitale Potentiometer zu verwenden, allerdings haben die für diesen Messbereich eine viel zu hohe Ungenauigkeit. Habt ihr eine Idee was sich da machen lässt und vor allem wie? Vielen Dank im Voraus
Hallo, > Felix B. schrieb: > ich muss bei meinem aktuellen Projekt eine Schaltung bauen, die eine > Spannung zwischen 10 und 150V so schnell wie möglich in der Sekunde > wechseln kann. Aha, "so schnell wie möglich" wären also so etwa 10 GHz, oder muß es mehr sein? > Mittlerweile bin ich auf die Idee gekommen digitale > Potentiometer zu verwenden, allerdings haben die für diesen Messbereich > eine viel zu hohe Ungenauigkeit. Habt ihr eine Idee was sich da machen > lässt und vor allem wie? Ja, fange an,darüber nachzudenken, wie man eine technische Frage so stellt, dass andere überhaupt eine Chance haben, dir eine hilfreiche Antwort zu geben. Am besten du schreibst mal auf, was du eigentlich vor hast. Und nenne auch gleich alle zu beachtenden Randbedingungen. http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/Wie%20man%20Fragen%20richtig%20stellt.pdf Gruß Öletronika
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Felix B. schrieb: > ich muss bei meinem aktuellen Projekt eine Schaltung bauen, die eine > Spannung zwischen 10 und 150V so schnell wie möglich in der Sekunde > wechseln kann. Du willst also einen Wechselspannungsgenerator bauen?
Hallo, 1. 100kHz reichen völlig aus 3. Ich möchte hochleistungsfähige piezokristalle steuern 3. Randbedingungen: DC und wie gesagt 10-150V Ich hoffe das klärt die meisten Fragen Danke für den Hinweis(aber warum denn gleich so unfreundlich)
Felix B. schrieb: > Danke für den Hinweis(aber warum denn gleich so unfreundlich) Bisher war noch niemand unfreundlich. Mimose.
Felix B. schrieb: > Hallo, > 1. 100kHz reichen völlig aus > 3. Ich möchte hochleistungsfähige piezokristalle steuern > 3. Randbedingungen: DC und wie gesagt 10-150V > Ich hoffe das klärt die meisten Fragen > > Danke für den Hinweis(aber warum denn gleich so unfreundlich) Dazu lies doch bitte mal das oben schon verlinkte: http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/Wie%20man%20Fragen%20richtig%20stellt.pdf Ich empfehle Dir, - freundlich -, Deine Frage noch einmal neu zu formulieren.
wendelsberg schrieb im Beitrag
> In welcher Zeit von 10 zu 150V?
100 kHz also 100000 mal pro Sekunde
Felix B. schrieb: > 1. 100kHz reichen völlig aus > 3. Ich möchte hochleistungsfähige piezokristalle steuern > 3. Randbedingungen: DC und wie gesagt 10-150V > Ich hoffe das klärt die meisten Fragen Da würde ich einen fertigen Funktionsgenerator nehmen.
Du bist mit 8 Beiträgen hier relativ neu im Forum. Daher erlaube mir einige Anmerkungen: Ungeschickt ist schon die Formulierung "so schnell wie möglich". Schaltgeschwindigkeiten an der Grenze des technisch machbaren sind in der Regel eher unnötig. Es sei denn Du arbeitest am CERN. Dann weißt Du aber wie das geht und hast allenfalls ein Detailproblem. Geschickter ist: Eine konkrete Angabe entweder als Nennwert oder einem Bereich. In die selbe Kategorie fällt die Phrase "zu hohe Ungenauigkeiten". Abgesehen von dem grammatikalischen Lapsus, der an sich nicht schlimm ist, fehlt wieder eine konkrete Angabe. Zudem deutet die Verbindung von "so schnell wie möglich" und die Idee eine "elektronischen Potentiometers" auf eine, vielleicht milde, Form der Inkompetenz hin. Was wiederum darauf hinweist, dass Du die Grundlagen nicht gelesen hast oder nur geringe Erfahrungen gesammelt hast. Das aber ist Deine Aufgabe, nicht unsere. Deine Antwort darauf ist teilweise wieder mangelhaft. Was sind "hochleistungsfähige Piezokristalle"? Besser fährst Du, wenn Du zunächst das Gesamtproblem umreisst und dann auf das Teilproblem, mit genauer Spezifikation kommst. Der Rest und weiteres steht in dem verlinkten Dokument. Viel Erfolg beim Fragen stellen. :-)
Felix B. schrieb: > wendelsberg schrieb im Beitrag >> In welcher Zeit von 10 zu 150V? > > 100 kHz also 100000 mal pro Sekunde Das ist eine unpräzise Angabe. Die Anstiegs- und Abfallgeschwindigkeit hängt vom Spektrum ab und das wiederum von der mechanischen Wirkung die Du erzielen willst. Oder anders. Reden wir von Sinus oder Rechteck, oder Trapez oder was? Mein letzter Kommentar dazu, falls nicht erkennbar Besserung eintritt.
