Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ADC Messung großer Spannungsbereiche bei gleichzeitig hoher Genauigkeit


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von L. N. (derneumann)


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Hallo,

an die Analogtechnik Experten unter euch:

Mir stellt sich eine grundlegende Frage zur Messung großer 
Spannungsbereiche bei gleichzeitig hoher Genauigkeit mit einem ADC.

Klar, wenn man hohe Spannungen messen will, verwendet man einen 
Spannungsteiler, zumindest hab ich das bisher immer so gemacht. Was 
aber, wenn man bis in den ein- bis zweistelligen mV Bereich hinunter 
genau messen will, ein Standard ADC kann ja keine 0,0001 V ordentlich 
messen, wenn da ein 1/10 oder 1/100 Spannungsteiler davor sitzt.

Ein Lösungsansatz der mir einfällt, wären verschiedene Ranges aber 
angenommen es geht um ein Labornetzteil mit Display und pi pa po, wie 
würde man in der GUI das "Umspringen" der Ranges lösen, sodass keine 
Sprünge in den Messwerten auftauchen? Kann man die einzelnen 
Spannungsteiler der einzelnen Ranges wirklich so exakt aufeinander 
trimmen dass diese exakt gleich messen? Ich würde vermeiden wollen, dass 
sich der angezeigte Messwert beim automatischen umschalten der Range 
verändert.

Hoffe, es ist halbwegs verständlich was meine :-D Bin nicht vom Fach.

Ich erwarte keine fertigen Lösungen, nur Ansätze, wie man das machen 
würde, best practices, etc...

Danke!

von Dieter W. (dds5)


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L. N. schrieb:
> ein Standard ADC kann ja keine 0,0001 V ordentlich messen...

L. N. schrieb:
> angenommen es geht um ein Labornetzteil mit Display

Und wie stellt man an so einem Netzteil 0,0001V ein?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Du hast Dir da ein völlig absurdes Szenario ausgedacht. Kein 
Labornetzteil zeigt die Spannung mit so vielen Nachkommastellen an und 
das wird in absehbarer Zeit auch nicht kommen.

Range-Umschaltung ist theoretisch immer schneller möglich, als dein Auge 
es wahrnehmen kann und natürlich kann man jeden Spannungsteiler 
theoretisch beliebig präzise abgleichen.

Aber wegen dem Kosten/Nutzen-Verhältnis macht das niemand.

von N. M. (mani)


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Was ist ein großer Bereich?
Zahlen!
+-10V?
+-1000V?

von g457 (Gast)


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> Kein Labornetzteil zeigt die Spannung mit so vielen Nachkommastellen an
> und das wird in absehbarer Zeit auch nicht kommen.

Bei ordentlichen(tm) Netzteilen ist das Standard(tm).

Für den TO: Ja, man macht einfach(tm) mehrere Bereiche.

von L. N. (derneumann)


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OK es fehlen ein paar Zahlen, wie mir scheint ;-)

Aktuell habe ich eine Vref von 2.048V.
Um 20V messen zu können brauche ich schon 1/10 Spannungsteiler.
Wenn ich nun 10 mV am Netzteil einstelle (das kann es, einwandfrei) dann 
liegt nach dem 1/10 Spannungsteiler schon nur mehr 1 mV an, womit der 
ADC seine liebe Mühe hat, der kann offensichtlich nur bis 5-6mV messen, 
denn das ist der Wert den er mir ausgibt.
Es handelt sich um den integrierten ADC des Teensy 3.5, Datenblatt: 
https://www.pjrc.com/teensy/K64P144M120SF5.pdf

Mit einem MCP3204 hatte ich das Problem nicht, allerdings hatte ich bei 
der damaligen Schaltung auch eine höhere Vref von 4.096V verwendet, 
möglicherweise hatte sich das auch entsprechend positiv ausgewirkt.


Es geht mir eigentlich nur darum, dass mein Netzteil aktuell 50-60 mV am 
Display anzeigt, wenn aber nur 10 mV anliegen. Sobald ich die Spannung 
über 50-60 mV einstelle, passt die Anzeige. Klar könnte ich unterhalb 
von z.B. 100mV einfach NaN oder was auch immer anzeigen aber es geht mir 
ja auch um das grundsätzliche Problem. Was wenn ich 30V oder 40V mit 
demselben ADC und derselben Vref messen möchte, dann hab ich einen noch 
größeren Spannungsteiler, dann ist die Geschichte noch früher ungenau 
als erst bei 50-60mV.

Hier zur Veranschaulichung ein Video:
https://owncloud.ne-mail.net/s/KAqzSKiM9C4spf5

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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Ahja, da ist das eigentliche Problem.
In MCU integrierte ADC haben relativ "grausame" Eigenschaften, vor allem 
bei Offset und Messung bis GND. Rechnerisch ist die Sache unlösbar! 
Richtig: Es bleibt nur eine Unterdrückung und mit Spannungsteiler wird 
es unbrauchbar.

Lösung:
Sigma-Delta-ADC mit 20-Bit könnten 0-100V mit Auflösung 0.1mV anzeigen, 
oft haben diese auch einen Differential Input. Nur 16-Bit und 3-4 Bit 
integrierter PGA wäre noch besser.

In meiner noch aktiven Zeit hatte ich mit dem ADS1118 (TI) sehr gute 
Erfahrungen. 16-Bit, Vref integriert, PGA für +-256mV bis +-6 (bzw VDD). 
Da gibt es auch fertig aufgebaute Breakout Module für wenig Geld.

Angenommen VDD 5V und fester Eingangsspannungsteiler 10:1, könnte man 
bis 50V anzeigen mit Auflösung 1mV bis hin zu ganz kleinen Spannungen 
mit Auflösung 0.1mV

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Ich verwende noch gerne 24 bit ADC fuer praezise Anwendungen. Aber hier 
macht es keinen Sinn.
1) Ein Laborpowersupply ist keine Referenz.
2) Auch ein Laborpowersupply hat einen Frequenzgang.

Wenn ich 5.0V haben muss :
- Nehme ich das Praezisionsmultimeter zum Nachmessen an der Last selbst
- Ich nehme das Oszilloskop um zu sehen was fuer ein Muell auf der 
Spannung drauf ist.

Sonst bin ich mit etwa 5.0V zufrieden. Was auch immer das ist.

Fuer erhoehte Ansprueche muss eine Referenz auf der Schaltung her.

von L. N. (derneumann)


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Vielen Dank, dann werde ich mir den ADS1118 mal genauer anschauen. habe 
glaube ich eh so ein breakout board da und hab den glaub ich sogar 
schonmal ausprobiert in dem kontext, habe aber wohl zu früh aufgegeben.

Was bedeutet/kann PGA?

@Zitronen F.: gebe dir grundsätzlich recht, so ein rigol DP831 zb. 
schafft aber ähnliche präzision, ich sehe nichts verwerfliches dran, das 
auch zu versuchen umzusetzen...

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Was bedeutet/kann PGA?

Programmable Gain Amplifier
(steuerbare Verstärkung)

von Pandur S. (jetztnicht)


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Also du drehst an einem Knopf, irgendwie wird eine Spannung an den 
Klemmen ausgegeben, und der zurueckgemessene Wert angezeigt als 3.4567V. 
Schoen.

Und dann. Der Wert flattert auf den letzten zwei Stellen. Kannst du das 
ausreglen ? Willst du das ausregeln ? Es ist aber schon klar, dass der 
Regelkreis eine Bandbreite haben muss. Dass das Powersupply eine 
Bandbreite haben muss.

Oder der Wert laeuft weg. Was dann ? Kannst und willst du das dann 
nachregeln ? Dass der Wert stehenbleibt ?

von L. N. (derneumann)


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mir gehts nicht ums regeln sondern ums messen und anzeigen. der 
regelkreis braucht den ADC nicht.

laut oszi hab ich 10mV peak to peak am ausgang. der ADC nimmt mehrere 
samples und gibt den durchschnitt am display aus.

von Willi S. (ws1955)


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L.N. hat es inzwischen beantwortet, was ich wieder mal viel zu 
umständlich klar stellen wollte. Kurz: Es hat mich über 30 Jahre lange 
ziemlich genervt, dass ich oft 5-Digit-Voltmeter zum Netzteil parallel 
schalten musste, um bestimmte Untersuchungen durchzuführen. Nur 10mV 
Auflösung bzw nur 100mV über 19.9V der Netzteile reicht einfach nicht. 
Das Zeug ist zwar sagenhaft billig geworden, aber was gescheites muss 
man sich imner noch selber bauen (...)

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Was bedeutet/kann PGA?
>
> Programmable Gain Amplifier
> (steuerbare Verstärkung)

danke!

Willi S. schrieb:
> L.N. hat es inzwischen beantwortet, was ich wieder mal viel zu
> umständlich klar stellen wollte. Kurz: Es hat mich über 30 Jahre lange
> ziemlich genervt, dass ich oft 5-Digit-Voltmeter zum Netzteil parallel
> schalten musste, um bestimmte Untersuchungen durchzuführen. Nur 10mV
> Auflösung bzw nur 100mV über 19.9V der Netzteile reicht einfach nicht.
> Das Zeug ist zwar sagenhaft billig geworden, aber was gescheites muss
> man sich imner noch selber bauen (...)

danke! :-)

von M. K. (sylaina)


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L. N. schrieb:
> Wenn ich nun 10 mV am Netzteil einstelle (das kann es, einwandfrei) dann
> liegt nach dem 1/10 Spannungsteiler schon nur mehr 1 mV an, womit der
> ADC seine liebe Mühe hat, der kann offensichtlich nur bis 5-6mV messen,
> denn das ist der Wert den er mir ausgibt

Dann nimm mal einen ADC mit mehr als 10 bit, zum Einstieg vielleicht ein 
MCP3208 mit 12 Bit, der würde dir die 2048 mV mit 12 Bit auflösen, also 
käme auf eine Auflösung von schon rund 0.5 mV runter. Reicht dir das 
immer noch nicht gehst du mit der Auflösung weiter hoch, entweder durch 
Überabtasten und Co aus den 12 Bit 14/16/20 Bit machen oder direkt einen 
entsprechenden ADC benutzen.

von Willi S. (ws1955)


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Siehe weiter oben: Das eigentliche Problem ist so eine Art OFFSET des 
MCU ADC und auch Messungen bis wenige mV über GND ist bei unipolarer 
Versorgung so eine Sache. Wenn man keine negativen Überraschungen 
erleben möchte, muss man sich das DATENBLATT schon "ganz genau" 
anschauen!

Besonderheit ADS1118:

Dieser ADC kann trotz unipolarer Versorgung bis -300mV unter GND messen 
!!

Daher gibt es die beiden obigen typischen ADC-Probleme mit ADS1118 ganz 
einfach gar nicht.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Problem schein andersherum zu liegen. Du moechtest eine Spannung 
genau einstellen koennen. Was nicht Ziel von Netzgeraeten ist.

Was du benoetigts ist ein DAC angesteuerter OpAmp, der auch etwas Strom 
bringen kann. zB einen OPA561, BUF634, LT1010, oder aehnlich.

von L. N. (derneumann)


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Zitronen F. schrieb:
> Das Problem schein andersherum zu liegen. Du moechtest eine Spannung
> genau einstellen koennen.

Ja das möchte und kann ich. MCP4922 und OPA2197 erledigen den job 
bereits einwandfrei, wie man im Video anhand der eingestellten Spannung 
und der angezeigten Messung am Multimeter gut erkennen kann...

Zitronen F. schrieb:
> Was nicht Ziel von Netzgeraeten ist.

what?

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Siehe weiter oben: Das eigentliche Problem ist so eine Art OFFSET
> des
> MCU ADC und auch Messungen bis wenige mV über GND ist bei unipolarer
> Versorgung so eine Sache. Wenn man keine negativen Überraschungen
> erleben möchte, muss man sich das DATENBLATT schon "ganz genau"
> anschauen!
>
> Besonderheit ADS1118:
>
> Dieser ADC kann trotz unipolarer Versorgung bis -300mV unter GND messen
> !!
>
> Daher gibt es die beiden obigen typischen ADC-Probleme mit ADS1118 ganz
> einfach gar nicht.

Einen ADS1115 hab ich hier, scheint aber gleich zu sein wie der ADS1118, 
abgesehen vom Interface (I2C vs. SPI).

Ich mach mich gleich mal ans Werk :-)

von ganz genau (Gast)


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L. N. schrieb:
> Zitronen F. schrieb:
>> Was nicht Ziel von Netzgeraeten ist.
>
> what?

Das ist eine Frage des Standpunktes.

Z.F. meint damit, daß er allgemein unterscheidet - nachvollziehbar.

Du meinst damit, daß Deine Versorgung (die ja auch ein NG ist...)
das aber können soll. Wieso auch nicht, denn ja: Es wäre praktisch.

L. N. schrieb:
> Einen ADS1115 hab ich hier, scheint aber gleich zu sein wie der
> ADS1118, abgesehen vom Interface (I2C vs. SPI).
>
> Ich mach mich gleich mal ans Werk :-)

Ich bin gespannt. Und vielleicht bin ich nicht mal allein. :-)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Also ich kann meine billigen China Labornetzteile in 10mV Schritten 
einstellen und der angezeigte Wert stimmt auch +/-2mV mit der Anzeige 
meiner drei Multimeter überein. Der Ripple beträgt allerdings mehr als 
10mV bei mittlerer Last.

Labornetzteile die für aussergewöhnlich hohe Präzision konstruiert sind, 
haben sicher dazu passende Anzeigeinstrumente. Dazu würde ich 4-Leiter 
Messung erwarten, sonst machen Bruchteile von Millivolt gar keinen Sinn.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Ja, und dann sollten wir auch von Bandbreite, resp Frequenzgang reden.

Vereinfacht :
Was geschieht wenn ich einen Audioverstaerker anhaenge und mit voller 
Amplitude 4 Ohm treibe. Wie verhaelt sich die Ausgangsspannung des 
Netzteiles ueber den Frequenzgang dann.
In einer naechsten Stufe reden wir von einem FPGA, welches innert 
Nanosekunden von Null auf 3A geht, und in der naechsten wieder auf Null.

Ein Powersupply muss nicht nur DC bringen. Ja, Spannung, aber nicht 
Strom

: Bearbeitet durch User
von L. N. (derneumann)


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Stefanus F. schrieb:
> Also ich kann meine billigen China Labornetzteile in 10mV
> Schritten
> einstellen und der angezeigte Wert stimmt auch +/-2mV mit der Anzeige
> meiner drei Multimeter überein. Der Ripple beträgt allerdings mehr als
> 10mV bei mittlerer Last.
>
> Labornetzteile die für aussergewöhnlich hohe Präzision konstruiert sind,
> haben sicher dazu passende Anzeigeinstrumente. Dazu würde ich 4-Leiter
> Messung erwarten, sonst machen Bruchteile von Millivolt gar keinen Sinn.

Das ist ja mein Ziel und die Einstellung passt auch schon. Die 
eingestellte Spannung stimmt bis auf +/-5mV (maximal, im gesamten 
Spannungsbereich) auch.
Hier gehts ja rein um die Anzeige der gemessenen Spannung mittels ADC, 
da bin ich noch ein paar mV mehr daneben, bzw. kann ich momentan nicht 
unterhalb von 60 mV messen, d.h. da stimmt die Anzeige einfach gar 
nicht. Eigentlich nur ein kleiner Schönheitsfehler, denn wann braucht 
man das schon, was interessiert es mich ob am Ausgang 60 mV oder 10 mV 
anliegen :-)

von L. N. (derneumann)


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Zitronen F. schrieb:
> Ja, und dann sollten wir auch von Bandbreite, resp Frequenzgang
> reden.
>
> Vereinfacht :
> Was geschieht wenn ich einen Audioverstaerker anhaenge und mit voller
> Amplitude 4 Ohm treibe. Wie verhaelt sich die Ausgangsspannung des
> Netzteiles ueber den Frequenzgang dann.
> In einer naechsten Stufe reden wir von einem FPGA, welches innert
> Nanosekunden von Null auf 3A geht, und in der naechsten wieder auf Null.
>
> Ein Powersupply muss nicht nur DC bringen. Ja, Spannung, aber nicht
> Strom

Irgendwie hab ich den Eindruck, dass du noch immer davon ausgehst, wir 
würden hier vom Regelkreis sprechen. Ja der ist auch wichtig, wie 
reagiert das Netzteil auf induktive, kapazitive Lasten oder auf 
plötzliche Lastspitzen.

Hier gehts jetzt aber rein um eine ADC Messung, der ADC ist bei mir 
NICHT Teil des Regelkreises, wenn ich den rauslöte funktioniert das 
Netzteil noch immer.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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0 bis 20V mit maximal 5mV Abweichung sollte mit einem 12bit Wandler 
(oder mehr) kein Problem sein. Wenn es denn ein guter ist, mit einer 
guten Referenz betrieben wird und das Layout dementsprechend ist.

Bei meinen Lochraster-Basteleien konnte ich mit externen ADC ohne 
besondere Massnahmen nur 10 Bits sinnvoll nutzen. Ein bisschen 
Hirnschmalz muss man da also schon noch rein stecken, wenn man mehr 
braucht. Das ist sicher machbar.

Von dem internen ADC in einem gewöhnlichen Mikrocontroller würde 
allerdings keine Wunder erwarten. Alles was über 10 Bits hinaus geht, 
wird dort wohl im Rauschen untergehen. Das habe ich so oft gelesen, dass 
ich es ohne probieren glaube.

von A. S. (achs)


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Wenn es um relative geht, einfach eine Hysterese.

0-2V der erste Bereich, 1-5V der zweite, 3-10V der dritte etc.

Wechsel nur, wenn der aktuelle Bereich verlassen wird

von Willi S. (ws1955)


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ADC on MCU unbrauchbar ?

Zum Teil stimmt es und ist es ja auch kein Wunder bei so vielen 
Störquellen on chip. Andererseits haben die meisten Schaltungsentwickler 
eine extreme Leseschwäche und ignorieren das Kapitel ADC im Datenblatt 
komplett...

Auch die Entwickler vom TEENSY (3.5), um das es hier geht, überlassen es 
dem Anwender und heraus gekommen sind fehlende Teile samt fehlenden 
Anschlüssen.

1)
AGND und GND ist nicht das Gleiche! Da ist eine Spule dazwischen, die 
natürlich einige mV Fehler produziert. Das Layout kann ich nicht prüfen. 
Wahrscheinlich hatte ANALOG keine Priorität (..) Die wahren 
Fehlspannungen kann man praktisch gar nicht messen, dazu ist die 
Sample-Time einfach zu kurz.

2)
VSSA und VREGL sind beim Teensy leider nicht trennbar, sonst könnte man 
sich mit dem Offset was relativ einfaches einfallen lassen.

3)
Die Quellimpedanzen dürfen 2kOhm nicht übersteigen. Was bei der 
Netzteilanwendung wegen dem Spannungsteiler schon mal überhaupt nicht 
realisierbar ist. Es braucht also BUFFER-OPV !!!

