Hallo,
ich möchte an einer Stromquelle die Ausgangsspannung messen und als
Regelgröße zurückführen. Hierzu soll ein Instrumentenverstärker
verwendet werden.
Der Ausgang der Quelle ist so beschaltet, dass sich die Flussrichtung
gepulst mit einem ųC umschalten lässt. Die Spannungsmessung würde
dadurcb einen Vorzeichenwechsel erfahren und die Regelung nicht klappen.
Gibt es evtl. einen Instrumentenverstärker, der das Differenzsignal als
Betrag (nur pos. Spannung) ausgibt? Ich plane derzeit einen Muxer ein,
um den Vorzeichenwechsel vor dem Verstärker zu korrigieren. Empfinde das
aber als unschön.
Mit freundlichem Gruß
Schulze schrieb:> ich möchte an einer Stromquelle die Ausgangsspannung messen und als> Regelgröße zurückführen.
Das ergibt irgendwie keinen Sinn.
> Der Ausgang der Quelle ist so beschaltet, dass sich die Flussrichtung> gepulst mit einem ųC umschalten lässt.
Häh?
> Gibt es evtl. einen Instrumentenverstärker, der das Differenzsignal als> Betrag (nur pos. Spannung) ausgibt?
Wie ein Vorposter bemerkte, man kann einen OPV als Präzisionsgleich-
richter beschalten, dann kriegt man am Ausgang des Betrag des
Eingangssignals. Aber ich bezweifle ganz stark, daß das bei deinem
Problem hilft. Ich kann noch nicht mal ansatzweise verstehen, was dein
Problem ist. Und du scheinbar auch nicht. Deine Problembeschreibung ist
einfach nur wirr.
Hallo,
dann versuche ich das etwas genauer:
ich entwickele gerade eine getaktete Stromquelle für eine Galvanik. Bei
dieser Galvanik soll die Stromrichtung umgeschaltet werden können
(Pulsbetrieb).
Die Bestimmung der Stromrichtung erfolgt durch eine H-Brücke (siehe
Abbildung) und die Strommessung über einem Shunt an Punkt c, der unter
der H-Brücke gegen Masse liegt. Die Strommessung ist somit kein Problem.
Die Spannung ist hingegen keine direkte Rückführungsgröße. Sie stellt
nur sicher, dass die Spannung am Ausgang nicht über einen gewissen Wert
steigen kann, wenn der Widerstand am Ausgang zu hoch wird. Also eine
getaktete Konstantstromquelle mit Spannungsbegrenzung.
Da die zu erwartendenden Spannungen eher klein sein werden >>5V (Last
niederohmig) und Ströme um 10A erwartet werden, kann ich die Spannung
nicht einfach direkt über die H-Brücke messen, da der Spannungsabfall
über den MOSFETs der H-Brücke in der Größenordnung der Ausgangsspannung
liegt. Daher müsste ich direkt am H-Brückenausgang an den Punkten a und
b messen. Und hier kehrt sich die Polatität regelmäßig um, wobei die
Spannungswerte Ua und Ub >=GND sein werden.
Daher war mein Gedanke, einen Instrumentenverstärker zu verwenden, der
die Spannungsdifferenz zwischen a und b ermittelt und die Differenz
gleichgerichtet mit G=1 ausgibt.
Gibt es ein solches Bauteil?
Mit Gruß
Schulze
Hallo,
klar, das habe ich ja auch geschrieben. Die Strommessung ist kein
Problem.
Ich habe die Grafik noch einmal als Beispiel erweitert. Sie ist so nicht
funktionsfühig.
Es geht mir darum, die Spannung über a und b zu messen, so dass ich am
Ausgang des oberen OpAmp stets den Betrag der Spannung als positive
Ausgangsspannung erhalte, egal wie die Polarität an a und b ist.
Also z.B.
1. I fließt von a nach b, I=10A, Spannung zwischen a und b 1,5V, Ua>Ub
--> OpAmp-Ausgang gegen GND = 1,5V
2. I fließt von b nach a. I=10A, Spannung zwischen a und b -1,5V, Ua<Ub
--> OpAmp-Ausgang gegen GND = 1,5V
Egal in welche Richtung der Strom fließt, ich benötige den über a und b
abfallenden Spannungswert als Betrag um z.B. über einen Komparator die
Spannung mit einer Referenzspannung vergleichen zu können. Übersteigt
die gemessene Spannung die Referenzspannung, so soll die getaktete
Stromquelle abgeschaltet werden.