Ok jetzt kommt die freundliche, präzise, informative, normgerechte, schuldbewusste und korrekte Version meiner Frage. Ich möchte als dummer, unvernünftiger, unerfahrener Neuling in diesem prächtigen hochwissenschaftlichen Forum folgende Frage äußern: Im Zusammenhang mit meinem unehrenwerten, ungenauen Projekt beschäftigt mich die Frage wie ich eine Spannung von 10 Volt(DC) auf bis zu 150V(DC) regeln kann. Mein vorrangiges Ziel in diesem Vorhaben ist es dies in einer Frequenz von 100kHz(für mich ist nur diese Angabe wichtig mit jeglichen anderen Angaben bin ich flexibel) zu bewerkstelligen. Da ich noch ein unerfahrener, dummer und zutiefst erfürchtiger Jüngling auf diesem Gebiet bin bitte ich nun in ertrinkender Erfurcht die Könige dieser Disziplinen mir zu helfen.
Felix B. schrieb: > 1. 100kHz reichen völlig aus Also eher gemütlich. Sonst hätte ich Avalanche Transistoren empfohlen. 100kHz hat man früher in Maschinensendern noch mechanisch erzeugt. Such mal nach Alexanderson-Alternator. Damit hat man 200 kW Sendeleistung generiert.
Felix B. schrieb: > Ok jetzt kommt die freundliche, präzise, informative, normgerechte, > schuldbewusste und korrekte Version meiner Frage. > > Ich möchte als dummer, unvernünftiger, unerfahrener Neuling in diesem > prächtigen hochwissenschaftlichen Forum folgende Frage äußern: > Im Zusammenhang mit meinem unehrenwerten, ungenauen Projekt beschäftigt > mich die Frage wie ich eine Spannung von 10 Volt(DC) auf bis zu 150V(DC) > regeln kann. Mein vorrangiges Ziel in diesem Vorhaben ist es dies in > einer Frequenz von 100kHz(für mich ist nur diese Angabe wichtig mit > jeglichen anderen Angaben bin ich flexibel) zu bewerkstelligen. Da ich > noch ein unerfahrener, dummer und zutiefst erfürchtiger Jüngling auf > diesem Gebiet bin bitte ich nun in ertrinkender Erfurcht die Könige > dieser Disziplinen mir zu helfen. Leider hast Du den verlinkten Artikel wohl doch nicht gelesen. Bedauerlich.
Felix B. schrieb: > 3. Ich möchte hochleistungsfähige piezokristalle steuern Wie sieht denn die Gütefunktion deines Kristalls aus?
Wie viel Strom brauchst du? Eine vielleicht mögliche Variante wäre a) Einstellbare Spannungsquelle 10..150V DC b) nachgeschaltet eine (digitale) Gegentaktendstufe mit a könntest du die Spannung einstellen und mit b die Frequenz vorgeben. Vielleicht weil deine Anforderungen nicht wirklich präzise benannt sind.
100kHz bei 150Vpp ist unrealistisch. Schau mal die Kapazitaet nach, und rechne den benoetigten Strom. Also, was soll das Ganze werden? Was sollen die Piezos ?
http://www.linear.com/product/LTC6090 Mit dem LT6090-5 kommst du auf etwa max. 60-70 KHz. 100KHz ist eine harte Nummer, bei 140V swing. Der Op-Amp selbst macht max. 140V, ist aber rail-to-rail, so dass das für deinen Zweck gerade so reicht. Für die +10V Offset benötigst du dann zu den +140V noch -10V.
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Felix B. schrieb: > 3. Ich möchte hochleistungsfähige piezokristalle steuern Du musst also eine Kapazität umladen, vielleicht 10nF. Rechne mal aus, welchen Strom du benötigst, damit du diese 10nF in 1/200000 Sekunde um 150V umladen kannst. Grundschulmathematik. Dann kommt die Frage. ob der Piezo bloss piepsen soll, oder ob er genau gesteuert werden, soll, also z.B. auf 30%, 50% und 70% der maximalen Auslenkung innerhalb von 1us (STM oder so). Danach merkst du vielleicht, welche Anforderungen die Schaltung wirklich erfüllen muss.