4)
Jeder ADC braucht einen Tiefpass gegen Aliasing und Stützkondensatoren 
direkt an den Eingängen. Gibt es beim Teensy nicht, muss "notdürftig" 
bestmöglich alles irgendwie dazu gepflanzt werden.

Ok, bei einem "Universal"-Modul geht es ja nicht anders. Aber diese 
Mängel liegen nicht am MCU sondern an der Modul-Konstruktion !!

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> ADC on MCU unbrauchbar ?
>
> Zum Teil stimmt es und ist es ja auch kein Wunder bei so vielen
> Störquellen on chip. Andererseits haben die meisten Schaltungsentwickler
> eine extreme Leseschwäche und ignorieren das Kapitel ADC im Datenblatt
> komplett...
>
> Auch die Entwickler vom TEENSY (3.5), um das es hier geht, überlassen es
> dem Anwender und heraus gekommen sind fehlende Teile samt fehlenden
> Anschlüssen.
>
> 1)
> AGND und GND ist nicht das Gleiche! Da ist eine Spule dazwischen, die
> natürlich einige mV Fehler produziert. Das Layout kann ich nicht prüfen.
> Wahrscheinlich hatte ANALOG keine Priorität (..) Die wahren
> Fehlspannungen kann man praktisch gar nicht messen, dazu ist die
> Sample-Time einfach zu kurz.
>
> 2)
> VSSA und VREGL sind beim Teensy leider nicht trennbar, sonst könnte man
> sich mit dem Offset was relativ einfaches einfallen lassen.
>
> 3)
> Die Quellimpedanzen dürfen 2kOhm nicht übersteigen. Was bei der
> Netzteilanwendung wegen dem Spannungsteiler schon mal überhaupt nicht
> realisierbar ist. Es braucht also BUFFER-OPV !!!
>
> 4)
> Jeder ADC braucht einen Tiefpass gegen Aliasing und Stützkondensatoren
> direkt an den Eingängen. Gibt es beim Teensy nicht, muss "notdürftig"
> bestmöglich alles irgendwie dazu gepflanzt werden.
>
> Ok, bei einem "Universal"-Modul geht es ja nicht anders. Aber diese
> Mängel liegen nicht am MCU sondern an der Modul-Konstruktion !!

Hier ist das Board Layout: 
https://github.com/mamama1/LabPSU_Darlington/blob/master/Hardware/preview.PNG
Und hier der Schaltplan von meinem Netzteil: 
https://github.com/mamama1/LabPSU_Darlington/blob/master/Hardware/schematics.pdf

Sorry für den Saustall im Schaltplan, aber ich hab das weder gelernt, 
noch mir übermäßig viel Mühe gegeben. Und wenn du in Eagle mal begonnen 
hast, das Board Layout zu machen, löscht du lieber keine Leitungen mehr 
im Schaltplan...

Ich hab AGND und GND auf den jeweiligen Groundplanes, der Ausgang ist ja 
auch sehr sauber, kaum Störungen zu sehen.

Habe jetzt ein wenig mit dem ADS1115 herumgespielt, funktioniert soweit 
einwandfrei. Allerdings sieht es so aus als wäre nicht der integrierte 
ADC vom Teensy schuld gewesen, dass ich nicht bis 0 mV messen kann, 
sondern der Buffer Opamp am Eingang des ADCs. Steht ja auch im 
Datenblatt vom OPA2197 dass der nur auf 5-25 mV der negativen Supplyrail 
runterkommt. Tja, wer lesen kann, ist klar im Vorteil würde ich sagen.
Habe einen TC7660 für negative 5V am GND des OPA2197 angeschlossen und 
schon kann ich wunderbar bis 0 mV runtermessen (mit dem ADS1115).
Ich teste das noch mit dem internen Teensy ADC und wenns dort klappt, 
bin ich nicht traurig, wenn ich mir den externen ADC sparen kann. Denn 
der ADS1115/ADS1118 kostet auch so um die 5€ bei Mouser und ob mir das 
die paar mV mehr Genauigkeit wert sind muss ich mir noch überlegen :-)
Der interne ADC misst maximal 10 mV daneben (SOLL und IST Spannung passt 
ja, es ist nur die gemessene Anzeige die etwas abweicht), vielleicht 
kann ich das ja auch noch mit etwas Layoutoptimierung wegbekommen.

edit: wenn ich einen größeren spannungsbereich messen wollen würde als 
jetzt (0-20.48V bzw. im aktuellen Aufbau eh nur 0-12.285V) dann würde 
sich der ADS1115 auf jeden Fall anbieten. Mit der internen 
Spannungsreferenz und dem PGA tut man sich leichter. Würde da etwas 
gegen z.B. einen 1:20 Spannungsteiler sprechen? Bei VDD 3.3V könnte man 
da schon bis zu 66V messen...

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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Schaltplan und Layoutbild kann ich immerhin einwandfrei lesen, das ist 
ja schon mal was (Eagle-Dateien könnte ich nicht sehen). Einiges 
verstehe ich nicht, aber momentan suche ich den Fehler noch bei mir 
selber.

Ist die Platine wirklich nur zweilagig oder fehlt da was ?
Jedenfalls schaut die Sache ziemlich aufgeräumt und durchdacht aus.

In meinem "Katalog" fand ich einige Zerodrift RRIO OPV, aber keine 
Lösung. Von wegen Rail To Rail Input Output, das ist nur eine Werbelüge. 
20-70mV Restspannung über GND am Output wird auch noch als RRIO 
bezeichnet. Man wird älter als ne Kuh und lernt immer noch dazu...

IC9 LM334 (Vref) kann doch nicht am Netzteilausgang hängen. Hab ich 
einen Knick in der Optik oder stimmt der Schaltplan nicht ?

Die AGND/GND-Verhältnisse überprüfen ist natürlich mit Aufwand 
verbunden.

Auch beim ADS1115/18 ist der Eingangswiderstand nicht konstant, je nach 
PGA-Stufe teilweise sehr verschieden. Siehe Datenblatt. Hinter einem 
relativ hochohmigen Spannungsteiler wird die Anzahl nutzbarer PGA-Stufen 
eng begrenzt sein. Das muss man jetzt halt mal durchspielen.

Die 16-Bit ADC im Teensy bieten effektiv nur 11.4 Bit Genauigkeit (siehe 
Datenblatt).

von Willi S. (ws1955)


Angehängte Dateien:

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Echter RRIO OPV:
Sofern der Output das Problem ist.
So müsste es doch gehen ?

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Schaltplan und Layoutbild kann ich immerhin einwandfrei lesen, das ist
> ja schon mal was (Eagle-Dateien könnte ich nicht sehen). Einiges
> verstehe ich nicht, aber momentan suche ich den Fehler noch bei mir
> selber.

Schau mal hier, da sind auch die Eagle Dateien. Es handelt sich aber um 
eine ältere Version mit ein paar Bugs. Solltest du das aufbauen wollen, 
warte lieber bis ich die aktuellste Version hochgeladen habe, die 
funktioniert bis auf diese Ungenauigkeit im < 50mV Bereich sehr gut.

>
> Ist die Platine wirklich nur zweilagig oder fehlt da was ?
> Jedenfalls schaut die Sache ziemlich aufgeräumt und durchdacht aus.

Ist nur zweilagig. Danke, ich tüftle schon seit mindestens einem halben 
Jahr recht intensiv daran (mal mehr mal weniger).

>
> In meinem "Katalog" fand ich einige Zerodrift RRIO OPV, aber keine
> Lösung. Von wegen Rail To Rail Input Output, das ist nur eine Werbelüge.
> 20-70mV Restspannung über GND am Output wird auch noch als RRIO
> bezeichnet. Man wird älter als ne Kuh und lernt immer noch dazu...

Da ist der OPA2197 mit seinen 5 mV (typical) zur Rail eh schon sehr gut. 
Trotzdem hab ich die ganze Zeit nicht daran als Fehlerquelle gedacht. 
Als ich es sah, fiel es mir wie Schuppen von den Augen :-D

> IC9 LM334 (Vref) kann doch nicht am Netzteilausgang hängen. Hab ich
> einen Knick in der Optik oder stimmt der Schaltplan nicht ?

Das soll eine minimale Last von ca. 10 mA sein, bestücke ich aber schon 
seit ein paar Versionen nicht mehr. Stattdessen verwende ich jetzt die 
Geschichte mit D11 und T8, das zieht auch die paar mA wenn Vout kleiner 
ist als 1V (LM334 ist da nicht geeignet). Die Zener Diode wird zwar 
ziemlich warm (ca. 70 °C), läuft aber bisher.

> Die AGND/GND-Verhältnisse überprüfen ist natürlich mit Aufwand
> verbunden.

Hab mich bemüht, aber ein Profi findet da sicher noch 
Optimierungspotenzial.

> Auch beim ADS1115/18 ist der Eingangswiderstand nicht konstant, je nach
> PGA-Stufe teilweise sehr verschieden. Siehe Datenblatt. Hinter einem
> relativ hochohmigen Spannungsteiler wird die Anzahl nutzbarer PGA-Stufen
> eng begrenzt sein. Das muss man jetzt halt mal durchspielen.

Damit muss ich mich noch spielen bzw. mich einlesen und verstehen. Mit 
2x Gain (0,0625 mV Auflösung pro Bit) habe ich eigentlich sehr gute 
Ergebnisse erzielt und müsste nicht mal höher schalten weil ich bei 
einem 1/10 Teiler da eh schon bis zu den 12V messen kann die das 
Netzteil in der aktuellen Konfiguration maximal ausgibt.

> Die 16-Bit ADC im Teensy bieten effektiv nur 11.4 Bit Genauigkeit (siehe
> Datenblatt).

Da hab ich auch dunkel was in Erinnerung. Werde mich in den nächsten 
Tagen noch weiter mit dem Teensy ADC spielen und ihn mit dem ADS1115 
vergleichen und sehen ob der Teensy ADC für meine Zwecke reicht (auch im 
Hinblick auf später möglicherweise höhere Vout) oder nicht...

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Echter RRIO OPV:
> Sofern der Output das Problem ist.
> So müsste es doch gehen ?

Verfälscht der 10k pulldown nicht das Messergebnis?

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Echter RRIO OPV:
>> Sofern der Output das Problem ist.
>> So müsste es doch gehen ?
>
> Verfälscht der 10k pulldown nicht das Messergebnis?

An sich nicht, denn die Schaltung ist ja sozusagen "geregelt" (OPV 
closed loop).

OPA2197 geprüft:
Seine Eingänge können sogar 500mV über die Versorgung hinaus. Das 
Problem ist also nur sein Ausgang und das wird durch obige Schaltung 
gelöst.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Willi S. schrieb:
> Kurz: Es hat mich über 30 Jahre lange
> ziemlich genervt, dass ich oft 5-Digit-Voltmeter zum Netzteil parallel
> schalten musste, um bestimmte Untersuchungen durchzuführen. Nur 10mV
> Auflösung bzw nur 100mV über 19.9V der Netzteile reicht einfach nicht.
> Das Zeug ist zwar sagenhaft billig geworden, aber was gescheites muss
> man sich imner noch selber bauen (...)

Das ist Unsinn. Solche Netzteile muss man sich nicht selbst bauen, 
sondern kann sie selbstverständlich auch käuflich erwerben. Allerdings 
handelt es sich dabei natürlich nicht um denselben Chinaramsch, der für 
kleines Geld verhökert wird.

Solche hochwertigen Netzteile mit hochauflösender internen Spannungs- 
und Stromeinstellung und -messung werden als sog. Source Meter 
bezeichnet, z.B.:

https://www.tek.com/keithley-source-measure-units/keithley-smu-2400-series-sourcemeter

Hier sind man sehr schön einen Versuchsaufbau, bei dem zwei Source Meter 
als Quelle und Senke verwendet werden:

https://youtu.be/CLGRcSE-bjo?t=348

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Einfache Netzteile sind billig, aber wenn man spezielle Anforderungen 
stellt, wie eine hohe Auflösung bei der Anzeige, wird es schon schwer 
was passendes günstig zu bekommen.

Bei den Ladungspumpe ICs wie TC7660 muss man etwas mit den Störungen 
aufpassen. Am Netzteil gibt es ggf. bessere Alternativen, wie etwa eine 
Ladungspumpe von den 50 Hz. Die Reglerschaltung profitiert oft auch von 
eine negativen Hilfsspannung.

Als oft günstigere Alternative zum ADC1115 gäbe es MCP3421, allerdings 
mehr für den 60 Hz Markt gedacht (über das Mitteln von 3 Werten aber zu 
umgehen).

von ganz genau (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Das ist Unsinn. Solche Netzteile muss man sich nicht selbst bauen,

Wer redet denn von müssen?

> sondern kann sie selbstverständlich auch käuflich erwerben.

Natürlich, wie fast alles.

Mag ja sein, daß es so etwas zwar gibt - aber zu happigem Preis. Für
beruflichen Einsatz (geeicht etc.) kann man solch eine Idee wohl in den 
meisten Fällen sofort vergessen, aber privat hat man doch grundsätzlich
die Möglichkeit, so etwas selbst zu bauen.

Wieso das (ganz allgemein) Unsinn sein soll, begreife ich nicht.

von Willi S. (ws1955)


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Es gibt Sachen, die hat die Industrie einfach nicht auf der Agenda. 
Selbst im vierstelligen Euro-Bereich haben Labornetzgeräte von 
TDK-LAMBDA eine Anzeigegenauigkeit von nur 0.5% (+1 Digit), zum Beispiel 
bei 20V +-110mV.

Ich verstehe gar nicht, woher diese grottenschlechte Genauigkeit 
überhaupt kommen könnte. Eine Vref mit 0.05% und genügend langzeitstabil 
kostet doch fast nix. Ausserdem ist da sowieso ein MCU, gibt es auch 
diverse digitale Schnittstellen, wären sogar krumme Kurven leicht 
kalibrierbar.

Aber nein, auch für 15-fachen Preis gibt es nur eine Anzeigegenauigkeit 
wie beim 0815 Billigschrott aus China.

Natürlich "muss" man selber bauen, wenn man es kann.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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ganz genau schrieb:
> Wer redet denn von müssen?

Offenbar mangelt es Dir gewaltig am Textverständnis. Durch 
unvollständiges Zitieren versuchst Du jedoch, Deine unsägliche 
Inkompetenz zu vertuschen. Willi S. hat doch völlig unmissverständlich 
behauptet: "Das Zeug ist zwar sagenhaft billig geworden, aber was 
gescheites muss man sich imner noch selber bauen", und genau auf diese 
Behauptung bezog sich meine Aussage.

>> sondern kann sie selbstverständlich auch käuflich erwerben.
>
> Natürlich, wie fast alles.

Das scheint Willi S. aber nicht klar zu sein.

> Mag ja sein, daß es so etwas zwar gibt - aber zu happigem Preis. Für
> beruflichen Einsatz (geeicht etc.) kann man solch eine Idee wohl in den
> meisten Fällen sofort vergessen, aber privat hat man doch grundsätzlich
> die Möglichkeit, so etwas selbst zu bauen.

Geeichte Messgeräte werden doch fast nie benötigt. Solche Labornetzteile 
werden höchstens entsprechend der relevanten Norman kalibriert, d.h. 
entweder nach Werksnorm des Hersteller, nach DAkkS- oder ISO-Norm.

> Wieso das (ganz allgemein) Unsinn sein soll, begreife ich nicht.

Du scheinst ja nicht einmal den Ausdruck "muss man sich imner noch 
selber bauen" zu verstehen, insbesondere das Wort "immer". Auf der 
Grundschule lernt man die Bedeutung, auf der Bauschule wohl eher nicht.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Willi S. schrieb:
> Es gibt Sachen, die hat die Industrie einfach nicht auf der Agenda.
> Selbst im vierstelligen Euro-Bereich haben Labornetzgeräte von
> TDK-LAMBDA eine Anzeigegenauigkeit von nur 0.5% (+1 Digit), zum Beispiel
> bei 20V +-110mV.

Dann hat TDK Lambda eben solche Geräte nicht im Lieferprogramm. Es ist 
aber völliger Unsinn, dies zu verallgemeinern. Ich habe Dir bereits eine 
ganz konkrete Produktfamilie mit entsprechend hoher Auflösung und 
Genauigkeit genannt. Keithley (mittlerweile Tektronix) hat auch Source 
Meter mit 3000V, 50A oder 2000W im Angebot, und auch diese Geräte haben 
eine 6,5-stellige Auflösung.

> Natürlich "muss" man selber bauen, wenn man es kann.

Nein. Um an die Genauigkeit der kommerziellen Source Meter 
heranzukommen, muss man schon sehr viel Gehirnschmalz und Arbeit 
investieren. Das ist kein Wochenend-Bastelprojekt für Hobbyisten.

von L. N. (derneumann)


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Ich kann hier nur nochmal das DP831 bzw. eigentlich viel eher das DP832 
von Rigol erwähnen, ein Freund hat das und da stimmen die angezeigten 
Werte alle bis auf ein paar wenige Millivolt.

Laut Batronix Specs Seite hat es auf den Outputs nur +- 0,05% + 10mV. In 
der Regel übertrifft es diese Spezifikation.

Das Rigol kostet jetzt nicht die Welt und wäre für meine Zwecke auch 
mehr als völlig ausreichend, selber bauen macht mir aber einfach mehr 
Spaß, außerdem hab ich im Verlauf des Projekts wahnsinnig viel gelernt 
und werde noch viel lernen...

Und nun vertragt euch wieder, welchen Sinn hat es für die nachkommenden 
Leser wenn sie sich hier erst durch einen Flamewar wühlen müssen mit 
lauter nicht nichts, aber wenig zum Thema beitragenden Posts betreffend 
der Beschaffbarkeit genauer Netzteile.

von Lurchi (Gast)


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Es gibt schon Labornetzteile mit einer hohen Auflösung für die Messung. 
Einiger der HP Netzteile hatten z.B. quasi den ADC wie im 6 Stelligen 
DMM 34401 drin. Wie gut allerdings der Teiler / Verstärker davor und die 
Referenz ist weiß ich jetzt nicht.

Angesichts der heutigen Preise ist ein billiger 16,18 oder 24 bit ADC 
als IC auch nicht so abwegig. Der übliche 10 bit / 12 bit ADC in den µCs 
ist dann doch schon eher am unteren Ende.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Willi S. schrieb:
>>> Echter RRIO OPV:
>>> Sofern der Output das Problem ist.
>>> So müsste es doch gehen ?
>>
>> Verfälscht der 10k pulldown nicht das Messergebnis?
>
> An sich nicht, denn die Schaltung ist ja sozusagen "geregelt" (OPV
> closed loop).
>
> OPA2197 geprüft:
> Seine Eingänge können sogar 500mV über die Versorgung hinaus. Das
> Problem ist also nur sein Ausgang und das wird durch obige Schaltung
> gelöst.

