steuerbare Konstantstromquelle - funktionsfähig?

Ich denke, der Anhang fehlt...

Kondi schrieb:
> Ich habe eine steuerbare Konstantstromquelle mit Massebezogener Last im
> Anhang aufgebaut

Super, wird wohl die Howland-Stromquelle sein.

Sie erfordert hochpräzise Widerstände im hunderten Ohm Bereich, und die 
CMRR des OpAmps sollte möglichst gut sein sonst wird es keine 
Konstantstromquelle, zudem fällt die Regelung bei schnelleren 
Laständerungen (Frequenz) deutlich ab.

> Am Eingang kommen 0 - 5V von einem DAC. Laut
Simulation funktioniert die Schaltung mit einem Lastwiderstand bis 200
Ohm und 20 mA maximalstrom was mir auch voll reicht.

Wichtig für die Auswahl der Schaltung ist wie hoch die 
Versorgungsspannung für die Stromquelle ist. Wenn da nur 5V zur 
Verfügung stehen, dann fällt schon so manche Lösung weg.

Kondi schrieb:
> noch mal den Anhang nachgereicht

1 Ohm als Strommesswiderstand ? Also 20mV bei 20mA ? Na, immerhin hat 
der OpAmp nur Mikrovolt Messabweichung.

Und dann einen Transistor nachschalten obwohl der OpAmp durchaus 20mA 
liefern kann ?

Mir wäre das Design zu empfindlich, sprich der Shunt zu klein. Das ist 
natürlich ein Problem, wenn man nur noch 1V für Bipolartransistor und 
Shunt zur Verfügung hat.
Ich habe etwas ähnliches anders realisiert:
Meine Spannungsversorgung war aber auch unkritischer.
Der Shunt liegt bei mir am Kollektor, Bezugspotential sind die 5V.
Das Eingangssignal liegt invertiert an. Stellte aber kein Problem dar, 
da das Signal aus einen geglättetem PWM Signal bestand welches aus einem 
µC kam.
Nachteil: Der Basisstrom wird durch den Shunt nicht erfasst. Wer es 
genau haben möchte setzt dann einen passenden J-Fet ein.

Viel Erfolg!

Bei deinem Plan kann man den BC547 schon nehmen. Der Transistor stört 
mich am wenigsten.

Sieht mir aber stark nach Messwandler (Signalwandler)aus.
Dafür würde ich die Schaltung nicht wirklich verwenden.

Edit:
Kann sein das Die Schaltung funktioniert.
Aber Genauigkeit oder Temperaturstabilität sind bescheiden.
Simulation ist nicht alles.
Aber ich tue mich da auch immer schwer.

Gruß
Thomas

Hier sind drei mögliche Schaltungen im Vergleich (ksq-schaltung.png):

1. Deine Schaltung:
   Sie stellt eine Variante der Howland-Stromquelle dar. Wenn der Opamp
   den gewüschten Ausgangsstrom liefern kann, kann man den BJT auch
   weglassen.

2. Eine andere klassische Schaltung:
   Da sie das Signal invertiert, musst du dies für den DAC-Wert
   ebenfalls tun. Auch in der Simulation wird das Eingangssignal
   umgedreht, damit die Ergebnisse besser verglichen werden können.
   Falls der durch den Basisstrom des BJT verursachte Fehler stören
   sollte, kann der BJT auch durch einen kleinen Mosfet (z.B. Si1013)
   ersetzt werden.

3. Eine minimalistische Schaltung:
   Sie ist nur für Opamps mit sehr geringem Eigenstromverbrauch geeignet
   und sollte erst einmal in der Praxis getestet werden. Auch sie
   invertiert das Signal.

Das zweite Diagramm (ksq-tran.png) zeigt das Verhalten der drei
Schaltungen bei einem Rechtecksignal (low=1V, high=4V, f=1kHz) am
Eingang für drei verschiedene Lastwiderstände (10Ω grün, 80Ω blau und
200Ω rot).

Alle drei Schaltungen liefern mit guter Genauigkeit die erwarteten
Ströme von 4mA bzw. 16mA. Schaltung 2 ist aber deutlich schneller als
die anderen beiden, da bei ihr das Ausgangssignal des Opamp stärker
gegengekoppelt wird. Die Anstiegszeit bei Schaltung 1 und 3 ist zudem
vom Lastwiderstand abhängig. Der Unterschied ist auch im Frequenzgang
(ksq-ac.png) deutlich erkennbar. Wird in Schaltung 2 der BJT durch einen
Mosfet ersetzt wird sie wegen dessen geringerer Steilheit (die zu einer
schwächeren Gegenkopplung führt) etwas langsamer, bleibt aber immer noch
deutlich schneller als die beiden anderen Schaltungen.

Die Howland-Schaltung wird oft verdammt wegen der Lastabhängigkeit ihres
Ausgangsstroms bei Ungenauigkeiten der Widerstände. Vernünftig
angewandt¹, liegt der dadurch verursachte Fehler aber im Bereich der
Widerstandstoleranzen und nicht etwa, wie von den Kritikern oft
behauptet, um Größenordnungen darüber. In der nächsten Simulation
(ksq-tran-tol.png) wurde jeweils einer der kritischen Widerstände (R1,
R9 und R13) um 5% vekleinert. Entsprechend steigt der von den
Schaltungen gelieferte Strom um maximal etwa 5% an. Während bei
Schaltung 1 der Fehler beim Vergrößern des Lastwiderstands abnimmt,
bleibt er bei Schaltung 2 und 3 – unabhängig von der Last – immer gleich
groß.

Da Schaltung 2 gegenüber den beiden anderen kaum Nachteile hat, ist sie
wohl in den meisten Anwendungsfällen die beste Wahl. Mit einem Mosfet
anstelle des BJT ist sie auch für recht hohe Ströme geeignet.

———————————
¹) Der Lastleitwert sollte nicht wesentlich kleiner als die
   Transkonduktanz der Schaltung oder –­anders ausgedrückt – die
   Ausgangsspannung nicht wesentlich größer als die Eingangsspannung
   sein.

Auf die Software, die den DAC steuert, hast du keinen Zugriff?