Oder, wenn du Geld hast: 3584JM http://www.ti.com/lit/ds/symlink/3584.pdf Macht die volle Spannung, und auch 100KHz. Kostet allerdings ca. 230 USD, im Gegensatz zu den 6 USD für einen LT6090-5
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Wichtig ist in erster Linie nicht wie oft du schalten willst, sondern wie steil die Flanke sein soll. Das hast du immer noch nicht erläutert. Erklär' doch einfach mal, was du eigentlich erreichen willst. Das ist oft viel zielführender als nur über die Lösung zu diskutieren die dir eingefallen ist, ohne zu wissen welches Problem die überhaupt löst.
Vielen, vielen Dank für eure guten Antworten. Um ehrlich zu sein war das mit den 100kHz nicht wirklich mein Plan. Das ist das Maximum. Aber der erste Beitrag hat ja von 10 gHz gesprochen. Zur Funktion: Die Piezos sollen genau gesteuert werden. Aber das erreiche ich ja durch die exakt gesteuerte Spannung. Vielen Dank im Voraus
Das beantwortet immer noch nicht die m.E. wichtige Frage nachd er benötigten Anstiegszeit des Signals. Willst du einen Sinus mit 10 kHz? Oder willst du zwischen zwei Positionen hin- und herfahren, also eher ein Rechteck? Und wenn du ein Rechteck willst, wie viel "Fahrzeit" ist ok?
Denkbar wäre doch ein µC mit 4..8 Ausgängen, der z.B. mit geschalteten Spannungsteilern eine Spannung von 0,333 bis 5 V erzeugt. Dürfte in 10 µs leicht zu machen sein. Dahinter ein DC-Verstärker mit dem Faktor 30 - fertig! Mit einer Auflösung von 4 Bit: ca. 10 V, oder 8 Bit: 0,6 V. Entweder hört keiner mehr zu, oder es kommt die Frage nach dem DC-Verstärker, oder der Auflösung... Man kann doch bei Neulingen einfach Minimallösungen anbieten! Entweder reicht es für die ungenaue Frage, oder sie erklären sich von ganz allein. Oder verschwinden schnell - und dann fetzen sich nur noch die Neunmalklugen für ein paar Tage. ;-)
Dann waere noch die Frage, was denn bewegt werden soll. - nur der Piezo selbst, um Ultraschallwellen in einem Medium zu erzeugen - ein Laserspiegel, in Form eines Plaettchens - ist Teil eines Piezoantriebes Dabei ist die Verbindung des Piezos zo irgendwas anderem zu beachten. Hat diese Verbindung, hat diese Grensflaeche, die noetige Festigkeit um die Kraft zu uebertragen ? Einfache, kleine Multilayer Piezos, (zB 5x5x8mm) haben vielleicht 5-15nF Aus den Verlustleistungen erkennt man, dass man sich etwa eine schnelle Bewegung, pro sekunde ueber den gesammten Bereich erlauben kann. Die dauert dann aber sicher 100us. Schnellere Bewegungen muessen eine kleinere Amplitude haben.
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Sven B. schrieb: > Oder willst du zwischen zwei Positionen hin- und herfahren, also eher > ein Rechteck? Und wenn du ein Rechteck willst, wie viel "Fahrzeit" ist > ok? Oh D. schrieb: > Dann waere noch die Frage, was denn bewegt werden soll. > - nur der Piezo selbst, um Ultraschallwellen in einem Medium zu erzeugen > - ein Laserspiegel, in Form eines Plaettchens > - ist Teil eines Piezoantriebes Menno, das ist doch im Prinzip alles total Bockwurst! Ihr macht aber auch eine Wissenschaft aus dem bischen Schei... Der Piezo wird in jedem Fall nicht mit nem el. Poti gesteuert sondern am Ausgang einer stinknormalen Gegentaktendstufe hängen. Und diese wird diskret mit hinreichend spannungsfesten Transistoren (MJE340, MJE350 zum Bleistift) aufgebaut und nicht mit unbezahlbaren unbeschaffbaren integrierten HV-Opamps. Also im Prinzip einfach mal nach NF-Endstufe suchen und diese auf den gewünschten Spannungsbereich umdimensionieren. Hat nebenbei den grandiosen Vorteil daß der Piezo in beide Richtungen gelenkt werden kann.