Zurück zum Thema - stimmt, habe ich nicht bedacht dass der OPV da ja 
nachregelt. Wie siehts aber zwischen 0 mV und 5 mV aus, der Pulldown 
zieht ja in Richtung Ground. Heißt das nicht, dass die Spannung am 
Ausgang des OPVs von 0 mV auf 5 mV sprunghaft ansteigen würde? Der OPV 
kann ja ohne negative Versorgungsspannung keine 1, 2, 3 oder 4 mV 
ausgeben.. Dann würde das Netzteil zwar 0 mV anzeigen (was bei den 10 mV 
die minimal immer am Ausgang anliegen auch nicht stimmt), es würde aber 
auch zwischen 0 mV und 50 mV einfach 0 mV anzeigen, oder?

von L. N. (derneumann)


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Lurchi schrieb:
> Einfache Netzteile sind billig, aber wenn man spezielle
> Anforderungen
> stellt, wie eine hohe Auflösung bei der Anzeige, wird es schon schwer
> was passendes günstig zu bekommen.
>
> Bei den Ladungspumpe ICs wie TC7660 muss man etwas mit den Störungen
> aufpassen. Am Netzteil gibt es ggf. bessere Alternativen, wie etwa eine
> Ladungspumpe von den 50 Hz. Die Reglerschaltung profitiert oft auch von
> eine negativen Hilfsspannung.
>
> Als oft günstigere Alternative zum ADC1115 gäbe es MCP3421, allerdings
> mehr für den 60 Hz Markt gedacht (über das Mitteln von 3 Werten aber zu
> umgehen).

Ja, die Spannung die da aus dem TC7660 rauskommt, sieht am Oszi nicht 
sehr hübsch aus. Was meinst du mit einer Ladungspumpe "von den 50 Hz"?
Wenn ich dem Regelkreis eine negative Hilfsspannung geben würde, käme 
ich vermutlich auf 0,00 V runter, bei der Ausgangsspannung. So sind es 
0,01 V, vorerst auch OK für mich.

Ich mittele zwar sowieso immer mehrere Messungen des ADC aber was haben 
die 60 Hz von der Netzspannung mit dem ADC zutun?

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> L. N. schrieb:
> Zurück zum Thema - stimmt, habe ich nicht bedacht dass der OPV da ja
> nachregelt. Wie siehts aber zwischen 0 mV und 5 mV aus, der Pulldown
> zieht ja in Richtung Ground. Heißt das nicht, dass die Spannung am
> Ausgang des OPVs von 0 mV auf 5 mV sprunghaft ansteigen würde? Der OPV
> kann ja ohne negative Versorgungsspannung keine 1, 2, 3 oder 4 mV
> ausgeben.. Dann würde das Netzteil zwar 0 mV anzeigen (was bei den 10 mV
> die minimal immer am Ausgang anliegen auch nicht stimmt), es würde aber
> auch zwischen 0 mV und 50 mV einfach 0 mV anzeigen, oder?

Nein, insoweit bin ich mir sicher, dass meine Schaltungsidee 
funktioniert. Zwischen OPV-Ausgang und Arbeitswiderstand ist ja noch die 
Transistor Basis/Emitter Strecke. Unter 300mV geht der OPV-Ausgang 
wahrscheinlich gar nicht, bzw egal und springt er beim ersten mV am 
Eingang sofort auf über 500mV, damit der Transistor das Leiten anfängt.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Willi S. schrieb:
>>> L. N. schrieb:
>> Zurück zum Thema - stimmt, habe ich nicht bedacht dass der OPV da ja
>> nachregelt. Wie siehts aber zwischen 0 mV und 5 mV aus, der Pulldown
>> zieht ja in Richtung Ground. Heißt das nicht, dass die Spannung am
>> Ausgang des OPVs von 0 mV auf 5 mV sprunghaft ansteigen würde? Der OPV
>> kann ja ohne negative Versorgungsspannung keine 1, 2, 3 oder 4 mV
>> ausgeben.. Dann würde das Netzteil zwar 0 mV anzeigen (was bei den 10 mV
>> die minimal immer am Ausgang anliegen auch nicht stimmt), es würde aber
>> auch zwischen 0 mV und 50 mV einfach 0 mV anzeigen, oder?
>
> Nein, insoweit bin ich mir sicher, dass meine Schaltungsidee
> funktioniert. Zwischen OPV-Ausgang und Arbeitswiderstand ist ja noch die
> Transistor Basis/Emitter Strecke. Unter 300mV geht der OPV-Ausgang
> wahrscheinlich gar nicht, bzw egal und springt er beim ersten mV am
> Eingang sofort auf über 500mV, damit der Transistor das Leiten anfängt.

Ach so, d.h. die Spannung am OPV Ausgang ist dann eigentlich immer viel 
höher als die 5 mV, durch den Spannungsabfall am Transistor hab ich dann 
aber trotzdem meine 1, 2, 3, 4, 5, ... mV am Emitter.

Einfach und genial, Respekt und Danke, werde ich ausprobieren :-D

von Willi S. (ws1955)


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Rigol DP831

Danke für diese Nennung!
In diesem Leben brauche ich zwar sowas nicht mehr, aber bei nur 450€ 
würde sogar ich es nicht mehr selber bauen wollen. Ist ja ein 
sagenhaftes Teil !!

Ich nehme alles zurück zum Thema "Selberbauen-Müssen"...

Nur kann man einige Antworten nicht ernst nehmen, das ist ganz normal 
und gehe ich darauf gar nicht ein.

von Lurchi (Gast)


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Die Ladungspumpe von den 50 Hz nutzt die 50 Hz vom Trafo (sofern man die 
den hat) um per Kondensator gekoppelt sich eine zusätzliche 
Hilfsspannung zu erzeugen.  In der Regel geht dass per Kondensator zu 
den 50 Hz vor dem Gleichrichter, vom Kondensator je eine Diode zu 
negativen und positiven Seite der Hilfsspannung und ein Pufferelko für 
die Hilfsspannung. Die Hilfsspannung muss man dann ggf. noch 
stabilisieren, etwa per zener-diode oder 7905 oder ähnlich.

Die höher auflösenden ADCs können über die Integrationszeit einige 
Störfrequenzen gut unterdrücken. Hier wählt man dafür gerne vielfache 
von 20 ms, so dass 50 Hz, 100 Hz usw unterdrückt werden. Für die 
Benutzung am 60 Hz Netz passen andere Integrationszeiten. Wobei es mit 
100 ms und vielfachen auch die Möglichkeit gibt sowohl 50 als auch 60 Hz 
zu unterdrücken.

Bei dem recht stabilen Netzteilausgang sollte es eigentlich keinen 
großen Unterschied machen.

von L. N. (derneumann)


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Lurchi schrieb:
> Die Ladungspumpe von den 50 Hz nutzt die 50 Hz vom Trafo (sofern
> man die
> den hat) um per Kondensator gekoppelt sich eine zusätzliche
> Hilfsspannung zu erzeugen.  In der Regel geht dass per Kondensator zu
> den 50 Hz vor dem Gleichrichter, vom Kondensator je eine Diode zu
> negativen und positiven Seite der Hilfsspannung und ein Pufferelko für
> die Hilfsspannung. Die Hilfsspannung muss man dann ggf. noch
> stabilisieren, etwa per zener-diode oder 7905 oder ähnlich.
>
> Die höher auflösenden ADCs können über die Integrationszeit einige
> Störfrequenzen gut unterdrücken. Hier wählt man dafür gerne vielfache
> von 20 ms, so dass 50 Hz, 100 Hz usw unterdrückt werden. Für die
> Benutzung am 60 Hz Netz passen andere Integrationszeiten. Wobei es mit
> 100 ms und vielfachen auch die Möglichkeit gibt sowohl 50 als auch 60 Hz
> zu unterdrücken.
>
> Bei dem recht stabilen Netzteilausgang sollte es eigentlich keinen
> großen Unterschied machen.

OK verstanden, danke! Muss ich mir anschauen, ob ich mir den Aufwand 
antue hier eine komplette negative Rail vom Trafo weg aufzuziehen. Wenn 
du dir das Layout ansiehst wäre zwar genug Board space vorhanden, ich 
müsste aber umbauen.


Willi S. schrieb:
> Rigol DP831
>
> Danke für diese Nennung!
> In diesem Leben brauche ich zwar sowas nicht mehr, aber bei nur 450€
> würde sogar ich es nicht mehr selber bauen wollen. Ist ja ein
> sagenhaftes Teil !!


Ja, Rigol hat einiges für die Hobbywerkstatt. Sie wollen in den 
Profibereich aber ob sie dafür das Zeug haben, kann ich nicht 
beurteilen.

Noch mal zu deiner Transistorschaltung am OPV: Würde eine Diode zwischen 
Aus- und invertierendem Eingang nicht eigentlich dasselbe bewirken?

von Willi S. (ws1955)


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Diode statt Transistor ?
JA, "eigentlich" müsste das auch gehen.
Ich schaue mir jetzt mal ein Dioden-Datenblatt an in einem 
Betriebsbereich, der mich bisher noch nicht interessiert hat...

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Willi S. schrieb:
> Es gibt Sachen, die hat die Industrie einfach nicht auf der Agenda.
> Selbst im vierstelligen Euro-Bereich haben Labornetzgeräte von
> TDK-LAMBDA eine Anzeigegenauigkeit von nur 0.5% (+1 Digit), zum Beispiel
> bei 20V +-110mV.
>
> Ich verstehe gar nicht, woher diese grottenschlechte Genauigkeit
> überhaupt kommen könnte.

Einfach daher, daß die verbauten Bauteile eine höhere Genauigkeit (die 
ja auch über Zeit und Temperatur erhalten bleiben muß) nicht hergeben.

Und offensichtlich wird eine höhere Genauigkeit auch nur höchst selten 
gebraucht (im Sinne von: ist unerläßlich, nicht: wäre schön zu haben).
Ein Labornetzteil ist in erster Linie ein Energielieferant.

Geräte für höhere Anforderungen heißen dann entsprechend anders, eben 
z.B. source meter (wurde schon genannt) oder Kalibrator.


L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> bin ich mir sicher, dass meine Schaltungsidee
>> funktioniert. Zwischen OPV-Ausgang und Arbeitswiderstand ist ja noch die
>> Transistor Basis/Emitter Strecke. Unter 300mV geht der OPV-Ausgang
>> wahrscheinlich gar nicht, bzw egal und springt er beim ersten mV am
>> Eingang sofort auf über 500mV, damit der Transistor das Leiten anfängt.
>
> Ach so, d.h. die Spannung am OPV Ausgang ist dann eigentlich immer viel
> höher als die 5 mV, durch den Spannungsabfall am Transistor hab ich dann
> aber trotzdem meine 1, 2, 3, 4, 5, ... mV am Emitter.
>
> Einfach und genial

Na ja. Genial ist daran eigentlich nichts. Zumal ein simpler Widerstand 
vom OPV-Ausgang nach GND ganz das gleiche leistet. Der ADC-Eingang ist 
ja hochohmig und liefert nur einen minimalen Leckstrom, den ein 
Widerstand hinreichend gut ableiten kann. Dito den Leckstrom des 
OPV-Ausgangs.

Auch die Rechnung ist trivial:

max. Leckstrom · Ableitwiderstand = max. Fehlspannung (Offset über 0)

Einen Leckstrom hat der Transistor in Willis Schaltung übrigens auch.

von Willi S. (ws1955)


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Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA
An 10kOhm also maximal 0.15mV

von L. N. (derneumann)


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Axel S. schrieb:
> Na ja. Genial ist daran eigentlich nichts. Zumal ein simpler Widerstand
> vom OPV-Ausgang nach GND ganz das gleiche leistet. Der ADC-Eingang ist
> ja hochohmig und liefert nur einen minimalen Leckstrom, den ein
> Widerstand hinreichend gut ableiten kann. Dito den Leckstrom des
> OPV-Ausgangs.
>
> Auch die Rechnung ist trivial:
>
> max. Leckstrom · Ableitwiderstand = max. Fehlspannung (Offset über 0)

liegt im Auge des Betrachters, ob das für denjenigen genial ist. Die 
Erfindung der Glühbirne war auch mal genial. Der Vergleich mag 
übertrieben sein, du weißt aber sicher was ich meine.

Willi S. schrieb:
> Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA
> An 10kOhm also maximal 0.15mV

Hab das grade mit einem BC548C aufgebaut und funktioniert, danke sehr 
nochmal :-) Bewirkt der Leckstrom in dem Fall, dass das Ergebnis um 0,15 
mV verfälscht wird? Nicht, dass mich das stören würde - nur 
interessehalber die Frage.

von M. K. (sylaina)


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Willi S. schrieb:
> Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA
> An 10kOhm also maximal 0.15mV

Du hast ein LNG mit BC546 als Ausgangstransistor gebaut? Uff, ich hätte 
eher was Richtung TIP120 oder 2N3055 getippt, die dürfen bis zu 700 uA 
Leckstrom haben.
Welche Kennwerte hat dein LNG denn? Kann mir da einen BC546 kaum 
sinnvoll als Ausgangstransistor vorstellen.

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA
>> An 10kOhm also maximal 0.15mV
>
> Hab das grade mit einem BC548C aufgebaut und funktioniert, danke sehr
> nochmal :-) Bewirkt der Leckstrom in dem Fall, dass das Ergebnis um 0,15
> mV verfälscht wird? Nicht, dass mich das stören würde - nur
> interessehalber die Frage.

Nein, das ist sozusagen nur der Nullpunktfehler. Statt 0mV sieht der ADC 
0.15mV (maximal, typisch nur 0.02mV).

Statt 10kOhm wäre evtl 4k7 besser

Bei höheren Eingangsspannungen wirkt nur noch der OPV Offset als 
konstanter Fehler.

von L. N. (derneumann)


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M. K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA
>> An 10kOhm also maximal 0.15mV
>
> Du hast ein LNG mit BC546 als Ausgangstransistor gebaut? Uff, ich hätte
> eher was Richtung TIP120 oder 2N3055 getippt, die dürfen bis zu 700 uA
> Leckstrom haben.
> Welche Kennwerte hat dein LNG denn? Kann mir da einen BC546 kaum
> sinnvoll als Ausgangstransistor vorstellen.

Ich nutze zwei BD139/TIP3055 Darlingtons (parallel) als 
Ausgangstransistoren, siehe Schaltplan (Github), etwas weiter oben.

Der BC548 ist nur vor dem ADC Eingang.

Willi S. schrieb:
> Nein, das ist sozusagen nur der Nullpunktfehler. Statt 0mV sieht der ADC
> 0.15mV (maximal, typisch nur 0.02mV).
>
> Statt 10kOhm wäre evtl 4k7 besser
>
> Bei höheren Eingangsspannungen wirkt nur noch der OPV Offset als
> konstanter Fehler.

OK verstehe, das ist überhaupt kein Problem, da das Netzteil sowieso 
nicht weniger als 10 mV ausgeben kann. Hab gerade versucht, das auf der 
Platine reinzufrickeln um das mit dem Teensy ADC in der restlichen 
Schaltung authentisch zu testen, momentan kommt aber noch Müll beim ADC 
an - entweder hab ich irgendwo etwas gebrückt oder den OPV gebraten, 
muss mich noch weiter rumspielen. Da drin rumzulöten ist wie eine 
Knopfloch OP...

von Willi S. (ws1955)


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Den OPV einfach stärker belasten (Abschlusswiderstand zu GND)
War ein Vorschlag von Axel S.
Da hat er recht und einen Versuch wärs wert.

Ob es dann wirklich brauchbar ist, lineares Verhalten am Nullpunkt etc., 
keine Ahnung. Aber irgendwo hab ich das schon mal gemacht und war es die 
Lösung.

Übrigens (vor allem an L.N.): Die Datenblätter spezifizieren die 
Restspannung gar nicht bzw haben wir die Angabe mißverstanden! Die 
Angaben zum Output Swing beziehen sich bei "unipolarer" Versorgung auf 
eine Belastung (no load, 10kOhm, 2kOhm) gegen VS/2 !! Nicht GND !! 
Demzufolge ist diese Angabe für Belastung gegen GND unbrauchbar.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Den OPV einfach stärker belasten (Abschlusswiderstand zu GND)
> War ein Vorschlag von Axel S.
> Da hat er recht und einen Versuch wärs wert.
>

Hab jetzt mal 4k7 reingetan statt 10k, nun liest der ADC 10 mV bis ich 
ca. auf 40 mV hochdrehe, dann beginnt er langsam mehr zu messen. Aber 
erst bei ca. 660 mV stimmt die Messung mit der tatsächlichen Spannung 
überein. 4k7 zieht also scheinbar zu stark nach GND. Mal mit 6k8 
probieren?

> Ob es dann wirklich brauchbar ist, lineares Verhalten am Nullpunkt etc.,
> keine Ahnung. Aber irgendwo hab ich das schon mal gemacht und war es die
> Lösung.

Probieren geht über studieren :-D

>
> Übrigens (vor allem an L.N.): Die Datenblätter spezifizieren die
> Restspannung gar nicht bzw haben wir die Angabe mißverstanden! Die
> Angaben zum Output Swing beziehen sich bei "unipolarer" Versorgung auf
> eine Belastung (no load, 10kOhm, 2kOhm) gegen VS/2 !! Nicht GND !!
> Demzufolge ist diese Angabe für Belastung gegen GND unbrauchbar.

Hmmm... stimmt aber trotzdem mit dem gemessenen ganz gut überein... Mag 
wohl Zufall gewesen sein.


edit: hmm die 6k8 haben es eher schlimmer gemacht.. muss ich das 
verstehen?

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Willi S. schrieb:
> Leckstrom BC546: typ 2nA max 15nA

Bei Raumtemperatur! Schau nochmal bei 150°C

von Harald W. (wilhelms)


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L. N. schrieb:

> die Erfindung der Glühbirne war auch mal genial.

"Genial" war vor allen die geschickte Vermarktung eines gewissen
Hernn Edisons. Es gab damals durchaus ähnich gute Alternativen.

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Den OPV einfach stärker belasten (Abschlusswiderstand zu GND)
>> War ein Vorschlag von Axel S.
>
>
> edit: hmm die 6k8 haben es eher schlimmer gemacht.. muss ich das
> verstehen?

Nö, irgendwas stimmt da nicht.
An sich würde es mich wundern, wenn es knapp über Null linear wäre, aber 
es war ja ein sehr einfacher Versuch. Bipolare Transistoren haben ganz 
einfach eine gewisse mindeste Uce auch bei geringstem Ic und somit kann 
es in deiner Anwendung eigentlich nicht glücklich machen.

Aber verstehen wir uns schon richtig:
Die Schaltung mit dem BC548 geht ?