Mit Gruß
Schulze
Nimm einen Instrumentenverstärker - der aber auch den vollen
auftretenden Spannungshub verarbeiten kann, und schalte einen
Präzisionsgleichrichter mit OPV (s. Tietze Schenk) dahinter. Damit
kannst Du den Betrag über a -b messen.
Schulze schrieb:> Egal in welche Richtung der Strom fließt, ich benötige den über a und b> abfallenden Spannungswert als Betrag um z.B. über einen Komparator die> Spannung mit einer Referenzspannung vergleichen zu können. Übersteigt> die gemessene Spannung die Referenzspannung, so soll die getaktete> Stromquelle abgeschaltet werden.
Dann bau doch einen Fensterkomperator. Dieser schaltet bei Umin oder
Umax.
Also Du nimmst 2 Komperatoren, wobei einer schaltet, wenn die
Referenzspannung unterschritten wird, während der Andere bei
Überschschreitung der Referenzspannung schaltet. Beide Komperatoren
veroderst Du - fertig.
Wenn Du natürlich das analoge SIgnal brauchst, dann ist der
Präzisionsgleichrichter Dein Freund.
Fensterkomperator siehe hier :
https://de.wikipedia.org/wiki/Fensterkomparator
Zeno
Nachtrag: Du kannst für jeden Komperator des Fensterkomperators eine
eine andere Referenz festlegen. Wenn ich Dich richtig verstanden habe
und Du nur auf einen positiven oder negativen Schwellwert reagieren dann
ist der Fensterkomperator genau Dein Ding.
ZU Ostzeiten gab es mal einen IC D122 (2 Kanalleseverstärker) der müßte
genau das können was Du willst (Datenblatt zu dem Teil hätte ich da und
ich dürfte auch noch ein paar von den Teilen haben)
Hier ist mal ein
Datenblatt:https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/basteln/Konsumgüter/DDR-Halbleiter/d122.gif
Die DDR D-Reihe war im wesentlichen die 74'er Reihe also TTL Technik.
Zeno
Hallo,
ist schon etwas spät und ich werde erst morgen darüber weiter nachdenken
können. Aber ich möchte aus Dank schnell antworten: für den
Instrumentenverstärker mit Präzisionsgleichrichter würde ich eine
bipolare Versorgung benötigen. Machbar, aber ich wollte es vermeiden.
Ich werde den Vollweggleichrichter mal planen.
Den Fensterkomparator kenne ich. Habe den auch schon oft verwendet. Aber
der benötigt im gegenwärtigen Projekt dann auch eine bipolare Versorgung
und eine bipolare Referenzspannung. Oder übersehe ich da etwas?
Wenn ich eine Ausgangsspannung von z.B. 1.5V nicht überschreiten möchte,
muss ich das Intervall [-1.5,...,+1.5] als zulässig definieren. Nach dem
Wiki-Beispiel benötige ich für den oberen OpAmp UrefTop = 1.5V und für
den unteren UrefBot -1.5V. Der obere geht ab 1.5V auf low, der untere ab
-1.5V auf high. Die Ver-und-ung gibt das zulässige Intervall.
Mit einem µC, der auf GND referenziert, müsste ich einen invertierenden
Verstärker mit G=1 hinter einen DAC schalten, um die negative
Referenzspannung zu erzeugen. Parallel dazu einen Impedanzwandler für
das positive Signal. Ein anderer Weg fällt mir gerade nicht ein.
Ich werde beide Wege morgen überdenken. Zusammen scheinen beide Wege
etwa gleich aufwändig.
Ich hoffte, dass es für meine Aufgabe bereits einen fertigen Baustein
gibt, der das mit Single Supply schafft. Aber mit beiden Ansätzen sollte
es machbar sein.
Ich danke euch sehr!
Mit Gruß
Schulze
Moin,
von Maxim gibt es einen Current-Sense Amplifier, der Betrag und Richtung
separat ausgibt MAX9928(9). Allerdings Highside. Vlt. gibt es soetwas ja
auch für Low-Side.
gk
gk schrieb:> Vlt. gibt es soetwas ja auch für Low-Side.