Bis jetzt wissen wir ja nur er will möglichst schnelle 100kHz Gleichspannung für irgendwas mit Piezo. Das ist doch viel zu viel dunkles Licht für jeden Lösungsvorschlag.
> Im Zusammenhang mit meinem unehrenwerten, ungenauen Projekt beschäftigt > mich die Frage wie ich eine Spannung von 10 Volt(DC) auf bis zu 150V(DC) > regeln kann. Wir wollten eigentlich erfahren, was du machen, willst, nicht wie. Das Ziel des Projektes ist sicher nicht, eine Spannung zu erzeugen. Du willst diese Spannung erzeugen, um was zu tun? Ach ja, einen Piezo ansteuern. Was denn für einen? Ein Feuerzeug, ein Lautsprecher, einen Wecker? Bitte benenne das konkrete Produkt und erkläre auch, was du damit anfangen willst. Denn das Ziel des Projektesist sicher nicht, einen Piezo anzusteuern. Wenn es das wäre, dann wäre die ganze Diskussion hier sinnlos, dennn einen Piezo Kristall kann mana uch einfach mit einer Batterie und zwei Drähten ansteuern. Wir fragen so hartnäckig nach, weil das was du da machen willst extrem schwierig und aufwändig ist. Die richtige und vernünftige Lösung ist jedoch fast immer einfach. Du fragst da gerade nach einem möglichst primitven Rennwagen, der von 0 auf 100 in einer halben Sekunde beschleunigt, ohne den Fahrer dabei zu zermatschen. Abgesehen davon: Ich habe das dumpfe Gefühl, dass dieses Thema vo ein paar Monaten schonmal hier diskutiert wurde.
> einfach mal nach NF-Endstufe suchen und diese auf den > gewünschten Spannungsbereich umdimensionieren. Naj klar, dann finde mal eine NF Endstufe, die 140V Hub in einer 100.000 Sekunde schafft. Welche Kapazität hat das Piezo Dingsbums? Die Frage ist echt wichtig!
> Die Piezos sollen genau gesteuert werden. Aber das erreiche ich ja > durch die exakt gesteuerte Spannung. Was ist genau, was ist exakt? Und nein, so einfach ist es nicht. Die Kristalle setzen Spannung nicht "einfach so" exakt linear in entsprechende Bewegung um.
Guten morgen erstmal, aber sagt mal was haltet ihr denn davon? http://www.physikinstrumente.de/produkt-detailseite/e-753-605100.html
Felix B. schrieb: > aber sagt mal was haltet ihr denn davon? Schafft einen Bruchteil von dem was du forderst. Bist du wirklich nicht in der Lage, wenigstens die Grundlagen auszurechnen ? Dann such dir eine andere Beschäftigung und überlasse die Wissenschaft denjenigen, die sie besser verstehen und mehr Mühe investieren.
@Mawin: Das kann man auch freundlicher sagen. Warum bist du so stoffelig?
Ich glaub da müsste es eine Schaltung dazu im "The Art of Electronics" geben. Bin mir jetzt nicht ganz sicher, ob diese deine 100 kHz schafft, aber könnte schon nahe herankommen. Das Kapitel heißt "High-voltage piezo amplifier". Die Schaltung hatte ich mal aufgebaut und ein wenig gepimpt, damit sie schneller/schöner schaltet. Hab das Buch grad leider nicht da, aber das könnte schon was passendes sein.
Danke für eure Antworten! Wenn ihr sagt es schafft nur einen Bruchteil von dem was ich fordere...Was schafft der Controller denn nicht? Ich dachte es geht in diesem Forum um präzise Antworten? Ich denke der ist genau das was ich gesucht habe. Er schafft die 100kHz und auch in etwa die Spannung(135V reichen mir auch).
Erinnert mich sehr stark an einen Mitwohni zu Studi-Zeiten, der mich allen Ernstes mehrfach fragte, ob ich ihm nicht schnell beibringen könnte, wie man Spiele programmiert. Sollte ja in ein bis zwei Tagen drin sein. Und mich dann wie der hiesige Fragesteller bschimpfte, weil ich ihn erst ungläubig ausgelacht habe und dann - aus seiner Perspektive - verweigerte, dass eben rasch umzusetzen. :D
@Felix Wenn du dir die spezifikationsliste durchgelesen hättest, hättesr du gesehen, dass das ding nicht ansatzweise deine Anforderungen erfüllt... Viele der Leute hier haben Jahrzehnte lange Erfahrung auf dem Gebiet...daher auch die vielen Fragen nach den Parametern! Letztendlich hängt die Auswahl jedoch an dem Einsatzzweck....nur da du diesen ja nicht mitteilen möchtest kann dir hier auch keiner Helfen!