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Willi S. schrieb:
>>> Den OPV einfach stärker belasten (Abschlusswiderstand zu GND)
>>> War ein Vorschlag von Axel S.
>>
>>
>> edit: hmm die 6k8 haben es eher schlimmer gemacht.. muss ich das
>> verstehen?
>
> Nö, irgendwas stimmt da nicht.
> An sich würde es mich wundern, wenn es knapp über Null linear wäre, aber
> es war ja ein sehr einfacher Versuch. Bipolare Transistoren haben ganz
> einfach eine gewisse mindeste Uce auch bei geringstem Ic und somit kann
> es in deiner Anwendung eigentlich nicht glücklich machen.
>
> Aber verstehen wir uns schon richtig:
> Die Schaltung mit dem BC548 geht ?

ja, mit dem ADS1115 klappts (mit dem OPA2197 davor und dem BC548C am 
Ausgang des OPA2197). da stimmen die messungen einwandfrei, von 10 mV 
weg (1 mV nach dem Spannungsteiler).

auf meiner netzteilplatine klappts je nach widerstand wie beschrieben 
besser oder schlechter, aber jedenfalls immer schlechter als ohne dem 
BC548. Kann das mit dem hFE zusammenhängen? Dann könnte ja der BC548 am 
Steckbrett mit dem ADS1115 einen für diesen Zweck optimalen hFE haben, 
den der BC548 den ich an der Platine verlötet hab nicht hat?

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> L. N. schrieb:
>>> Willi S. schrieb:
>> Aber verstehen wir uns schon richtig:
>> Die Schaltung mit dem BC548 geht ?
>
> ja, mit dem ADS1115 klappts (mit dem OPA2197 davor und dem BC548C am
> Ausgang des OPA2197). da stimmen die messungen einwandfrei, von 10 mV
> weg (1 mV nach dem Spannungsteiler).
>
> auf meiner netzteilplatine klappts je nach widerstand wie beschrieben
> besser oder schlechter, aber jedenfalls immer schlechter als ohne dem
> BC548. Kann das mit dem hFE zusammenhängen? Dann könnte ja der BC548 am
> Steckbrett mit dem ADS1115 einen für diesen Zweck optimalen hFE haben,
> den der BC548 den ich an der Platine verlötet hab nicht hat?

Hmm...

Also eines ist klar: Am hFE liegt es nicht!
Dem OPA ist es völlig egal, ob er ein paar dutzend uA mehr oder weniger 
an den Transistor liefern muss.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Willi S. schrieb:
>>> L. N. schrieb:
>>>> Willi S. schrieb:
>>> Aber verstehen wir uns schon richtig:
>>> Die Schaltung mit dem BC548 geht ?
>>
>> ja, mit dem ADS1115 klappts (mit dem OPA2197 davor und dem BC548C am
>> Ausgang des OPA2197). da stimmen die messungen einwandfrei, von 10 mV
>> weg (1 mV nach dem Spannungsteiler).
>>
>> auf meiner netzteilplatine klappts je nach widerstand wie beschrieben
>> besser oder schlechter, aber jedenfalls immer schlechter als ohne dem
>> BC548. Kann das mit dem hFE zusammenhängen? Dann könnte ja der BC548 am
>> Steckbrett mit dem ADS1115 einen für diesen Zweck optimalen hFE haben,
>> den der BC548 den ich an der Platine verlötet hab nicht hat?
>
> Hmm...
>
> Also eines ist klar: Am hFE liegt es nicht!
> Dem OPA ist es völlig egal, ob er ein paar dutzend uA mehr oder weniger
> an den Transistor liefern muss.

macht auch sinn.. kann ich irgendwo ansetzen um zu sehen was da los ist, 
soll ich irgendwo messen (mit dem multimeter oder auch oszi)?

bin ratlos...

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Wo ist die Verbindung AGND -- GND ?

Im Schaltplan sehe ich keine.
Findet das wirklich nur über Teensy und dort eine Spule statt ?

Die Differenz zwischen AGND und GND würde ich mal messen, DC mV.. und 
Oszi bei Normalbetrieb und laufendem ADC.

Das Ganze ist eine relativ spasslose Angelegenheit und ist es auch mit 
Tipps aus der Ferne schwierig.

Spannungsregler und OPV Versorgung hätte ich nicht auf AGND sondern auf 
GND gelegt. Alle unnötigen Belastungen von AGND fern halten. AGND ist 
ausschließlich der Bezugspunkt für Messungen.

Ich meine nur. Das aktuelle Problem hat wahrscheinlich andere Ursachen. 
Aber wenn es wieder mal um Nullpunkt und Abweichungen im 10mV Bereich 
geht, dann müssen erst mal die AGND/GND Verhältnisse geklärt werden.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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L. N. schrieb:
...
>
> Mir stellt sich eine grundlegende Frage zur Messung großer
> Spannungsbereiche bei gleichzeitig hoher Genauigkeit mit einem ADC.
...
> Ich erwarte keine fertigen Lösungen, nur Ansätze, wie man das machen
> würde, best practices, etc...

Also, Denkanstoß. Hoffentlich präzise genug für Deine Anforderungen. ;)

Hier liegt gerade eine Baugruppe die u.a. Analogmessungen 0..5V bzw. 
+-20A durchführt. Vom SNR her unterscheiden sich die Messergebnisse 
nicht sonderlich von denen aus dem 34470A. Die absolute Genauigkeit 
hängt von der Stabilität der Referenz und der Eingangsstufen ab. Als 
Wandler werden AD717x eingesetzt.

Konkreter Vorschlag: Setze einen 24bit ADC mit einem Eingangsverstärker 
ein, der den maximalen Messbereich abbilden kann.
Schau Dir das Datenblatt und die Sekundärliteratur von z.B dem AD7732 
an. Der ist für +-10V Eingangsspannung ausgelegt. Wenn es mehr sein muss 
- passender Eingangsverstärker.

von Lurchi (Gast)


Lesenswert?

Wenn man keine sehr hohen Anforderungen hat, kann man einen SD ADC ggf. 
auch ohne extra Verstärker nutzen. Am Netzteil darf der Spannungsteiler 
oft auch ruhig etwas niederohmiger sein. Mit so etwas wie 22 K und 2,2 K 
als Teiler kommen viele ADCs schon noch klar.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
> Wo ist die Verbindung AGND -- GND ?
>
> Im Schaltplan sehe ich keine.
> Findet das wirklich nur über Teensy und dort eine Spule statt ?

Im Anhang siehst du die Verbindung AGND - GND. Der eingekringelte 
Bereich ist der "Sternpunkt". Im Schaltplan sieht man das tatsächlich 
nicht, da das nur überlappende Polygone sind. Eagle ist da ein bisschen 
blöd, oder ich zu blöd in der Anwendung.

> Die Differenz zwischen AGND und GND würde ich mal messen, DC mV.. und
> Oszi bei Normalbetrieb und laufendem ADC.
>

1,7 mV zwischen dem GND Via links unten und einem AGND Via rechts oben 
bei IC11.
Was genau soll ich mit dem Oszi messen, Masse an GND und die Prüfspitze 
an AGND (dieselben Punkte wie mit dem Multimeter)?


> Das Ganze ist eine relativ spasslose Angelegenheit und ist es auch mit
> Tipps aus der Ferne schwierig.

Verstehe ich, ist leider oft so.

> Spannungsregler und OPV Versorgung hätte ich nicht auf AGND sondern auf
> GND gelegt. Alle unnötigen Belastungen von AGND fern halten. AGND ist
> ausschließlich der Bezugspunkt für Messungen.

ich wollte die ganzen Teile die die Spannung regeln und messen möglichst 
von GND fernhalten, da dort der ganze digitale Müll herumschaltet. Ich 
hatte kurz überlegt ein eigenes "Power" GND zu machen, für die Last am 
Ausgang, war dann aber ehrlich gesagt zu faul...

> Ich meine nur. Das aktuelle Problem hat wahrscheinlich andere Ursachen.
> Aber wenn es wieder mal um Nullpunkt und Abweichungen im 10mV Bereich
> geht, dann müssen erst mal die AGND/GND Verhältnisse geklärt werden.

Wie gesagt, sind nicht nur über die Spule verbunden sondern auch über 
den Sternpunkt. Differenz laut Multimeter im normalen Betrieb (ADC läuft 
da ständig), 1,7 mV.


edit: zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich in beiden Aufbauten 
(ADS1115 und mit dem internen Teensy ADC) den RC Filter aus deiner 
Schaltung weggelassen habe. Wie einer der die vom Arzt verschriebenen 
Pillen nicht schluckt und sich dann wundert. Wollte ich nur mal 
gestehen, falls das das Problem mit dem Teensy ADC hervorrufen könnte.

Es misst definitiv der Teensy ADC Mist, er zeigt z.B. zwischn 75 mV und 
105 mV an, wenn in Wahrheit 20 mV (bzw. 2 mV nach dem 1:10 Teiler) 
anliegen, habe ich mit dem Multimeter nachgemessen. Die Geschichte mit 
dem OPV und dem Transistor und 10k Pulldown funktioniert also, der 
Teensy ADC misst halt Mist, außer ich bewege mich in Richtung höherer 
Spannungen.

Habe gelesen, dass es am Peaks geben kann, die das Messergebnis 
verfälschen und dass ein RC Filter wie in deiner Schaltung dagegen 
hilft.. Hab ich das richtig interpretiert? Einen RC Filter kann ich da 
auf die Platine glaub ich nicht mehr hineinoperieren... Zumindest nicht, 
ohne sie auszubauen.

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Wie gesagt, sind nicht nur über die Spule verbunden sondern auch über
> den Sternpunkt. Differenz laut Multimeter im normalen Betrieb (ADC läuft
> da ständig), 1,7 mV.

Ok, immerhin fließen nicht alle sonstigen Ströme über Teensy. Der MCU 
verträgt auch absolut maximal nur +-100mV Differenz zwischen Analogmasse 
und Versorgungsmasse. Das ist nicht üppig. Man muss mit den worst case 
peak Werten rechnen.

Der richtige Bezugspunkt wäre GND der Ausgangsbucbse. Dorthin sollten 
zumindest die ganz wichtigen Sachen sternförmig verdrahtet werden: Vref, 
Fußwiderstand vom Current Sense, Spannungsteiler, Fußpunkte von 
Verstärkern (nicht deren Versorgung sondern der entscheidenden 
Widerstände) und AGND vom Teensy.

Aber jetzt halte den Ball mal flach, ich habe den Eindruck, dass die 
Spinnerei der Schaltung andere Ursachen hat. Wenn man den Fehler nicht 
findet, dann sucht man an der falschen Stelle (...)

Am Rande:
Die Strommessung zeigt leider nicht nur Laststrom sondern dazu auch die 
Betriebsströme (Basisströme der Leistungstransistoren), oder ?

: Bearbeitet durch User
von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> L. N. schrieb:
>
> Ok, immerhin fließen nicht alle sonstigen Ströme über Teensy. Der MCU
> verträgt auch absolut maximal nur +-100mV Differenz zwischen Analogmasse
> und Versorgungsmasse. Das ist nicht üppig. Man muss mit den worst case
> peak Werten rechnen.

Davon bin ich ja weit weg, zumindest laut Multimeter. Soll ich mal wie 
angeboten die selben Punkte mit dem Oszi messen (von wegen Peak Werte 
und so)?

> Der richtige Bezugspunkt wäre GND der Ausgangsbucbse. Dorthin sollten
> zumindest die ganz wichtigen Sachen sternförmig verdrahtet werden: Vref,
> Fußwiderstand vom Current Sense, Spannungsteiler, Fußpunkte von
> Verstärkern (nicht deren Versorgung sondern der entscheidenden
> Widerstände) und AGND vom Teensy.

Ich mach ja Highside Sensing, mit all seinen Vor- und Nachteilen - und 
somit hat der keine Verbindung zu GND. Hab ich da was mit Fußwiderstand 
falsch verstanden?
Sonst sind alle von dir genannten Punkte auf AGND. Eigentlich ist alles 
auf AGND, außer dem "Digitalteil" des Teensys sowie dem Schaltregler für 
den Teensy, die Ansteuerung für's Relais und die Lüftersteuerung (weil 
PWM Mist mit RC Glied statt DAC) und das SPI Zeug für's Display und die 
Ethernetschnittstelle. Habe versucht, AGND so sauber wie möglich zu 
halten.
Also all die Dinge sind auf einer Groundplane, allerdings liegt der 
Sternpunkt nicht bei der Ausgangsbuchse sondern bei dein Siebelkos am 
Eingang. Soll ich das ändern, wäre der Aufwand wirklich das Resultat 
wert (auch gern unabhängig vom aktuellen Problem)?

> Aber jetzt halte den Ball mal flach, ich habe den Eindruck, dass die
> Spinnerei der Schaltung andere Ursachen hat. Wenn man den Fehler nicht
> findet, dann sucht man an der falschen Stelle (...)

In der Tat, ich glaube es hat was mit der Software zu tun, hab ein 
bisschen an der Software gespielt und schon kommen viel vernünftigere 
Werte raus. Im Wesentlichen habe ich die Messungen verlangsamt 
(Sampling- und Conversion Rate gesenkt). Das würde doch dafür sprechen, 
dass der Teensy ADC mit dem Pulldown nicht so gut zurecht kommt, oder? 
Mit dem ADS1115 hats ja einwandfrei geklappt, da hab ich auch aber nur 
lauter single-shot Messungen gemacht und kein kontinuierliches Sampling.

Jetzt ist die Genauigkeit unterhalb von ca. 130 mV bei +- 5 mV und der 
ADC misst bis 10 mV (bzw. 1 mV nach dem Spannungsteiler) runter (da 
zeigt er dann 5 mV an, obwohl 10 mV bzw. 1 mV nach dem Spannungsteiler 
anliegen).
Ob ich jetzt einen 10k oder 4k7 Widerstand drin hatte, hat kaum einen 
Unterschied gemacht.

Ich frage mich, ob ich das ohne ADC Wechsel noch besser hin bekomme, 
oder ob hier das Ende der Teensy ADC Fahnenstange erreicht ist...

> Am Rande:
> Die Strommessung zeigt leider nicht nur Laststrom sondern dazu auch die
> Betriebsströme (Basisströme der Leistungstransistoren), oder ?

Nein, eigentlich nicht, denn die Leistungstransistoren werden von den 
BD139 getrieben und die bekommen ihren Strom von dem OPV der an einem 
L7815 hängt, der wiederum vor dem Shunt angeschlossen ist.

Was man allerdings immer sieht, ist die minimale Last von 8 mA (T8, D11, 
R25).
Der Konstantstrom Modus ist ziemlich genau, leider aber nicht sehr 
schnell wegen der 100µ am Ausgang. Eine LED überlebt das z.B. nicht, 
wenn man ein paar mA einstellt und z.B. 10V. Bis der Elko entladen ist, 
ist die LED hinüber.

Leider driftet der Konstantstrom Modus auch ein wenig weg bei hohen 
Strömen, weil der Shunt da bis zu 100 °C heiß wird. Einen mit weniger 
als 20 ppm/C hab ich nicht gefunden bei 5W oder mehr und 100 mOhm.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Ich trenne das hier mal von anderem: STROM-Messung

Nein, die Basisströme der TIP3055 kommen aus den 18V,
also über den Shunt. Genau das ist ja auch der Zweck
der BD139. Der OPV liefert nur die Basisströme für die
BD139.

Allerdings macht es nicht so viel aus, wie ich zuerst
dachte. Die TIP3055 haben ja doch hFE von 100 bei 1A
bzw 50 bei 2A.

Anzeigefehler 1-2% kann man hier wohl verschmerzen.

Wie hoch ist jetzt der maximale Laststrom ?
2A, 3..4A.. ?

Bei 2A wäre die Leistung am Shunt nur 400mW und da
wird der doch nicht mal lauwarm. Also bevor ich mir
den Kopf zerreisse, für wieviel Strom ist das Ding
gedacht ? Evtl steht es irgendwo, aber ich finde es
nimmer.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
> Ich trenne das hier mal von anderem: STROM-Messung
>
> Nein, die Basisströme der TIP3055 kommen aus den 18V,
> also über den Shunt. Genau das ist ja auch der Zweck
> der BD139. Der OPV liefert nur die Basisströme für die
> BD139.

Wo liegt mein Denkfehler? Die Emitter der BD139 gehen zu den Basen der 
TIP3055, somit werden sie doch am Shunt vorbei gespeist? Ich muss 
zugeben, Transistoren hab ich noch nicht ganz durchblickt.

> Allerdings macht es nicht so viel aus, wie ich zuerst
> dachte. Die TIP3055 haben ja doch hFE von 100 bei 1A
> bzw 50 bei 2A.
>
> Anzeigefehler 1-2% kann man hier wohl verschmerzen.
>
> Wie hoch ist jetzt der maximale Laststrom ?
> 2A, 3..4A.. ?

Aktuell kann man aufgrund der aktuellen Gegebenheiten der Schaltung 
maximal 4,096A einstellen. Da werden die Gleichrichterdioden und der 
Shunt aber schon um die 100 Grad heiß (aber nicht heißer). Je nach 
Ausgangsspannung läuft der Lüfter für die beiden TIP3055 da auch schon 
auf voller Drehzahl.

> Bei 2A wäre die Leistung am Shunt nur 400mW und da
> wird der doch nicht mal lauwarm. Also bevor ich mir
> den Kopf zerreisse, für wieviel Strom ist das Ding
> gedacht ? Evtl steht es irgendwo, aber ich finde es
> nimmer.

Steht auf Shithub ääh Github, aber wie gesagt dzt max 4,096A. Und wie 
gesagt wird das Zeug bei 4A mächtig heiß.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Mit hFE kannst du ja umgehen, hast es selber erwähnt. Also heisst 
Basisstrom = Collectorstrom / hFE.

Der Basisstrom für BD139 kommt aus dem OPV und der Basisstrom der TIP139 
kommt aus dem Collectorstrom der BD139, also über den Shunt.

Kannst aber ruhig nochmal nachfragen, das stört mich nicht. Das Erklären 
muss ich wahrscheinlich noch üben...

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
> Mit hFE kannst du ja umgehen, hast es selber erwähnt. Also heisst
> Basisstrom = Collectorstrom / hFE.
>
> Der Basisstrom für BD139 kommt aus dem OPV und der Basisstrom der TIP139
> kommt aus dem Collectorstrom der BD139, also über den Shunt.
>

Aber sowohl die Collektoren der BD139 als auch die der TIP3055 hängen 
doch am Shunt und die Basen der BD139 hängen am Opamp und die der 
TIP3055 an den Emittern der BD139 (Darlington halt). Warum kommt dann 
der Basisstrom der BD139 aus dem OPV (wo sie angeschlossen sind) und die 
der TIP3055 aus dem Shunt (wo doe TIP3055 Basen keine Verbindungen hin 
haben)?

Bei Basisstrom = Collectorstrom / hFE müsste der Bassisstrom der BD139 
doch auch aus dem Shunt kommen?

Bin schwer verwirrt...

> Kannst aber ruhig nochmal nachfragen, das stört mich nicht. Das Erklären
> muss ich wahrscheinlich noch üben...