Aufgrund des Eingangsspannungsbereiches von -0,1..28V, sollte der auch
auf der Low-Side funktionieren
gk
Wenn Du negative Spannungen verarbeiten möchtest, dann benötigst Du
i.d.R. eh eine negative Versorgungsspannung, aber die kann man ja mit
einer Ladungspumpe erzeugen, da hier meist nur wenige mA benötigt
werden.
Der von mir vorgeschlagene D122 benötigt auch bipolare
Spannungsversorgung (+/-5V), da er intern 3 OPV's enthält, aber die läßt
sich wie gesagt mit einer Ladungspumpe erzeugen.
Kurze Beschreibung: Der D122 war als 2-Kanal-Leseverstärker für
Ferritkernspeicher gedacht und enthält intern 2 als Komperator
geschaltete OPV's, deren Referenzspannung durch den 3. OPV bereit
gestellt wird, d.h. Du brauchst nur eine Referenzspannung.
Da ein Bild mehr sagt als 1000 Worte habe ich's mal schnell mit dem
Stift aufskizziert und abfotografiert. Die Eingänge der 3OPV's sind
massefrei also echte OPV Eingänge. Könnte sein das der D122 bei dieser
Schaltung mit nur einer Spannung auskommt.
Ich weis aber nicht ob es den D122 auch als internationalen Typ gibt -
könnte eine DDR Sonderentwicklung gewesen sein.
Da bei Deiner Schaltung eigentlich auf Masse bezogen keine negativen
Spannungen vorkommen könntest Du auch die von mir skizzierte 2.
Schaltung benutzen, den Instrumentenverstärker brauchst Du dann nicht
mehr.
Sorry ich habe die 2 Bildle in der Reihenfolge vertauscht.
Mit einem Mux wie Achim es vorschlägt und nachgeschalteten Komperator
sollte es auch gehen. Er hat ja Recht Du bestimmst den Schaltzustand der
Brücke - manchmal ist die Lösung so einfach.
Nachtrag zu meiner 2. Schaltung: Die 2 OPV's sollten reichen, das
Oderglied könntest Du ja mit 2 Ports des µC realisieren, den Du
wahrscheinlich verwendest.
Zeno
Ich glaub ich habe in meiner 2. Schaltung einen Fehler drin. Bei den
OPV's die invertierenden Eingänge zusammenschalten und auf Referenz und
die nichtinvertierenden Eingänge einmal auf a den anderen auf b.
Wenn Du einen OPV mit offenem Kollektorausgang benutzt, z.B. TAA2761
oder TAA2765, dann kannst Du sogar auf die Veroderung verzichten.
Einfach beide Ausgänge zusammen schalten und R gegen +VCC. Die Dinger
rennen schon ab +/-2V. Wenn Du nur mit einer Spannung arbeiten willst,
dann sollte das mit 5V möglich sein.
Hier noch das Datenblatt:
https://www.tu-chemnitz.de/etit/zentral/ddr/ds/TAA2765.pdf
Hallo,
vielen Dank für eure Antworten. Ich versuche mal aufzuholen.
@gk (Gast): habe mir das Datenblatt gerade geladen und werde es gleich
lesen.
@Achim S. (Gast): Warum ich nach einer Alternative suche? Weil ich nicht
dachte, dass der Multiplexer eine Standardlösung sei. Ich habe das als
Notlösung betrachtet und fand es schaltungsmäßig sinnvoll. Ich dachte
nur, dass es da bestimmt etwas Fertiges gibt. Werde ja nicht der erste
sein, der so ein Problem hatte :).
@Zeno: Danke für deine Ausführung. Ich werde mir das mal aufmahlen. Ich
bin auch über deine erste Skizze gestolpert. Mal sehen.
Also klingt alles nach der ersten (Not-)Lösung. Ich hatte dort einen
4053 eingeplant (glaub ich, Plan gerade nicht zur Hand) und die
Ausgangsspannungen dann mit einem Impedanzwandler abgenommen. Danach
einfach ein Komparator, der das Signal mit einem Sollwert vergleicht.
Der Vorteil wäre, dass ich weiterhin unipolar arbeiten könnte, wenn der
Muxer und die folgenden Komponenten hinreichend weit an GND heran kommen
können.
Ich plane weiter und melde mich
Mit großem Dank bisher
Schulze