Felix B. schrieb: > Ich denke der ist genau das was ich > gesucht habe. Er schafft die 100kHz und auch in etwa die Spannung(135V > reichen mir auch). ok, meinen Segen hast du. Weitere Fragen?
Mal ein kleines Rechenbeispiel. Nehmen wir mal an, du willst den kleinsten dieser Piezo treiben: http://www.piezodrive.com/product-sa-stacks.html (Erster Treffer bei einer Suche nach piezo und 150V) Dann hat dieser eine Kapazität von 140nF. Netterweise steht auf der Seite gleichzeitig auch noch die Formel für den nötigen Strom dabei. Da dir die Anstiegszeiten egal sind nehmen wir mal die maximalen Anstiegszeiten an um die 100kHz zu erreichen, das wäre dann eine Dreiecksfunktion. Für eine Dreiecksfunktion lautet die Formel: I = 2*C*f*Vpp mit C=140nF, f=100kHz und Vpp=150V erhalten wir somit: I = 4.2A Um diesen Piezo mit 150V Peak-Peak bei 100kHz zu treiben brauchst du also 4.2A Spitzenstrom. Das was du eben gezeigt hast schafft 110mA, also gerade man 1/40. (Und dieses Gerät wird wahrscheinlich schon mehrere tausend Euro kosten, bei 4A wirst du wahrscheinlich locker über 10000€ kommen...) Deshalb ist es wichtig, dass du uns sagt was das für Piezos sind die du treiben willst!
Apex hat schnelle Hochspannungsverstärker: https://www.apexanalog.com/products/matrix_high-voltage.html Wir benutzen die z.B. für Elektronenmikroskope. Piezomotoren steuert man kostengünstig mit einem Resonanzkreis an. Es kommt eben ganz auf die Anwendung an.
Ja ich hab verstanden auch wenn ich nicht glaube, dass das für die Antworten weiterhilft. Also wir bauen ein STM und ich und ein paar Freunde haben uns überlegt, dass man die Scandauer doch wesentlich reduzieren könnte wenn man die Piezos wesentlich schneller bewegt. Wie schnell wusste ich am Anfang dieses Artikels nicht. Ich habe nur nach dem möglichen Maximum gefragt woraufhin die Antwort 10gHz lautete. Ich brauche aber maximal 100kHz, da ich die Piezos wie gesagt sehr genau(nanometergenau) steuern muss. Ich weiss nicht was diese Information in irgendeinerweise bringen soll aber wie ihr meint... Übrigens die Messelektronik für diese hohen Frequenzen habe ich schon. Danke im Voraus Felix
Felix B. schrieb: > Er schafft die 100kHz dass irgendwo in den Specs das Stichwort "100kHz" auftaucht bedeutet nicht, dass dieser Treiber die Spannung mit 100kHz Bandbreite anststeuert. Das macht er nicht (nicht mal annähernd). Er "regelt" nur mit 25kS/s nach, und sein Sensor, den er zum Regeln benutzt, hat nur eine Bandbreite von 5,6kHz. Du wirst den Piezo damit also sicher nur deutlich unter 5kHz aussteuern. Also: schau nicht nur auf die "100kHz" sondern berücksichtige auch, was sie bedeuten. Felix B. schrieb: > Also wir bauen ein STM und ich und ein paar > Freunde haben uns überlegt, dass man die Scandauer doch wesentlich > reduzieren könnte wenn man die Piezos wesentlich schneller bewegt. Na: wenn du uns jetzt auch noch verrätst, was das für Piezos in deinem STM sind, dann kann man anfangen an einer Lösung zu arbeiten. Wie du schon gemerkt hast spielt deren Kapazität eine wesentlich Rolle beim Verstärkerentwurf. Du kennst deren Kapazität nicht? Dann wirst du keinen schnellen Verstärker dafür bauen können. Oder du kennst sie doch? Dann verrat sie uns halt bitte endlich...
Ein Apex, zB ein 420 oder so bringt die Spannung, bei 60mA, er genuegt.
Die 4A sind voellig unrealistisch, denn das vertraegt der Piezo gar
nicht. Wenn er arbeiten muss wird er dissipativ, dh er verbraet
Leistung. Die Waerme bringt man nicht weg, zum Anderen geht die Umgebung
kaputt. Sei das der Leim, sei das irgendwas.