Danke, oder ich das Verstehen :-D

Beitrag #5679956 wurde vom Autor gelöscht.
von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Ein Bildchen...
Nur Prinzip, vereinfacht.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.

Unnötiges einfach weglassen kann die Qualitäten enorm steigern!
Feedback-Teiler R2/R3 ist schon da und nach meiner Rechnung ist er 
ausgelegt für maximal 35V bei VSET 2048mV. Warum nicht auch für den ADC 
verwenden ? Die Leitungsführung möglichst kurz und weg von Störquellen, 
das ist klar.

Selbst bei effektiv nur 15 Bit Auflösung bietet es die Messung 0-35V mit 
1.07mV Schritten. Mit etwas Integration und bei fehlerlosem Aufbau sind 
glaubhafte 1.0mV locker möglich.

Das ursprüngliche Problem mit dem Nullpunktfehler ist natürlich 
erledigt, denn was gar nicht da ist, kann auch nicht stören/behindern...

Übrigens nachgeschaut: Der Eingangswiderstand vom ADS1115 ist stets über 
3 MOhm, nur bei Differential 256mV muss man aufpassen, hier sind es nur 
710kOhm.

Aber eine Bereichsumschaltung braucht es bei Auflösung 1mV ohnehin 
nicht.

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
> ...
>> @L.N.
> Bin schwer verwirrt...
>
>> Kannst aber ruhig nochmal nachfragen, das stört mich nicht. Das Erklären
>> muss ich wahrscheinlich noch üben...
>
In puncto Verwirrung ergänzen wir beide uns quasi perfekt...

Also deine Annahme, dass der Steuerstrom für die Endstufe aus dem OPV 
kommt, ist natürlich falsch. Dieser kommt (hauptsächlich) schon über den 
Shunt.

Aber meine Behauptung, dass dies zu einem Messfehler führen würde, ist 
ebenfalls falsch. Vielmehr fließt ja dieser Steuerstrom zum Ausgang hin 
durch die Last.

Also gibt es keinen Anzeigefehler !!
Insoweit alles paletti !!!

von Lurchi (Gast)


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Auch wenn die ADCs im Mittel recht hochohmig sind, können da Spitzströme 
fließen. Ich würde eher einen getrennten Spannungsteiler für den ADC 
spendieren. Das verhindert auch gemeinsame Fehler für Messung und 
Regelung - also etwa ein Widerstand der Driftet. Mit getrenntem Teiler 
(ideal andere Widerstände) würde man die Änderung wenigstens sehen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Lurchi schrieb:
> also etwa ein Widerstand der Driftet.

Aus diesem Grund sollte man für halbwegs stabile Verhältnisse auch immer 
fertige Spannungsteiler nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> L. N. schrieb:
> Ich mach ja Highside Sensing, mit all seinen Vor- und Nachteilen - und
> somit hat der keine Verbindung zu GND. Hab ich da was mit Fußwiderstand
> falsch verstanden?

Wahrscheinlich, weil es gar nicht verstehbar war. Mein Irrtum. Durch den 
1k an Masse habe ich mich verleiten lassen zu glauben, dass der MAX4080 
ein ganz "normaler" Current Sense ist, also mit Stromausgang. Vielmehr 
hat der MAX4080 einen Spannungsausgang, was ziemlich exotisch ist. Die 
Probleme sind natürlich genauso wie beim OPA2197: Dass der Ausgang nicht 
wirklich bis 0mV runter geht. Sehr kleine Ströme sind demzufolge damit 
gar nicht messbar.

> Der Konstantstrom Modus ist ziemlich genau, leider aber nicht sehr
> schnell wegen der 100µ am Ausgang. Eine LED überlebt das z.B. nicht,
> wenn man ein paar mA einstellt und z.B. 10V. Bis der Elko entladen ist,
> ist die LED hinüber.
>
> Leider driftet der Konstantstrom Modus auch ein wenig weg bei hohen
> Strömen, weil der Shunt da bis zu 100 °C heiß wird. Einen mit weniger
> als 20 ppm/C hab ich nicht gefunden bei 5W oder mehr und 100 mOhm.

Ändere kein funktionierendes System. Aber falls du mal deine Meinung 
ändern solltest, dann werfe einen Blick auf den LTC6102, anstelle vom 
MAX4080F.

Dagegen ist der MAX4080 eine fürchterliche Krücke!

Bei Bedarf gerne ausführliche "Beweisführung", aber Datenblätter lesen 
können ja andere auch.

Entscheidend bei diesen Dingern ist Vos (Offset) und wenn ein Typ 100 
mal besser ist, dann kann man auch ganz einfach sagen, dass bei 
ähnlichen Qualitäten ein hundert mal kleinerer Shunt ausreicht. Faktor 
100 !! Wobei man es nicht unnötig übertreiben sollte, lieber 5mOhm, dh 
bei 4A auch nur 80mW und eine deutlich bessere Linearität, weniger 
Rauschen. Wegen Strom statt Spannungsausgang gibt es kein Sockelproblem 
mehr.

In deiner LNG-Anwendung muss man auch die Bandbreite beachten, ok: 
140kHz

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Andreas S. schrieb:
> Lurchi schrieb:
>> also etwa ein Widerstand der Driftet.
>
> Aus diesem Grund sollte man für halbwegs stabile Verhältnisse auch immer
> fertige Spannungsteiler nehmen.

Das halte ich denn doch für etwas übertrieben. Widerstände mit TK50 sind 
hinreichend un-exotisch (lies: preiswert) daß man für die hier 
diskutierten Geräte, die ja normalerweise auch nur bei Raumtemperatur 
±5°C betrieben werden, nichts besseres braucht.

Ein 5½- oder 6-stelliges Meßgerät ist natürlich etwas anderes.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
> Ein Bildchen...
> Nur Prinzip, vereinfacht.

Das Bildchen hat meiner Weichbirne auf die Sprünge geholfen - ist ja eh 
klar, danke!

Willi S. schrieb:
> @L.N.
>
> Unnötiges einfach weglassen kann die Qualitäten enorm steigern!
> Feedback-Teiler R2/R3 ist schon da und nach meiner Rechnung ist er
> ausgelegt für maximal 35V bei VSET 2048mV. Warum nicht auch für den ADC
> verwenden ? Die Leitungsführung möglichst kurz und weg von Störquellen,
> das ist klar.
>
> Selbst bei effektiv nur 15 Bit Auflösung bietet es die Messung 0-35V mit
> 1.07mV Schritten. Mit etwas Integration und bei fehlerlosem Aufbau sind
> glaubhafte 1.0mV locker möglich.
>
> Das ursprüngliche Problem mit dem Nullpunktfehler ist natürlich
> erledigt, denn was gar nicht da ist, kann auch nicht stören/behindern...
>
> Übrigens nachgeschaut: Der Eingangswiderstand vom ADS1115 ist stets über
> 3 MOhm, nur bei Differential 256mV muss man aufpassen, hier sind es nur
> 710kOhm.
>
> Aber eine Bereichsumschaltung braucht es bei Auflösung 1mV ohnehin
> nicht.

Das sieht sehr interessant aus, aber mir wurde immer eingebleut, einen 
ADC nur über einen Buffer zu füttern...? Und ich verstehe die 
Entkopplung mit den 100n gegen GND nicht ganz. Dient das nur zur 
Filterung? Habe noch nie etwas differenziell gemessen, wird vielleicht 
Zeit.

Willi S. schrieb:
> Aber meine Behauptung, dass dies zu einem Messfehler führen würde, ist
> ebenfalls falsch. Vielmehr fließt ja dieser Steuerstrom zum Ausgang hin
> durch die Last.
>
> Also gibt es keinen Anzeigefehler !!
> Insoweit alles paletti !!!

Macht für mich Sinn :-)

Lurchi schrieb:
> Auch wenn die ADCs im Mittel recht hochohmig sind, können da Spitzströme
> fließen.

Wie geht denn das, wenn die ADCs hochohmig sind? Da müssten 
Spitzenspannungen anliegen (woher?) damit da Spitzenströme fließen 
können...?

Andreas S. schrieb:
> Aus diesem Grund sollte man für halbwegs stabile Verhältnisse auch immer
> fertige Spannungsteiler nehmen.

Wusste nicht, dass es das gibt - die 5-10 ppm 0.1% SMD Widerstände sind 
mir schon teuer genug, muss ich sagen...

Willi S. schrieb:
> Dass der Ausgang nicht
> wirklich bis 0mV runter geht. Sehr kleine Ströme sind demzufolge damit
> gar nicht messbar.

Habe gerade das erste Mal am Ausgang des MAX4080F die Spannung gemessen. 
Bei Null Last (abgesehen von den 8-10mA die die minimale Last eigentlich 
ziehen sollte), gibt der MAX4080F sogar eine leicht negative Spannung 
aus (5 mV oder so) ??!. Das Display zeigt da aber trotzdem die ganze 
Zeit immer mindestens 8 mA an, d.h. der ADC (der ja auch hier über einen 
OPV gepuffert ist), liest immer mindestens 4 mV - was wohl mindestens 
auch am OPV liegt.
Erst wenn ich ca. 8-10 mA an Last am Ausgang überschreite wird die 
Spannung am MAX4080F Ausgang positiv.
Ich glaube diesen Teil des Netzteils sollte ich mir auch noch mal 
genauer ansehen.

Willi S. schrieb:
> Ändere kein funktionierendes System. Aber falls du mal deine Meinung
> ändern solltest, dann werfe einen Blick auf den LTC6102, anstelle vom
> MAX4080F.

Danke für den Tipp, dann auch gleich mit dem LTC2433 und einem VISHAY 
VCS1625 SERIES Shunt mit Kelvin Input Connection wie in den 
Datenblättern beschrieben? Hui, da sind wir beim Erwachsenenspielzeug 
angelangt :-) Werde ich mir aber sicherlich vormerken. Irgendwann muss 
ich einen Schlussstrich bei der Entwicklung dieses Netzteils ziehen und 
nur mehr echte "Bugfixes" machen, so denn noch welche da sind. Dann kann 
ich viel entspannter ohne "Altlasten" was ganz neues probieren. Mir 
schwebt für das nächste Projekt ein größerer Ausgangsspannungsbereich 
vor (0-30V wären schön), sowie gern auch höhere Ströme als 4A sowie ein 
Tracking Preregulator oder automatisch umschaltende Trafowicklungen um 
die Verluste an den Leistungstransistoren geringer zu halten. Das wird 
ein (teurer) Spaß :-D

von Lurchi (Gast)


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Der 100 nF Kondensator wird ggf. vom ADC benötigt, um Fehler zu 
reduzieren.
Im Mittel ist bei den ADCs der Eingangsstrom klein, aber kurzzeitig 
fließt dann noch mal relativ viel Strom. Da kann dann eine höherer 
Widerstand der Signalquelle Fehler verursachen. Der Kondensator dient da 
als Puffer - ob das ausreicht müsste man für den gewählten ADC 
nachlesen, für mehr als 18 Bit könnte es jedenfalls knapp werden.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.

Dein LNG Projekt finde ich wirklich "schön" und solltest du es auch mit 
kleinen verbleibenden Schönheitsfehlern zur effektiven Nutzung bringen. 
Die perfekte eierlegende Wollmilchsau ist sowieso unmöglich.

Immer Buffer vor ADC:
Das kann man nicht verallgemeinern, auch wenn es hier im Forum viele 
tun. Es kommt auf den jeweiligen ADC an. Ein ADC vom Typ SAR und ohne 
PGA sowie auch alle mir bekannten MCU mit AI brauchen meistens einen 
Buffer, aber nicht der ADS1115 vom Typ Sigma-Delta mit eingebautem PGA 
(welcher auch puffert). Bei niederohmiger Quelle reicht der 
Stützkondensator an jedem AI-Eingang. Natürlich begrenzt dieser die 
Bandbreite, bei deinem LNG kein Thema. Anderswo braucht es dann eben 
einen Buffer. Aber nicht bei deinem LNG.

MAX4080F Sockelspannung
Erfahrungsgemäß funktionieren Musterbauten fast immer ganz toll und 
kommen die Probleme erst bei Nachbau bzw in der Serie. Ich kann nur 
raten, in den Datenblättern stets die Worst Case Daten zu lesen.

100n und Spitzenströme AI
Die Spitzenströme kommen durch den Sample-Vorgang der ADC, da ist ja ein 
Kondensator (für Hold) und muss dieser geladen bzw entladen werden. Das 
kommt aber auch auf den jeweiligen ADC an. Zum Zweiten braucht jeder ADC 
einen Antialiasing-Filter, im Fall vom ADS1115 genügt einer erster 
Ordnung, auch deswegen der 100nF.

von Willi S. (ws1955)


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AGND:

Einiges liegt auf AGND was auch an GND sein könnte, zB die 
OPV-Versorgungen, aber das ist jetzt halt schon so gemacht.

Aber mal prüfen, ob die wenigen wirklich wichtigen Sachen sternförmig an 
die Ausgangsmasse verlegbar wären. Siehe Skizze.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
>
> Dein LNG Projekt finde ich wirklich "schön" und solltest du es auch mit
> kleinen verbleibenden Schönheitsfehlern zur effektiven Nutzung bringen.
> Die perfekte eierlegende Wollmilchsau ist sowieso unmöglich.

Danke, ja ich nutze es auch schon, obwohl es sich noch "in Entwicklung" 
befindet, sehr gerne da es um längen präziser ist als alles was ich 
bisher hier im Einsatz hatte. Einmal ein LM317 "Netzteil" welches ich 
mit 14 gebaut habe und einmal das im Anhang welches zwar hohe Ströme 
liefert aber auch so seine Macken hat, allen voran uralte Potis (keine 
10-turn).

Werde mir mindestens ein zweites von diesem neuen hier aufbauen, nicht 
selten brauche ich verschiedene Spannungen und bei der Präzision kann 
man es durchaus auch als "Spannungsreferenz" für Steckbrett Aufbauten 
nutzen, wenn man grade keine echte, passende da hat.

>
> Immer Buffer vor ADC:
> Das kann man nicht verallgemeinern, auch wenn es hier im Forum viele
> tun. Es kommt auf den jeweiligen ADC an. Ein ADC vom Typ SAR und ohne
> PGA sowie auch alle mir bekannten MCU mit AI brauchen meistens einen
> Buffer, aber nicht der ADS1115 vom Typ Sigma-Delta mit eingebautem PGA
> (welcher auch puffert). Bei niederohmiger Quelle reicht der
> Stützkondensator an jedem AI-Eingang. Natürlich begrenzt dieser die
> Bandbreite, bei deinem LNG kein Thema. Anderswo braucht es dann eben
> einen Buffer. Aber nicht bei deinem LNG.

Verstehe. Ich bin jetzt wirklich in einem Zwiespalt. Mit deiner 
Transistor- und Pulldown Lösung (4k7) bei verlangsamtem Sampling des 
ADCs (noch immer schnell genug für die Anzeige) funktioniert die Messung 
mit dem integrierten Teensy ADC eigentlich ziemlich gut, bzw. für meine 
Ansprüche ausreichend. Über den gesamten Messbereich hab ich eigentlich 
höchstens 5mV Abweichung.
Soll ich das jetzt an allen ADC Eingängen so umsetzen oder soll ich auf 
den ADS1115 wechseln? Eine neue Platine muss ich sowieso machen lassen, 
von daher könnte ich beide Änderungen implementieren. Soll ich dann 
gleich deine Lösung mit dem gemeinsamen Spannungsteiler umsetzen? Dann 
spare ich mir den OPV der aktuell als Puffer dient.
Fragen über Fragen und ich bin mir nicht sicher, ob ich mir die nicht 
selbst beantworten muss. Dagegen spricht für mich hauptsächlich, dass 
ich Angst habe mir neue Probleme/Fehler einzuhandeln und dann noch mal 
eine neue Platine in Auftrag geben muss. Die Kosten der Platinen sind 
dank unseren chinesischen Freunden nicht das Problem, aber die Bauteile 
sind nicht ganz billig und die Wartezeit von 2-3 Wochen jedes Mal ist 
halt mühsam.

> MAX4080F Sockelspannung
> Erfahrungsgemäß funktionieren Musterbauten fast immer ganz toll und
> kommen die Probleme erst bei Nachbau bzw in der Serie. Ich kann nur
> raten, in den Datenblättern stets die Worst Case Daten zu lesen.

Worin würde sich denn ein Musteraufbau von der Serie bzw. dem Nachbau 
unterscheiden? Das Netzteil so wie es jetzt bei mir steht ist soweit 
"final", d.h. Platine in China bestellt, Gehäuse, Teileanordnung, alles 
fix fertig. Was mir natürlich in die Suppe spucken könnte, wären die 
Produktionsunterschiede des MAX4080. Welcher Wert im Datenblatt ist 
eigentlich die Sockelspannung? Konnte dazu nichts finden...

> 100n und Spitzenströme AI
> Die Spitzenströme kommen durch den Sample-Vorgang der ADC, da ist ja ein
> Kondensator (für Hold) und muss dieser geladen bzw entladen werden. Das
> kommt aber auch auf den jeweiligen ADC an. Zum Zweiten braucht jeder ADC
> einen Antialiasing-Filter, im Fall vom ADS1115 genügt einer erster
> Ordnung, auch deswegen der 100nF.

Den Filter hab ich aktuell bei mir gar nicht drin, da hatte ich wohl 
Glück dass das halbwegs läuft. 100nF in dem Fall hab ich jetzt 
verstanden, danke.
Mir ist aber noch immer nicht ganz klar, wo die Spitzenströme herkommen 
können wenn der ADC hochohmig angeschlossen ist. Nach dem Ohmschen 
Gesetz müssten dann ja auch Spitzenspannungen auftreten, denn die 
Widerstände werden sich ja nicht ändern, oder?

Willi S. schrieb:
> In deiner LNG-Anwendung muss man auch die Bandbreite beachten, ok:
> 140kHz

Was genau sind diese 140 kHz Bandbreite? Bandbreiten und Frequenzen bei 
OPVs, Stabilisierung eines Regelkreises usw. sind Dinge, die ich leider 
definitiv noch nicht behirnt habe.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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L. N. schrieb:
> Wusste nicht, dass es das gibt - die 5-10 ppm 0.1% SMD Widerstände sind
> mir schon teuer genug, muss ich sagen...

Wenn Du solche Widerstände händisch einlötest, ist es mit den teuer 
erworbenen Eigenschaften vermutlich eh vorbei. Wenn es wirklich präzise 
werden soll, ist auch heutzutage THT angesagt, wobei 0,05% oder 0,1% 
*Teiler*genauigkeit noch als SMD erhältlich sind.

von L. N. (derneumann)


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Andreas S. schrieb:
> Wenn Du solche Widerstände händisch einlötest, ist es mit den teuer
> erworbenen Eigenschaften vermutlich eh vorbei. Wenn es wirklich präzise
> werden soll, ist auch heutzutage THT angesagt, wobei 0,05% oder 0,1%
> *Teiler*genauigkeit noch als SMD erhältlich sind.