Ein Piezostack kann uebrigens nicht bipolar angesteuert werden, strikt
unipolar. Beim falschen Vorzeichen ist er kaputt.
> Piezomotoren steuert man kostengünstig mit einem Resonanzkreis an.
Ja, wenn man keine weiteren Anforderungen ausser guenstig hat. Der
NewFocus Treiber ist uebrigens Schrott wenn man Praezision will. Und der
arbeitet mit Dreieck.
Stefan U. schrieb: > @Mawin: Das kann man auch freundlicher sagen. Warum bist du so > stoffelig? Der Typ ist rattenfaul und völlig lernbefreit, was willst du da freundlich sein ? Seit Anfang des Threads wird nach der zu treibenden Kapazität gefragtm, aber der Typ ist entweder intellektuell nicht in der Lage die Frage überhaupt zu verstehen oder zu doof um nachzugucken. Dann wird darauf hingewiesen daß er damit mit Grundschulmathekenntnissen von selbst ausrechnen kann, welcher Strom nötig ist, aber glaubst du der rührt auch nur eine Gehirnzelle ? Dann bestätigt er im seinem 8. Beitrag endlich daß es um ein Rastertunnelmikroskop geht, nach dem schon zu Anfang danach gefragt wurde aber es sich nicht in der Lage sah, den Satz auch nur irgendwie zu verstehen. Es fehlt ihm schon an der Überlegung, warum kommerzielle STM nicht schon seit Jahrzehnten seine geniale Idee umgesetzt haben, einfach schneller zu scannen. Mit solchen Leuten ist es sinnlos.
Ja mit den Piezos ist es ein bisschen schwieriger: Die Piezos sind kapputgegangen und deswegen haben wir angefangen das gesamte Konzept zu überdenken/verbessern. Die Piezos wählen wir nach der schaltbaren Frequenz aus. Ich kann euch die Kapazität also gar nicht sagen, da ich die Piezos erst nachher kaufe, aber was meint ihr denn was sie für eine Kapazität bräuchten(Preis ist relativ unentscheidend)? Vielen Dank für die Antworten!
Wenn der Piezo schneller sein soll, nimmt man einen groesseren Piezo mit mehr Hub. Es gibt welche die machen 50um am Stueck. Dann kann er auch langsamer angesteuert werden.
Felix B. schrieb: > Zur Funktion: Die Piezos > sollen genau gesteuert werden. Aber das erreiche ich ja durch die exakt > gesteuerte Spannung. Laß das Geschwurbel. In der Technik gibt es kein "genau" und kein "exakt", alles hat einen Fehler. Gib endlich mal konkrete Zahlen an. Z.B. Auflösung (Bit), TK (ppm/°), Alterung (ppm/a), Slewrate (V/s), Störabstand (dB) usw.
Felix B. schrieb: > Die Piezos wählen wir nach der schaltbaren > Frequenz aus. Ich kann euch die Kapazität also gar nicht sagen, da ich > die Piezos erst nachher kaufe Falscher Ansatz: du wählst den Piezo danach aus, dass er den erforderlichen Hub hat und dass er genügend Kraft hat, um die nötige Beschleunigung bei der angestrebten Scangeschwindigkeit zu erreichen. Dann weißt du, was du an elektrischer Leistung benötigst, um ihn anzusteuern, und baust den Verstärker entsprechend. Wenn dabei rauskommt, dass der Verstärker mit diesen Leistungsdaten nicht gebaut werden kann, dann hast du halt mit den Anforderungen zu hoch gegriffen.