Wofür steht THT hier? Ist grundsätzlich sowas:
http://www.mouser.com/ds/2/414/PFC-D-533765.pdf

oder sowas:
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX5491.pdf

gemeint?

Trifft das mit dem händisch einlöten auf jeden zu oder gehst du davon 
aus, dass ich ein 30€ Brateisen von ebay nutze und nicht löten kann?

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Aber falls du mal deine Meinung
> ändern solltest, dann werfe einen Blick auf den LTC6102

Ich hab mir den LT6102 jetzt mal genauer angesehen und auch das 
Datenblatt und die Applications Information gelesen. Sehr, sehr schönes 
Teil und kaum zu glauben, dass der da aus einem 10 mOhm oder 5 mOhm 
Shunt noch präzise die Spannung abnuckeln kann. Ich spiele gerade sehr 
stark mit dem Gedanken, das nächste Board für diesen IC vorzubereiten. 
Allein schon wegen der Hitzeentwicklung des aktuellen Shunts. Als Backup 
würde ich die Footprints für das aktuelle Setup drin lassen, sollte der 
Regelkreis dadurch instabil werden. Apropos Regelkreis - lässt sich der 
Ausgang vom LT6102 überhaupt so in den Regelkreis integrieren, wie der 
MAX4080?
Ich weiß nicht, ob du es schon erkannt hast, aber der ist integraler 
Bestandteil der Strombegrenzung. Wenn der OPV IC2B mittels dem MAX4080 
"sieht" dass mehr Strom gezogen wird, als mittels ISET (DAC) 
eingestellt, zieht er den IC2A OPV Ausgang linear in Richtung Ground, 
bis der Strom wieder passt.

Was ich allerdings noch so gar nicht verstehe, ist das Beispiel im 
Anhang.
Vsense soll 10 mOhm sein. Rin ist 100 Ohm, damit ist der maximale OUT 
Strom 1 mA bei 10A Last (mehr als meine Gleichrichter vertragen würden). 
Am Shunt fallen dann 100 mV ab und er verbrät 1W - gut und schön.
Warum aber steht auf dem Screenshot 49,9V Vsense?
Vout ist doch Rout * Iout (steht so weiter oben in der App Note) = 4990 
* 0,001 = 4,99V was auch zur VREF des abgebildeten ADCs passen würde. 
Warum steht dann dort eigentlich ADC Full Scale 2.5V?
Kann ich statt dem LTC2433 auch den ADS1115 nehmen, der hat ja eine 
schön hohe Eingangsimpedanz, 4,99k (oder gar weniger, habe ja 2048V 
VREF) werden ja nicht zu viel sein, oder?

Fragen über Fragen ;-)

von M. K. (sylaina)


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L. N. schrieb:
> Warum aber steht auf dem Screenshot 49,9V Vsense?

Das stehen keinen 49.9 V sondern 49.9, das ist nur ein Faktor, mit 
Vsense multipliziert ergibt deine 4.99 V, sofern Vsense 0.10 V ist. ;)

L. N. schrieb:
> Warum steht dann dort eigentlich ADC Full Scale 2.5V?

Das bedeutet halt nur, dass der ADC schon bei 2.5 V im Anschlag hängt, 
bedeutet über Vsense darf nur maximal auf 0.05 V ansteigen um innerhalb 
des Messbereichs zu bleiben. ;)

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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M. K. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Warum aber steht auf dem Screenshot 49,9V Vsense?
>
> Das stehen keinen 49.9 V sondern 49.9, das ist nur ein Faktor, mit
> Vsense multipliziert ergibt deine 4.99 V, sofern Vsense 0.10 V ist. ;)
>
> L. N. schrieb:
>> Warum steht dann dort eigentlich ADC Full Scale 2.5V?
>
> Das bedeutet halt nur, dass der ADC schon bei 2.5 V im Anschlag hängt,
> bedeutet über Vsense darf nur maximal auf 0.05 V ansteigen um innerhalb
> des Messbereichs zu bleiben. ;)

Huijuijui...
Interessante Textseite im Datenblatt siehe Bild

Warum LT als maximalen Shuntwiderstand 5mOhm erklärt, muss ich nochmal 
betrachten.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Entschuldigung übrigens, dass ich nur wenig zitiere, denn das Bearbeiten 
(Herausschneiden) ist auf Ipad unzumutbar zeitaufwendig. Admins kennen 
natürlich nur ihre Windoofs PC und scheren sich nicht um Apple/IOS.

Ahja, da war ich mir bisher über den aktuellen Stand nicht sicher:
DAS EIGENTLICHE PROBLEM (THREAD) IST GELÖST!

Also nur der BC548 zwischen Buffer OPV und MCU AI, Arbeitswiderstand 
10k, fertig. Und die Anzeige stimmt damit von Null weg im ganzen Bereich 
auf 5mV genau.

Das würde ich so lassen !!

D.h. nix extra ADC mit ADS1115 etc.

Die ein paar mV Abweichung haben irgendwelche andere Ursachen, Thema 
AGND, Leiterführung, wo der Sternpunkt ist...

--

Weiteres zu diesem LNG diskutiere ich gerne mit, ich habe nur "Angst", 
dass uns jemand wegen Themaverfehlung kritisieren wird. Evtl wäre ein 
neuer Thread angesagt.

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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10-50mV bleiben schon alleine in den Kontakten vom Ausgangsrelais 
hängen.
5mOhm *4A = 20mV mal zwei = 40mV
Im Laufe der Nutzungsdauer ansteigend, je nach Schaltzyklen unter 
Last...

Ebendrum u.a. meine ich eben, dass die Eierlegende Wollmilchsau nicht 
machbar ist. Eine regelbare Referenzspannungsquelle ist das eine Gerät 
und ein Hochleistungsnetzgerät ist ein anderes Gerät.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.

Zur Frage wegen der Nullpunktspannung des MAX4080:

In der Tat sucht man diese Spezifikation im Datenblatt vergeblich. Nach 
drittem und vierten Blick auf diese Sache komme ich jetzt ins Grübeln.

Am Nächsten kommt noch die Spezifikation von Vol bei Isink 10uA mit 
typisch 4mV bzw maximal 15mV. Das wäre ja auch so gar nicht mal übel, 
besser als jeder RRIO OPV den ich kenne.

Hinzu kommt, dass der Ausgang nach GND abgeschlossen wird, was ja die 
Sache begünstigt. (Isink ist das Gegenteil davon)

Also insoweit korrigiere ich mich selber und würde es so lassen wie es 
ist.

Hinzu kommt aber noch der Offset Vos. Max +-1mV mal 5 (Gain) = 5mV. 
Worst Case, wenn er negativ sein sollte, aber mit 10mV Fehler kann man 
schon leben, finde ich. Bezogen auf 2048mV Fullscale sind das 0.5% 
Abweichung in Nullpunktnähe und bei höheren Strömen deutlich besser.

MAX4080 oder LTC6102 ?

Noch einigermaßen brauchbar ist der MAX4080"F" mit Gain=5, die Derivate 
mit höherem Gain 20 und 60 sind zu schlecht (Nullpunktspannung schon 
alleine wegen Vos an die 60mV bzw 3% von Fullscale).

Ob man mit einem großen und sehr heißen Shuntwiderstand leben kann, ist 
Ansichtssache. Die bis zu 400mV Spannungsverlust spielen bei diesem LNG 
praktisch keine Rolle. (im Gegensatz zu vielen anderen Anwendungen)

Es werden auch andere Teile im LNG sehr heiß und gäbe es heutzutage echt 
preiswerte Lösungen, um das zu verhindern. Zum Beispiel ein 
Brückengleichrichter mit Mosfets statt 50 Jahre alter Dioden.

Weil das aktuelle LNG-Projekt sozusagen auf den letzten Metern vor dem 
Ziel ist, würde ich daran nichts mehr ändern, was nicht unbedingt 
notwendig ist. Dass alleine im Brückengleichrichter und Shunt an die 5 
Watt verbraten werden, war ja von vorneherein klar.


Die Bandbreite sagt etwas über die Geschwindigkeit. Zur Stromanzeige 
würden ja auch 10Hz reichen, aber zur Strombegrenzung muss es schon 
möglichst schnell gehen. Eine Doktorarbeit schreibe ich dazu jetzt 
nicht, nur Pi*Daumen würde ich behaupten, dass man bei BW mind 150kHz 
mit einer Reaktion binnen ca 10-20us rechnen kann. Was ja viel schneller 
ist, als die Elkos am LNG Ausgang zulassen.

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Aber zur Abwechslung kann man auch mir mal was erklären:

Die Anzapfung am Ausgang IC2B zur Strommessung kapiere ich einfach 
nicht.

Wie auch immer, warum nicht einfach am OUT vom MAX4080 zapfen ?

von Lurchi (Gast)


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Die Stromregelung über einen Stromverstärker an der High side noch vor 
der Endstufe ist nach meiner Erfahrung problematisch. Da sind viele 
Stufen bis es am Regler ist und das reduziert die nutzbare Bandbreite. 
Da wird es schwer eine halbwegs schnelle Stromreglung zu bekommen und 
man hat eine Neigung zum Schwingen. Der einfachere Fall ist 
üblicherweise die Strommessung an der low side.

Stabile Widerstände bekommt man als THT thin fim Widerständen (etwa 0,1% 
tol. 15-25 ppm/K) relativ günstig. Wenn es sehr genau werden soll, 
bräuchte man vermutlich auch eine bessere Referenz als die ADC interne.

Ich würde getrennte Teiler für den ADC und die Regelung nutzen weil man 
so Fehler erkennen kann. Der ADC kann mit einem Teiler ggf. auch noch 
Spitzen zurück in die Regelung schicken.

Der ADC interne PGA ist bei den SD ADCs in der Regel nur eine häufigere 
Abtastung des Eingangssignals - weil es so einfach ist findet man die 
Gain Option auch so oft, und die Verstärkung ist auch relativ genau. Der 
Eingangswiderstand ändert sich dann mit der "Verstärkung". Mit einem 
passenden Kondensator als Puffer geht es ggf. ohne extra Verstärker vor 
dem ADC, es hängt halt von Type ab und man sollte nicht die vollen 24 
Bit erwarten. Für ein Netzteil sollte es aber ausreichen.

von L. N. (derneumann)


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M. K. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Warum aber steht auf dem Screenshot 49,9V Vsense?
>
> Das stehen keinen 49.9 V sondern 49.9, das ist nur ein Faktor, mit
> Vsense multipliziert ergibt deine 4.99 V, sofern Vsense 0.10 V ist. ;)
>
> L. N. schrieb:
>> Warum steht dann dort eigentlich ADC Full Scale 2.5V?
>
> Das bedeutet halt nur, dass der ADC schon bei 2.5 V im Anschlag hängt,
> bedeutet über Vsense darf nur maximal auf 0.05 V ansteigen um innerhalb
> des Messbereichs zu bleiben. ;)

Alles klar, danke! Es war schon spät :-)

Willi S. schrieb:
> Warum LT als maximalen Shuntwiderstand 5mOhm erklärt, muss ich nochmal
> betrachten.

Hab das ja gestern schon gelesen und hab es so verstanden, dass das halt 
bei dem Beispiel mit 20A dann die 100 mV Vsense über die gesamte Range 
ergibt. Bei 10A (wie ich es für meine Zwecke machen würde), wäre dann 
demnach ein 10 mOhm Shunt angebracht. So hab ich es verstanden.

Willi S. schrieb:
> Admins kennen
> natürlich nur ihre Windoofs PC und scheren sich nicht um Apple/IOS.

Respekt, ich könnte nichts ernsthaftes am ipad machen, mich macht es 
irre wenn ich keine Maus und Tastatur habe...

Willi S. schrieb:
> Also nur der BC548 zwischen Buffer OPV und MCU AI, Arbeitswiderstand
> 10k, fertig. Und die Anzeige stimmt damit von Null weg im ganzen Bereich
> auf 5mV genau.

4k7. 10k war dem Teensy ADC scheinbar zu viel. Ansonsten ja, ich glaube 
für dieses Design lasse ich es so. Danke noch mal für deine Hilfe, so 
hätte ich das allein nie gelöst. War kurz davor, einen TC7660 
reinzupflanzen um dem OPV die 0 mV Ausgang zu ermöglichen.

Willi S. schrieb:
> Weiteres zu diesem LNG diskutiere ich gerne mit, ich habe nur "Angst",
> dass uns jemand wegen Themaverfehlung kritisieren wird. Evtl wäre ein
> neuer Thread angesagt.

Wenn das ein Mod liest: ich hätte nichts dagegen, wenn wir den Thread an 
Willi's Post 
Beitrag "Re: ADC Messung großer Spannungsbereiche bei gleichzeitig hoher Genauigkeit" 
splitten. Titel von mir aus LNG Verbesserungen oder so, aktuell geht es 
um Strommessung mit LTC6102, ADS1115 und MOSFETs anstatt 
Brückengleichrichter...

Willi S. schrieb:
> Ebendrum u.a. meine ich eben, dass die Eierlegende Wollmilchsau nicht
> machbar ist. Eine regelbare Referenzspannungsquelle ist das eine Gerät
> und ein Hochleistungsnetzgerät ist ein anderes Gerät.

Ist eh klar. So genaue Spannungen brauche ich wenn, dann üblicherweise 
eh nur bei geringen Strömen, da fallen die paar mOhm Übergangswiderstand 
dann nicht ins Gewicht (wobei +- 50mV auch noch sehr genau ist, wenn ich 
an alte, dreckige Potis zum Spannung einstellen als Vergleich denke).

Willi S. schrieb:
> Bezogen auf 2048mV Fullscale sind das 0.5%
> Abweichung in Nullpunktnähe und bei höheren Strömen deutlich besser.

Meine bisherigen Erfahrungen mit dem MAX4080 waren zum Glück viel besser 
als die worst case Szenarien. Wenn ich den ersetzen würde, dann nur weil 
mit dem LTC6102 viel kleinere Shunts möglich wären. Das Driften des 
Shunts (vielleicht driftet der MAX4080 ja mit, weil er sich auch 
erhitzt) nervt schon ein wenig, bei hohen Strömen.

Willi S. schrieb:
> Noch einigermaßen brauchbar ist der MAX4080"F" mit Gain=5

Das ist der, den ich verwende :-)

Willi S. schrieb:
> Ob man mit einem großen und sehr heißen Shuntwiderstand leben kann, ist
> Ansichtssache.

Wenn er nicht driften würde (oder der MAX4080 wegen thermischer 
Kopplung), wär es mir wirklich egal. So stört es mich schon ein wenig. 
Zumal der Shunt auch das Gehäuse mitheizt.

Willi S. schrieb:
> Es werden auch andere Teile im LNG sehr heiß und gäbe es heutzutage echt
> preiswerte Lösungen, um das zu verhindern. Zum Beispiel ein
> Brückengleichrichter mit Mosfets statt 50 Jahre alter Dioden.

Sonst "nur" mehr die Leistungstransistoren und die Gleichrichterdioden. 
Dast mit den MOSFETs hab ich schon mal wo gesehen, hatte es aber nicht 
am Schirm. Ich glaube das versuche ich sogar noch wahrscheinlicher als 
den LTC6102 zu implementieren denn die Dioden werden auch um die 100 °C 
heiß und heizen das Gehäuse noch viel mehr auf als der Shunt.

Nachdem ich später ein Netzteil bauen möchte welches mehr Strom liefern 
kann, muss ich mich so und so mit beiden Themen (LTC6102 und MOSFETs als 
Gleichrichter) auseinandersetzen. Trotzdem kann ich ja mal einen 
Zwischenschritt mit dem aktuellen ADC Bugfix bauen um mal etwas "so wie 
es ist" richtig funktionierendes und "fertiges" zu haben.

Willi S. schrieb:
> Dass alleine im Brückengleichrichter und Shunt an die 5
> Watt verbraten werden, war ja von vorneherein klar.

Ich muss ehrlich zugeben, blauäugig wie ich war, habe ich zunächst nicht 
so richtig da dran gedacht, bis mir bewusst wurde, dass der 
Spannungsabfall an den Dioden ja nicht einfach mir nichts dir nichts 
verpufft sondern in Hitze umgewandelt wird und zwar nicht 
unsignifikant...

Willi S. schrieb:
> Die Bandbreite sagt etwas über die Geschwindigkeit.

Willi S. schrieb:
> dass man bei BW mind 150kHz
> mit einer Reaktion binnen ca 10-20us rechnen kann. Was ja viel schneller
> ist, als die Elkos am LNG Ausgang zulassen.

Ja, am Oszi habe ich Millisekunden verstreichen sehen, bis die 
Strombegrenzung endlich an ihr Ziel gelangt ist... Wobei die Reaktion 
selbst glaube ich gar nicht so lang gedauert hat, es ist wie du sagst 
der Elko am Ausgang...

Willi S. schrieb:
> Die Anzapfung am Ausgang IC2B zur Strommessung kapiere ich einfach
> nicht.
>
> Wie auch immer, warum nicht einfach am OUT vom MAX4080 zapfen ?

Hihi, da bist du über meinen schlechten Zeichenstil gestolpert.

Am Ausgang von IC2B messe ich nur, ob der OPV ausgeschlagen hat, was 
bedeutet dass der Konstantstrom Modus aktiv ist. Damit lasse ich nur 
eine LED aufleuchten bzw. zeige auch am Display CC an.

Die Strommessung selbst wird an Pin 6 von IC2B respektive am Ausgang des 
MAX4080 vorgenommen (Netzname: CRNT_READ).

Lurchi schrieb:
> Der einfachere Fall ist
> üblicherweise die Strommessung an der low side.

Ich bin irgendwie in die Highside Welt reingerutscht, vermutlich hab ich 
vom falschen Projekt abgekupfert. Lowside ist für mich noch ein 
spanisches Dorf, aber du bist nicht der erste der mir das sagt und ich 
seh schon ich werde nicht umhin kommen, mich mit Lowside current Messung 
zu beschäftigen...

Lurchi schrieb:
> Stabile Widerstände bekommt man als THT thin fim Widerständen (etwa 0,1%
> tol. 15-25 ppm/K) relativ günstig. Wenn es sehr genau werden soll,
> bräuchte man vermutlich auch eine bessere Referenz als die ADC interne.

Ich hab in meinen Spannungsteilern z.B. diesen hier drin:
https://www.mouser.at/ProductDetail/Panasonic/ERA-6ARW123V?qs=%2fha2pyFaduiNrFbD4UM0KJguEKZP3KIu7ZlsgQVSL09NRjw%252bqiI93w%3d%3d

Weiß nicht, was daran schlecht sein soll - bisher konnte ich keine 
negativen Effekte beobachten. Es steht eh auch Thin Film da, sprechen 
wir vom selben?

Lurchi schrieb:
> Ich würde getrennte Teiler für den ADC und die Regelung nutzen weil man
> so Fehler erkennen kann. Der ADC kann mit einem Teiler ggf. auch noch
> Spitzen zurück in die Regelung schicken.

Klingt zumindest plausibel für mich, um es richtig beurteilen zu können 
fehlt mir leider das Wissen...

Lurchi schrieb:
> man sollte nicht die vollen 24
> Bit erwarten. Für ein Netzteil sollte es aber ausreichen.

Aktuell komm ich ja sogar mit 12 Bit ganz gut aus.. :)

von Willi S. (ws1955)


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LOW SIDE Shunt ?
Ich habe dazu gestern das Skizzieren angefangen und bin voll im Wald 
vieler offener Fragen gelandet. Die Problematik kommt durch die 
"neumoderne" MCU-Technik, dessen ADC und DAC man natürlich schon nutzen 
möchte.

Ausserdem nervt es bei Selbstbau-Projekten garantiert, wenn man bei 
jeder Messung die gewählte Masse beachten und dokumentieren muss. 
Tragische Irrtümer sind da obligatorisch...

von L. N. (derneumann)


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Habe gestern (heute) übrigens auch noch ein bisschen in LTSpice 
simuliert und versucht, den LTC6102 in mein Design zu integrieren. 
Grundsätzlich tut er was er soll, allerdings hab ich die angesprochenen 
Stabilitätsprobleme.
Der Ausgang des LTC6102 (blau) oszilliert sich einen weg und wenn man 
reinzoomt, sieht man an der Ausgangsspannung (grün) auch Oszillation. 
Rot ist der Strom der an der Load am Ausgang verbraten wird.

Das letzte Mal hat mir hier dankenswerter Weise "Aus der W. (Firma: 
oldeuropesblogs.blogspot.de) (oldeurope)" geholfen, den Kreis zu 
stabilisieren, alleine hätte ich das nicht geschafft. Diese 
Oszillationen müssten sich doch theoretisch auch wegbekommen lassen, 
oder?

von Willi S. (ws1955)


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Ein LM358 ist aber schon was anderes als ein OPA2197 ??!

Mein Vertrauen in LTSpice hält sich in engen Grenzen, ich will hier aber 
keine Grundsatzdiskussion anzetteln. Gerade bei Kompensations 
Geschichten zählt für mich nur der reale Aufbau, daneben das 
Kerko-Sortiment...

Jetzt möchte ich das Grinsen von Lurchi sehen.
Wo er recht hat hat er wohl recht....

: Bearbeitet durch User
von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Ein LM358 ist aber schon was anderes als ein OPA2197 ??!

ja, natürlich. damals wurde aber auch mit dem LM358 simuliert und die 
Sache blieb stabil nachdem ich dann OPA2197 eingepflanzt hatte. Wird 
dann vermutlich Glück gewesen sein.

> Mein Vertrauen in LTSpice hält sich in engen Grenzen, ich will hier aber
> keine Grundsatzdiskussion anzetteln. Gerade bei Kompensations
> Geschichten zählt für mich nur der reale Aufbau, daneben das
> Kerko-Sortiment...

Es hat mir schon oft geholfen, Allheilmittel ist es aber wohl nicht... 
Den echten Aufbau kann ich Mangels LTC6102 leider (noch) nicht machen. 
Dachte mir, ich probiere es zumindest mal in LTSpice aus, wenn der 
LTC6102 da schon drin ist.

Abgesehen davon, dass ich die Versorgungsspannung von U3 vergessen 
hatte, hat scheinbar der 10k Widerstand der die Geschichte verlangsamt 
Abhilfe geschaffen, zumindest laut LTSpice. Ich bin nun wirklich 
versucht, im Board Layout entsprechende Footprints zu machen...

> Jetzt möchte ich das Grinsen von Lurchi sehen.
> Wo er recht hat hat er wohl recht....

Ja, wohl wahr :-)

von Willi S. (ws1955)


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Und die 220R an den TIP3055 fehlen auch.
Im Prinzip gehts auch ohne, aber nicht gut...

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
>
> Abgesehen davon, dass ich die Versorgungsspannung von U3 vergessen
> hatte, hat scheinbar der 10k Widerstand der die Geschichte verlangsamt
> Abhilfe geschaffen, zumindest laut LTSpice. Ich bin nun wirklich
> versucht, im Board Layout entsprechende Footprints zu machen...

"Scheinbar" ist gut, ohne den Vorwiderstand kann das Integrationsglied 
gar nicht wirken, kein Wunder, dass es dann wild schwingt. Zugegeben hat 
es auch bei mir gedauert, bis sich der Nebel verzogen hat.

Beim U-Regler ist es der Feedback-Spannungsteiler, der dafür sorgt. Im 
Prinzip ist es nicht so doll, dass das Verhalten stark von der 
Ausgangsspannung abhängt. Ohne Gewähr, ich meine nur.

Auch der Feedback-Süannungsteiler ist in LTSpice anders dinensioniert 
als im Schaltplan. Ausserdem 22pF und 33pF. Man muss extrem aufpassen...

Na gut, der LM358 kommt auf Bandbreite 1 MHz, was wie auch immer auf 
jeden Fall weit über der des Current Monitor liegt. Die höhere 
Bandbreite vom OPA2197 bringt hier effektiv nix.

Wenn dieses Thema nochmal auf den Tisch kommt, dann sollten wir daran 
denken, dass der Spannungsausgang vom MAX4080 natürlich was anderes ist 
als der Stromausgang vom LTC6102. Der LTC6102 kann seinen Ausgang nicht 
runter ziehen! Andererseits müsste sich das insoweit positiv auswirken, 
weil es "gegen" eine Schwingneigung arbeitet. Falls es beim Layout noch 
ein Redesign gibt, würde ich noch einen Platz für Kerko parallel zur 
Bürde vorsehen. Der Effekt wäre, dass die Strombegrenzung schneller 
anspricht als sie sich dann erholt.

von M. K. (sylaina)


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Willi S. schrieb:
> Na gut, der LM358 kommt auf Bandbreite 1 MHz, was wie auch immer auf
> jeden Fall weit über der des Current Monitor liegt. Die höhere
> Bandbreite vom OPA2197 bringt hier effektiv nix.

Das ist aber nur die Unity-Gain, mit dem Klotz von TP im Feedback bremst 
man die Dinger noch zusätzlich aus. ;)

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Und die 220R an den TIP3055 fehlen auch.
> Im Prinzip gehts auch ohne, aber nicht gut...

Mir wurde in einem alten Thread geraten, R4 und R6 (die 220R an den 
TIP3055) wegzulassen, weil der Transistor in der Sättigung nicht als 
Schalter arbeitet(??). Habe leider keine genaue Erklärung dafür gefunden 
und daher die Footprints drin gelassen, aber in den letzten Revisionen 
nicht mehr bestückt -> läuft soweit. Kannst du mir evtl. erklären warum 
die rein sollten oder vielleicht nicht rein sollten? Wäre dir dankbar 
:-)

Willi S. schrieb:
> "Scheinbar" ist gut, ohne den Vorwiderstand kann das Integrationsglied
> gar nicht wirken, kein Wunder, dass es dann wild schwingt. Zugegeben hat
> es auch bei mir gedauert, bis sich der Nebel verzogen hat.

Ich beneide dich darum, dass du das verstehst, für mich ist das nach wie 
vor dichter Nebel. Gut, dass ich das nicht beruflich mache :-D
Je älter ich werde, desto mehr bereue ich, dass ich nicht diesen Zweig 
in der Ausbildung gewählt habe.

Willi S. schrieb:
> Auch der Feedback-Süannungsteiler ist in LTSpice anders dinensioniert
> als im Schaltplan. Ausserdem 22pF und 33pF. Man muss extrem aufpassen...

Stimmt, die 30pF waren noch vom rumspielen, ich simuliere grad nochmal 
mit 22pF - scheint aber genauso gut zu funktionieren. Der 
Spannungsteiler ist deswegen anders, weil der Schaltplan auf Github 
etwas veraltet ist. 12k/2.4k ist er bei der aktuellen Version.

Willi S. schrieb:
> Na gut, der LM358 kommt auf Bandbreite 1 MHz, was wie auch immer auf
> jeden Fall weit über der des Current Monitor liegt. Die höhere
> Bandbreite vom OPA2197 bringt hier effektiv nix.

OK ich glaube ich verstehe, warum der OP2197 dann diesbezüglich keinen 
Unterschied gemacht hat. Genauer ist er aber (Offsets, u.ä.), das war 
eigentlich der Hauptgrund, warum ich den genommen habe.

Willi S. schrieb:
> Wenn dieses Thema nochmal auf den Tisch kommt, dann sollten wir daran
> denken, dass der Spannungsausgang vom MAX4080 natürlich was anderes ist
> als der Stromausgang vom LTC6102. Der LTC6102 kann seinen Ausgang nicht
> runter ziehen! Andererseits müsste sich das insoweit positiv auswirken,
> weil es "gegen" eine Schwingneigung arbeitet.

Er muss ja auch nicht runterziehen können, da der OPV Eingang hochohmig 
ist, oder? Nach meinem Verständnis arbeitet da nichts "gegen" dein 
Ausgang des LTC6102.

Willi S. schrieb:
> Falls es beim Layout noch
> ein Redesign gibt, würde ich noch einen Platz für Kerko parallel zur
> Bürde vorsehen. Der Effekt wäre, dass die Strombegrenzung schneller
> anspricht als sie sich dann erholt.

Du meinst, zur 8mA Last? Zusätzlich zu den 100n am Ausgang (die 
zugegeben ziemlich weit weg sind am PCB)?

M. K. schrieb:
> Das ist aber nur die Unity-Gain, mit dem Klotz von TP im Feedback bremst
> man die Dinger noch zusätzlich aus. ;)

Ich kann nur raten, weil ich keine Ahnung hab - aber es scheint wohl so, 
als ob der LM358 dann noch immer schnell genug war und es somit keinen 
Unterschied gemacht hat, dass da jetzt ein OPA2197 drin sitzt...?

von L. N. (derneumann)


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Würde der BC847ALT1G eigentlich auch taugen, anstatt dem BC548C?
https://www.mouser.at/datasheet/2/308/BC846ALT1-D-1293035.pdf

Den hätte ich auf meiner BOM schon drauf und er ist billig und klein...
Oder sind die 100 mA zu wenig um den ADC schnell genug zu laden?

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Und die 220R an den TIP3055 fehlen auch.
>> Im Prinzip gehts auch ohne, aber nicht gut...
>
> Mir wurde in einem alten Thread geraten, R4 und R6 (die 220R an den
> TIP3055) wegzulassen, weil der Transistor in der Sättigung nicht als
> Schalter arbeitet(??). Habe leider keine genaue Erklärung dafür gefunden
> und daher die Footprints drin gelassen, aber in den letzten Revisionen
> nicht mehr bestückt -> läuft soweit. Kannst du mir evtl. erklären warum
> die rein sollten oder vielleicht nicht rein sollten? Wäre dir dankbar
> :-)

Zum Glück habe ich bei Wikipedia was gefunden, siehe Bild. So ähnlich 
hätte ich es dir auch erklärt, ich war mir aber unsicher.

>
> Willi S. schrieb:
>> Wenn dieses Thema nochmal auf den Tisch kommt, dann sollten wir daran
>> denken, dass der Spannungsausgang vom MAX4080 natürlich was anderes ist
>> als der Stromausgang vom LTC6102. Der LTC6102 kann seinen Ausgang nicht
>> runter ziehen! Andererseits müsste sich das insoweit positiv auswirken,
>> weil es "gegen" eine Schwingneigung arbeitet.
>
> Er muss ja auch nicht runterziehen können, da der OPV Eingang hochohmig
> ist, oder? Nach meinem Verständnis arbeitet da nichts "gegen" dein
> Ausgang des LTC6102.

Jein, die Kompensation über den 10kOhm halt. Aber zugegeben, vielleicht 
übertreibe ich die Wirkung.

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Würde der BC847ALT1G eigentlich auch taugen, anstatt dem BC548C?
> https://www.mouser.at/datasheet/2/308/BC846ALT1-D-1293035.pdf
>
> Den hätte ich auf meiner BOM schon drauf und er ist billig und klein...
> Oder sind die 100 mA zu wenig um den ADC schnell genug zu laden?

Das ist halt die SMD-Version vom BC548, oder irre ich jetzt ?
Also es geht praktisch jeder NPN Kleinsignal Transistor.

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Zum Glück habe ich bei Wikipedia was gefunden, siehe Bild. So ähnlich
> hätte ich es dir auch erklärt, ich war mir aber unsicher.

Hmm ich hab da nur eine Diode vom Leistungstransistor Emitter zur Base 
des Treibertransistors. Und vom Emitter zum Collector. Keine Diode vom 
Emitter des Treibertransistors zur Base des Treibertransistors und auch 
keine Widerstände momentan. Warum funktioniert das? :-D

Willi S. schrieb:
> Das ist halt die SMD-Version vom BC548, oder irre ich jetzt ?
> Also es geht praktisch jeder NPN Kleinsignal Transistor.

Weiß nicht, Spannungen und Belastbarkeit sind anders...
Wenn ich dich noch weiter löchern darf: Die 100 mA Imax des BC846 stören 
nicht, weil der OPV so viel eh nicht liefern könnte... oder?

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Zum Glück habe ich bei Wikipedia was gefunden, siehe Bild. So ähnlich
>> hätte ich es dir auch erklärt, ich war mir aber unsicher.
>
> Hmm ich hab da nur eine Diode vom Leistungstransistor Emitter zur Base
> des Treibertransistors. Und vom Emitter zum Collector. Keine Diode vom
> Emitter des Treibertransistors zur Base des Treibertransistors und auch
> keine Widerstände momentan. Warum funktioniert das? :-D

Lasse das unverändert und später kannst du ja mal interessante Messungen 
machen. Das heisst: Dynamische Last und wie die Spannung folgt (Oszi). 
Viel können die 220 Ohm nicht bewirken, das sind ja nur 3mA (ausgehend 
von 0.7V Ube)

>
> Willi S. schrieb:
>> Das ist halt die SMD-Version vom BC548, oder irre ich jetzt ?
>> Also es geht praktisch jeder NPN Kleinsignal Transistor.
>
> Weiß nicht, Spannungen und Belastbarkeit sind anders...
> Wenn ich dich noch weiter löchern darf: Die 100 mA Imax des BC846 stören
> nicht, weil der OPV so viel eh nicht liefern könnte... oder?

Lustig, wie die gegoogelten "Meinungen" auseinander gehen: Die Mehrzahl 
behauptet, dass auch der BC548 nur 100mA kann, ein Datenblatt sagt 
300mA, ein anderes 500mA. Das muss man "auswürfeln"...

Aber egal, 100mA reicht.

Ne, der OPV muss ja nur den Basisstrom liefern, dessen Strombegrenzung 
begrenzt den Collectorstrom im Transistor "nicht"!

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Ne, der OPV muss ja nur den Basisstrom liefern, dessen Strombegrenzung
> begrenzt den Collectorstrom im Transistor "nicht"!

Stimmt, manchmal bin ich schon so richtig dämlich... das heißt ja, dass 
ein Nebeneffekt dieser Schaltung ist, dass der ADC Sampling C 
theoretisch viel schneller geladen werden kann, da nun der OPV nicht 
mehr limitiert - oder?

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Lasse das unverändert und später kannst du ja mal interessante Messungen
> machen. Das heisst: Dynamische Last und wie die Spannung folgt (Oszi).

Ein bisschen hab ich schon rumgespielt, hab aber nur begrenzte Mittel, 
was Lasten angeht. Over- oder Undershoot gabs so gut wie keinen, die 
Regelung ist halt nicht die aller schnellste, aber es läuft... Ringing 
oder so gabs auch nicht, soweit ich das beurteilen konnte.

von Lurchi (Gast)


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Die gezeigte Netzteilvariante ist bei der Spannungsregelung recht 
gutmütig, vor allem wenn sie so langsam eingestellt ist. C1 könnte ggf. 
noch etwas kleiner (z.B. 3.3 nF) um die Regelung etwas schneller zu 
machen.

R7 ist dafür für meinen Geschmack schon eher recht groß - das kann noch 
gut gehen mit dem relativ langsamen LM358, aber mit dem schnellen 
OPA2197 ggf. Probleme machen.

Der kritische Fall für die Spannungsregelung ist mit einem eher großen 
(z.B. 1000 µF) low ESR Elko am Ausgang, und dann eher wenig Strom.

Das Problem ist eher die Stromregelung. Das kann es recht lange dauern 
bis sie Anspricht - viel schneller kann man die ggf. auch nicht 
einstellen ohne das man ggf. Schwingungen bekommt. Die kritische Last 
wäre hier eine Induktive last.
Als Schutz sollte ggf. noch eine Diode parallel zum Leistungstransistor, 
damit eine zu hohe Spannung zum Ladeelko abfließen kann.

Weil die Stromregelung wohl langsam bleiben wird, sollte man ein 
zusätzliches, schneller, festes Stromlimit mit einem Transistor über die 
Emitterwiderstände in Betracht ziehen. Damit bliebe der Strom dann in 
den vielleicht 500 µs bis die Stromregelung anspricht wenigstens auf ein 
sicheres Niveau begrenzt. Je nach Anwendung ist so eine 2-stufige 
Begrenzung gar nicht so schlecht.

von M. K. (sylaina)


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L. N. schrieb:
> Ich kann nur raten, weil ich keine Ahnung hab - aber es scheint wohl so,
> als ob der LM358 dann noch immer schnell genug war und es somit keinen
> Unterschied gemacht hat, dass da jetzt ein OPA2197 drin sitzt...?

Na das ist doch das was ich meine: Ist doch völlig wurscht ob der OPV ne 
Bandbreite von 1 MHz oder 10 MHz hat wenn du den Dingern extern nen TP 
mit rund 2 kHz verpasst. Hättest auch einen OPV mit 10 kHz Bandbreite 
verwenden können...wie Lurchi schon schrieb, höhere Bandbreite ist dann 
ggf. eher noch negativ da durch den Klotz am Bein das System eher zum 
schwingen kommt weils zu träge ist und der OPV zu schnell in die andere 
Richtung will...

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Evtl kann LTSpice für mehr Durchblick sorgen, aber ehrlich gesagt 
verstehe ich am letzten o.g. Chart nur Bahnhof. Haben die 
Pegelskalierungen etwas mit der Realität zu tun ? Blau sei der LTC6102 
Ausgang, aber doch nicht in Ruhe 11V und dann sinkend ? Grün sei die LNG 
Ausgangsspannung, sieht aber eher nach dem Laststromverlauf aus. Rot sei 
der Laststrom, warum sinkt der ?

von L. N. (derneumann)


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Lurchi schrieb:
> Die gezeigte Netzteilvariante ist bei der Spannungsregelung recht
> gutmütig, vor allem wenn sie so langsam eingestellt ist. C1 könnte ggf.
> noch etwas kleiner (z.B. 3.3 nF) um die Regelung etwas schneller zu
> machen.
Danke, werd ich mal probieren!