Felix B. schrieb: > Also wir bauen ein STM und ich und ein paar > Freunde haben uns überlegt, dass man die Scandauer doch wesentlich > reduzieren könnte wenn man die Piezos wesentlich schneller bewegt. Oh Mann, dann schreibe das doch gleich... Folgich benötigst Du auch keine Elektronik, die möglichst schnell zwischen zwei diskreten Spannungen (10V, 150V) umschaltet. Und diese Spannungen müssen auch überhaupt nicht genau sein. Vielmehr kommt es darauf an, beliebige Spannungen in diesem Bereich erzeugen zu können. Es ist mir auch ein Rätsel, warum Spannungen unterhalb von 10V dabei nicht entstehen dürfen, da man mit einem STM vorzugsweise rund um den Nullpunkt scannen will. Die Anforderungen an die Piezos und Ansteuerung für X und Y sind übrigens komplett andere als für die Z-Achse. X und Y werden üblicherweise als Zägezahn- oder Dreiecksignale erzeugt, wohingegen sich die Z-Achse in einer Regelschleife mit dem Tunnelstrom als Regelgröße befindet. > Übrigens die Messelektronik für diese hohen Frequenzen habe ich schon. Man kann ein STM nur unterhalb der mechanischen Resonanzfrequenzen betreiben, insbesondere die Z-Achse. Dementsprechend wird die Scandauer überwiegend durch die mechanischen Abmessungen, die umgekehrt zu den Resonanzen skalieren, bestimmt. Der andere limitierende Einfluss besteht in der Kapazität der Abtastnadel gegenüber der Umgebung, d.h. insbesondere Isolierung und Zuleitung zum Tunnelstromverstärker. Sinnvollerweise legt man diesen auch gleich logarithmierend aus. Übliche Tunnelströme liegen im Bereich von 1nA. Um hierbei eine Bandbreite im Bereich von > 100kHz zu erreichen, muss man das ganze schon extrem kapazitätsarm aufbauen. Wollt Ihr die Regelschleife analog oder digital aufbauen? Gerade bei letztem müssen natürlich die Latenzzeiten des Reglers sehr gering sein. Das macht man nicht nebenher mit einem Arduino oder so.
> Ich kann euch die Kapazität also gar nicht sagen, da ich > die Piezos erst nachher kaufe Cool, kaufst du auch erst einen Sattel und danach ein Pferd?
Weder noch aber vom Prinzip her ja weil mir es wichtiger ist auf was fürm sattel ich sitze als was fürn pferd den sattel trägt
> Also wir bauen ein STM und ich und ein paar Freunde haben uns überlegt,
Ein STM ... uiiiii ... etwas magere Kenntnisse fuer so eine sportliche
Aufgabe. Erreicht in einem ersten Resultat die Werte einen normalen STM.
Der Rest der Mechanik habt ihr schon ? Eine M3 Spindel mit Schrittmotor
fuer den's dann noch einen Treiber braucht ?
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Felix B. schrieb: > weil mir es wichtiger ist auf was > fürm sattel ich sitze als was fürn pferd den sattel trägt dann bist du noch nie geritten...
Es ist ja auch der Sattel der über Hindernisse springt oder durch die Ziellinie geht. (Im letzteren Fall dient das Pferd nur zur Verlängerung des Sattels). Nach der selben Logik ist eine Rastertunnelmikroskop im wesentlichen fertig, wenn das Gehäuse fertig ist. Auf dem Niveau bewegt sich der Thread, soweit der TO dafür verantwortlich ist. Seit Anfang oder Mitte der 80er, der (ich glaube) geniale Gymnasiast durch die Presse ging, der sich ein RTM baute (übrigens mit Spenden der wesentlichen Teile von Firmen), denkt jeder, er müsste nur mal so ein paar Teile zusammenschrauben, wenn das auch ein Junge schafft. Das da ein Gutteil Mechanik, Elektrotechnik und Geduld zugehört, ist eher eine Widrigkeit die ausgeblendet wird. Und dann die "dummen Nachfragen" des einfachen Volks, nach den lästigen Details ... Ts ts ts.
Ich glaube ihr wollt es nicht verstehen... Wie haben schon eins gebaut! Es lief schon, es hat alles gemacht was ein STM können soll. Dann sind uns letztens der x und z Piezo kaputtgegangen und seitdem überdenken wir das ganze Ding um es schneller zu machen.
Felix B. schrieb: > Wie haben schon eins gebaut! Es lief schon, es hat alles gemacht was ein > STM können soll. "Nicht verstehen" ist lustig: du hast ja lange nicht verraten, um was es geht. Da hätten wir schon Hellseher sein müssen, um dich zu verstehen... Wenn Ihr schon ein funktionierendes gebaut habt, gibt's da doch schon mal erste Anhaltspunkte für eine Optimierung. a) warum sind die Piezos kaputt gegangen (STM runtergefallen?) b) welche Piezos hattet Ihr bisher, welche Begrenzungen gab es dabei (kam die vom Piezo oder vom Verstärker oder von der begrenzten Regelgeschwindikeit für z oder .... Über solche Fragen lohnt es sich zu diskutieren. Über eine Piezoverstärker für einen unbekannten Piezo lohnt sich die Diskussion nicht.
Felix B. schrieb: > Ich glaube ihr wollt es nicht verstehen... wer wir? als ich was bauen sollte stellte ich wenig Fragen, als es dann fertig nicht funktionierte meinte mein Chef "ich sei der Fachmann und soll fragen" Seit ich immer alle Fragen stelle mag mir keiner mehr einen Auftrag geben und nun?
Aha. Aber weshalb die Piezos kaputt gegangen sind habt ihr herausgefunden?
Ja das Mikroskop ist runtergefallen von nem drehbaren Tisch. Genauer weiss ich nix da ich im Nebenraum war. Die Begrenzungen waren wie du es gesagt hast das z sehr langsam war aber ansonsten hat wie gesagt alles funktioniert. Mit "Ihr" meinte ich vor allem diesen Putzfanatiker von Staubfischer unter euch.
Felix B. schrieb: > Die Begrenzungen waren wie du es > gesagt hast das z sehr langsam war aber ansonsten hat wie gesagt alles > funktioniert. Aha, geht es also nur um die Ansteuerung der Z-Achse? Wollt Ihr in dem neuen STM drei separate Piezos oder einen einzelnen segmentierten Piezo verwenden, d.h. innen Z und außen X+, X-, Y+, Y-? Was hat denn die Abschätzung, Simulation oder Messung für Resonanzfrequenzen des mechnischen Aufbaus ergeben? Warum weigerst Du Dich beharrlich, die vielen schon gestellten Fragen zu beantworten?
Ja es geht um 3 seperate Piezos. Bisher lag die Resonanzfrequenz bei ca. 150Hz.
Hallo Felix hier ist das Forum für unter 5-jährige deshalb die vielen komischen Fragen und Antworten! Die über 5 jährigen sind schon im Wochendende!
Felix B. schrieb: > Ja es geht um 3 seperate Piezos. Bisher lag die Resonanzfrequenz bei ca. > 150Hz. Wie groß ist denn bitte schön Euer STM? Bei 150 Hz Resonanzfrequenz müssen die Piezos und Halterungen ja aus Meterware hergestellt sein. Oder hast Du Dir einfach nur willkürlich irgendeine Zahl ausgedacht?
Felix B. schrieb: > Also wir bauen ein STM und ich und ein paar > Freunde haben uns überlegt, dass man die Scandauer doch wesentlich > reduzieren könnte wenn man die Piezos wesentlich schneller bewegt. Wie > schnell wusste ich am Anfang dieses Artikels nicht. Ich habe nur nach > dem möglichen Maximum gefragt woraufhin die Antwort 10gHz lautete. Ich > brauche aber maximal 100kHz, da ich die Piezos wie gesagt sehr > genau(nanometergenau) steuern muss. Nun, ich habe zwar noch kein STM gebaut, aber immerhin einige Jahre mit solchen Geräten gemessen. Die Kombination "100kHz" und "Nanometer" passt jedenfalls nicht zusammen. Schon die nanometergenaue Messung der Position braucht ihre Zeit. Noch- mal zu Wiederholung (es stand schon weiter oben) Du brauchst schon mal ein spezielles Interferometer zur nanometergenauen Messung, was allein einige k€ kostet und auch nicht beliebig schnell ist. Es gibt verschiedene Firmen die solche Scanner herstellen, z.B. die Firma PI, die aber jahrzehntelanges Know How auf diesem Gebiet haben. So etwas baut man nicht eben mal sozusagen zuhause besser auf. Übrigens: Wenn Ihr nanometer- genau messen wollt, solltet Ihr das besser im Reinraum tun, damit ihr das Staubproblem in den Griff bekommt. Und falls ihr einen Raucher in der Gruppe habt: Das gehtgarnicht.
Andreas S. schrieb: > Wie groß ist denn bitte schön Euer STM? Bei 150 Hz Resonanzfrequenz > müssen die Piezos und Halterungen ja aus Meterware hergestellt sein. > Oder hast Du Dir einfach nur willkürlich irgendeine Zahl ausgedacht? <sarcasm> Also, ich habe mir ja einen Magnetresonanztomographen selbst gebaut. War ne ziemliche Lernkurve, zumal ich mich ja nie mit dem Funktionsprinzip professioneller Geräte auseinander gesetzt hatte, aber jetzt geht er. Irgendwie ist meiner auch deutlich kompakter geworden und braucht wohl auch viel weniger Energie als die käuflichen Geräte - und ich konnte endlich die Röntgenröhre, die schon einige Jahre herum lag, verbauen. Das einzige, was ich noch kaufen musste, war ein Kreuztisch, aber den gab es günstig für 60,-€ auf eBay. </sarcasm>
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