> R7 ist dafür für meinen Geschmack schon eher recht groß - das kann noch
> gut gehen mit dem relativ langsamen LM358, aber mit dem schnellen
> OPA2197 ggf. Probleme machen.

Bisher konnte ich keine Probleme feststellen (mit dem MAX4080). Aber 
danke für den Hinweis, werde ich im Hinterkopf behalten.

> Der kritische Fall für die Spannungsregelung ist mit einem eher großen
> (z.B. 1000 µF) low ESR Elko am Ausgang, und dann eher wenig Strom.

Derzeit hab ich 100µF - wie kommst du auf 1000µF, wär das nicht 
furchtbar viel für die Stromregelung? Sind ja die 100µF schon zu viel, 
oder?

> Das Problem ist eher die Stromregelung. Das kann es recht lange dauern
> bis sie Anspricht - viel schneller kann man die ggf. auch nicht
> einstellen ohne das man ggf. Schwingungen bekommt. Die kritische Last
> wäre hier eine Induktive last.
> Als Schutz sollte ggf. noch eine Diode parallel zum Leistungstransistor,
> damit eine zu hohe Spannung zum Ladeelko abfließen kann.

Ich glaub so langsam spricht sie gar nicht an, aber bis die 100µF am 
Ausgang entladen sind, ist jede LED tot...
Ich hab mal eingerollte 5m LED Streifen (knapp über 1A pro Meter, 12V) 
schnell ein- und ausgeschaltet (per µC, zwischen kaum noch sichtbar bis 
Stroboskop und runter bis 1x pro Sekunde) und konnte am Oszi keine 
Schwingungen der Ausgangsspannung sehen. Bei den 5m ist das Netzteil 
knapp in die Strombegrenzung reingerutscht, auf diesen Stripes gibts ja 
mächtig Spannungsabfall.

Eine Diode hab ich parallel zu den Transistoren, siehe Schaltplan: 
https://github.com/mamama1/LabPSU_Darlington/raw/master/Hardware/schematics.pdf

> Weil die Stromregelung wohl langsam bleiben wird, sollte man ein
> zusätzliches, schneller, festes Stromlimit mit einem Transistor über die
> Emitterwiderstände in Betracht ziehen. Damit bliebe der Strom dann in
> den vielleicht 500 µs bis die Stromregelung anspricht wenigstens auf ein
> sicheres Niveau begrenzt. Je nach Anwendung ist so eine 2-stufige
> Begrenzung gar nicht so schlecht.

Du hast meine Aufmerksamkeit. WIE? :-D

@Willi S.:
hab jetzt mal im Layout die Transistoren, Pulldowns und RC Filter bei 
einem OPV eingefügt. Ein OPV fehlt noch (siehe Anhang).

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L.N.
> Evtl kann LTSpice für mehr Durchblick sorgen, aber ehrlich gesagt
> verstehe ich am letzten o.g. Chart nur Bahnhof. Haben die
> Pegelskalierungen etwas mit der Realität zu tun ? Blau sei der LTC6102
> Ausgang, aber doch nicht in Ruhe 11V und dann sinkend ? Grün sei die LNG
> Ausgangsspannung, sieht aber eher nach dem Laststromverlauf aus. Rot sei
> der Laststrom, warum sinkt der ?

Ich bringe Licht ins Dunkel:
- Grün ist die LNG Ausgangsspannung
- Rot ist der LT6102 Ausgang
- Blau ist der Laststrom

Ausgangsspannung: 12V eingestellt mit V3
Maximalstrom: 4A eingestellt mit V4

Die Last (Blau) ist auf SINE mit 5A Offset, 5A Amplitude und 10Hz 
eingestellt, geht also als Sinus zwischen 0 und 10A rauf und runter und 
beginnt bei 5A.
Das ist auch der Grund warum die Ausgangsspannung gleich am Anfang auf 
wenige mV runtergedrückt wird - die Strombegrenzung ist aktiv! Rot ist 
am Anfang bei 2V, was 4A entspricht -> passt, es fließen auch exakt 4A.

Später geht die Load "l1" mit der Sinuswelle runter und sobald die 4A 
unterschritten werden (blau), steigt natürlich die Ausgangsspannung 
(grün) wieder an, bis sie ihren Sollwert (12V) erreicht hat. Da die Last 
ja weiter sinkt, geht auch der Output des LTC6102 (rot) weiter runter. 
Am Scheitelpunkt zwischen 70ms und 80ms geht der Strom wieder rauf und 
bei ca. 90ms schlägt die Strombegrenzung wieder zu. Zugegeben, ich weiß 
nicht, wo der Peak von 5A herkommt, vielleicht ist das ja der Elko am 
Ausgang...

von L. N. (derneumann)


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M. K. schrieb:
> Hättest auch einen OPV mit 10 kHz Bandbreite
> verwenden können...wie Lurchi schon schrieb, höhere Bandbreite ist dann
> ggf. eher noch negativ da durch den Klotz am Bein das System eher zum
> schwingen kommt weils zu träge ist und der OPV zu schnell in die andere
> Richtung will...

Bin für Vorschläge offen.. Ich fürchte es gibt keinen OPV mit ähnlicher 
Genauigkeit und Spannungsfestigkeit, R2R usw. wie den OPA2197, der aber 
viel langsamer ist...

von M. K. (sylaina)


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L. N. schrieb:
> Bin für Vorschläge offen.. Ich fürchte es gibt keinen OPV mit ähnlicher
> Genauigkeit und Spannungsfestigkeit, R2R usw. wie den OPA2197, der aber
> viel langsamer ist...

Hm, ich stricke grade selbst mein Design um, aktuell sieht es so aus wie 
im Anhang mit LT1014 (ist ein präziser LM324). Vielleicht ist das auch 
eine Idee für dich.
Strommessung geht via Lowside.

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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Basteln ohne Lötkolben, ohne Steckbrett, ohne tausend Fächer mit 
Bauteilen. Ich sollte mich doch mal wieder informieren über die 
Möglichkeiten. Andererseits bin ich jetzt in Rente und sollte mehr an 
die frische Luft...

von Willi S. (ws1955)


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@L.N.
Danke für die Aufklärungen, das Nicht-Verstehen liegt wohl auch an 
meiner Schwerfälligkeit und dass ich zum ersten Mal in 40 Berufsjahren 
eine Sprungantwort mit Sinus gesteuert sehe (kleiner Scherz).

Hat LTSpice eine steuerbare Stromsenke ?
Füttern mit Rechteck (das hat LTSpice sicher)

von L. N. (derneumann)


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M. K. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Bin für Vorschläge offen.. Ich fürchte es gibt keinen OPV mit ähnlicher
>> Genauigkeit und Spannungsfestigkeit, R2R usw. wie den OPA2197, der aber
>> viel langsamer ist...
>
> Hm, ich stricke grade selbst mein Design um, aktuell sieht es so aus wie
> im Anhang mit LT1014 (ist ein präziser LM324). Vielleicht ist das auch
> eine Idee für dich.
> Strommessung geht via Lowside.

hui, da müsste ich mal ein paar Stunden drüber brüten, bis ich das 
verstanden habe. Arbeiten die OPVs bei dir verkehrt herum? Also ich 
meine, je mehr der OPV für die Spannung ausgibt, desto weniger Spannung 
liegt am Ausgang an, richtig?

Der LT1014 ist aber noch um einiges ungenauer als der OPA2197 und dabei 
auch noch teurer, außer man kauft ihn von TI... Oder hab ich was 
verpasst?

Willi S. schrieb:
> Basteln ohne Lötkolben, ohne Steckbrett, ohne tausend Fächer mit
> Bauteilen. Ich sollte mich doch mal wieder informieren über die
> Möglichkeiten. Andererseits bin ich jetzt in Rente und sollte mehr an
> die frische Luft...

Du spielst auf LTSpice an? Mit tausend Fächern macht es aber mehr Spaß. 
Wenn man wirklich mit LTSpice umgehen kann (ich kann es nicht), kann 
einem das aber wirklich viel Zeit sparen und Dinge aufdecken, auf die 
man ohne sündhaft teures Messequipment und viel Aufwand nie gekommen 
wäre...

Ich bin (leider) noch lange nicht in Rente, sollte aber auch mehr an die 
frische Luft. Dort gibts aber keine Bastelkiste, keinen PC und keinen 
Lötkolben. Nachdem ich direkt am Wald wohne, mach ich gegebenenfalls das 
Fenster auf, das muss reichen.

Willi S. schrieb:
> Danke für die Aufklärungen, das Nicht-Verstehen liegt wohl auch an
> meiner Schwerfälligkeit und dass ich zum ersten Mal in 40 Berufsjahren
> eine Sprungantwort mit Sinus gesteuert sehe (kleiner Scherz).
>
> Hat LTSpice eine steuerbare Stromsenke ?
> Füttern mit Rechteck (das hat LTSpice sicher)

haha :-D
Siehe Anhang, das kannst du in der Stromsenke einstellen. Pulse mit 
allerlei Parametern (rise, fall, ...) und noch einiges mehr.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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L. N. schrieb:
> hui, da müsste ich mal ein paar Stunden drüber brüten, bis ich das
> verstanden habe. Arbeiten die OPVs bei dir verkehrt herum? Also ich
> meine, je mehr der OPV für die Spannung ausgibt, desto weniger Spannung
> liegt am Ausgang an, richtig?

Richtig.

L. N. schrieb:
> Der LT1014 ist aber noch um einiges ungenauer als der OPA2197 und dabei
> auch noch teurer, außer man kauft ihn von TI... Oder hab ich was
> verpasst?

Hm, verglichen hab ich die Dinger nicht. Ich hab den LT1014 hier halt 
noch rumfliegen.

von Willi S. (ws1955)


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Den OPA2197 finde ich soweit schon ok, viel bessere OPV sind meistens 
nur mit 3-5V versorgbar. Wie auch immer, so liegt die schnarchlangsame 
Regelung nicht am OPV. Trotzdem suche ich noch weitere OPV, einfach nur 
so. Zum Spazierengehen (frische Luft..) sind bei uns die Gehwege einfach 
zu eisig, da bricht man sich ja alle Knochen...

von L. N. (derneumann)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Falls es beim Layout noch
>> ein Redesign gibt, würde ich noch einen Platz für Kerko parallel zur
>> Bürde vorsehen. Der Effekt wäre, dass die Strombegrenzung schneller
>> anspricht als sie sich dann erholt.
>
> Du meinst, zur 8mA Last? Zusätzlich zu den 100n am Ausgang (die
> zugegeben ziemlich weit weg sind am PCB)?

Habe grade an den ADC Eingängen die Transistoren eingepflegt und würde 
das auch gleich umsetzen - könntest du mir bitte noch genauer ausführen 
welchen Kerko wo? Meintest du die 8 mA Grundlast?

Würde dann das Board in Auftrag geben um mal was zu haben was soweit 
fehlerfrei/gut genug funktioniert. Danach würde ich mich an die MOSFET 
Gleichrichter- und LTC6102 Geschichte machen und damit ein weiteres 
Board in Auftrag geben. Gut, dass es die Chinesen gibt...

Willi S. schrieb:
> Zum Spazierengehen (frische Luft..) sind bei uns die Gehwege einfach
> zu eisig, da bricht man sich ja alle Knochen...

Eine gute Ausrede ist Gold wert!

: Bearbeitet durch User
von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Willi S. schrieb:
>>> Falls es beim Layout noch
>>> ein Redesign gibt, würde ich noch einen Platz für Kerko parallel zur
>>> Bürde vorsehen. Der Effekt wäre, dass die Strombegrenzung schneller
>>> anspricht als sie sich dann erholt.
>>
>> Du meinst, zur 8mA Last? Zusätzlich zu den 100n am Ausgang (die
>> zugegeben ziemlich weit weg sind am PCB)?
>
> Habe grade an den ADC Eingängen die Transistoren eingepflegt und würde
> das auch gleich umsetzen - könntest du mir bitte noch genauer ausführen
> welchen Kerko wo? Meintest du die 8 mA Grundlast?

Ne, gemeint habe ich parallel zur Bürde vom LTC6102 bzw aktuell beim 
MAX4080 ist es der R10.

von Willi S. (ws1955)


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M. K. schrieb:
> L. N. schrieb:
>> Bin für Vorschläge offen.. Ich fürchte es gibt keinen OPV mit ähnlicher
>> Genauigkeit und Spannungsfestigkeit, R2R usw. wie den OPA2197, der aber
>> viel langsamer ist...
>
> Hm, ich stricke grade selbst mein Design um, aktuell sieht es so aus wie
> im Anhang mit LT1014 (ist ein präziser LM324). Vielleicht ist das auch
> eine Idee für dich.
> Strommessung geht via Lowside.

Vielen Dank für deinen Schaltplan, diese Machart wäre zu überlegen.

Aber eines verstehe ich nicht:
Der Feedback-Spannungsteiler bzw Fußpunkt R3 geht an GND, zur 
Ausgangsbucbse liegt aber der Shunt dazwischen. Das heisst, dass der 
Spannungsabfall am Shunt nicht ausgeregelt wird.

Oder hab ich was übersehen ?

von Willi S. (ws1955)


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@L. N.
Besonders "sexy" an der Schaltung von M. K. ist, dass alles inkl aller 
OPV mit 5V versorgbar ist. Bei höheren Spannungen macht dein Design 
zunehmend Probleme. Ausserdem gibt es am letztlichen open collector 
Steuertransistor eine Bandbreitenbegrenzung gegen Schwingen, die 
"generell" wirkt, also unabhängig von U- oder I- Betrieb.

Nur eine Meinung, weil ich es gerade gesehen habe. Ich bin ja kein 
Gscheithaferl und lerne selber immer noch dazu...

von M. K. (sylaina)


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Willi S. schrieb:
> Das heisst, dass der
> Spannungsabfall am Shunt nicht ausgeregelt wird.

Doch, über R10 wird der Spannungsvorgabe der Spannungsfall über den 
Shunt mit aufaddiert, Überlagerungssatz ;)

von Willi S. (ws1955)


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M. K. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Das heisst, dass der
>> Spannungsabfall am Shunt nicht ausgeregelt wird.
>
> Doch, über R10 wird der Spannungsvorgabe der Spannungsfall über den
> Shunt mit aufaddiert, Überlagerungssatz ;)

Ich wollte es schon einen evtl übersehenen "Trick" nennen...
Danke!

von M. K. (sylaina)


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Willi S. schrieb:
> Besonders "sexy" an der Schaltung von M. K. ist, dass alles inkl aller
> OPV mit 5V versorgbar ist.

Das war damals meine Grundidee da ich zuerst einen OPA340 benutzen 
wollte. ;)

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Ne, gemeint habe ich parallel zur Bürde vom LTC6102 bzw aktuell beim
> MAX4080 ist es der R10.

OK, danke. Hab ich eingefügt.

Habe mal die aktuellste Version auf Github hochgeladen. Die Github 
Version unterscheidet sich durch folgende Merkmale von dem Board welches 
ich hier habe und welches soweit gut funktioniert:

- Transistoren an den OPV Ausgängen
- ESP Header statt WizNet W5500 Header
- Kerko parallel zum Bürde Widerstand des MAX4080

Habt ihr noch Vorschläge, was ich noch ändern sollte bevor ich die 
Platine produzieren lasse?

Link: https://github.com/mamama1/LabPSU_Darlington/tree/master/Hardware

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> @L. N.
> Besonders "sexy" an der Schaltung von M. K. ist, dass alles inkl aller
> OPV mit 5V versorgbar ist. Bei höheren Spannungen macht dein Design
> zunehmend Probleme. Ausserdem gibt es am letztlichen open collector
> Steuertransistor eine Bandbreitenbegrenzung gegen Schwingen, die
> "generell" wirkt, also unabhängig von U- oder I- Betrieb.
>
> Nur eine Meinung, weil ich es gerade gesehen habe. Ich bin ja kein
> Gscheithaferl und lerne selber immer noch dazu...

Ich beanspruche nicht den Titel des besten LNGs für mich :-)
Jedes Design ist für mich interessantes Lernmaterial, über diesem Design 
muss ich wie gesagt noch ein Weilchen brüten :-)

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Habe mal die aktuellste Version auf Github hochgeladen. Die Github
> Version unterscheidet sich durch folgende Merkmale von dem Board welches
> ich hier habe und welches soweit gut funktioniert:
>
> - Transistoren an den OPV Ausgängen
> - ESP Header statt WizNet W5500 Header
> - Kerko parallel zum Bürde Widerstand des MAX4080
>
> Habt ihr noch Vorschläge, was ich noch ändern sollte bevor ich die
> Platine produzieren lasse?
>
> Link: https://github.com/mamama1/LabPSU_Darlington/tree/master/Hardware

HALT!
D20/C52 // R10 ist ein Missverständnis,

aber weiteres erst wieder bei Tageslicht. Nach Mitternacht ist mein 
Resthirn auf Shutdown...

von Willi S. (ws1955)


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@L. N.

Ich vermute mal, dass du dir mit D20 und C52 etwas gedacht und sogar mit 
LTSpice erprobt hast. Ja ?

LT6102 ist jedenfalls kein Thema und hätte der angesprochene Kerko 
parallel zur Bürde R10 nur hier einen Sinn, beim MAX4080 darf er gar 
nicht da sein.

Den Zeichnungsfehler bzgl Anzapfung der Strommessung könntest du mal 
korrigieren...

Ich würde direkt am Ausgang des Current Monitors zapfen, nicht hinter 
R7.

R10 mit 1kOhm finde ich übertrieben niederohmig, bis zu 4mA Belastung 
für was ?

Hinweise für Besonderheiten/Tricks habe ich in meiner aktiven Zeit als 
Hardware-Entwickler stets direkt in die Schaltpläne geschrieben (bzw am 
Rand), damit die immer gleichen depperten Fragen nicht immer wieder 
gestellt werden. Doku liest keine Sau. Schaltpläne schon... Mancher 
Schaltplan war sogar mit ASCII-Pulsdiagrammen geschmückt und hat es in 
den Jahrzehnten danach sehr geholfen...

: Bearbeitet durch User
von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Ich vermute mal, dass du dir mit D20 und C52 etwas gedacht und sogar mit
> LTSpice erprobt hast. Ja ?

Nein, die Diode wurde mir im eevblog Forum (glaub ich) empfohlen, weil 
da die Stromregelung bei hohen Strömen schneller reagieren kann. Nach 
aktuellsten Erkenntnissen könnte ich mir aber vorstellen, dass sie 
dadurch dann auch schwingen könnte. Ich muss die Diode ja nicht 
verlöten, momentan ist sie aber drin.

C52 kam ja von dir, bzw. dachte ich dass das für den MAX4080 gedacht 
war.

Willi S. schrieb:
> LT6102 ist jedenfalls kein Thema und hätte der angesprochene Kerko
> parallel zur Bürde R10 nur hier einen Sinn, beim MAX4080 darf er gar
> nicht da sein.

OK dann nehm ich den Footprint wieder raus, danke.

Willi S. schrieb:
> Den Zeichnungsfehler bzgl Anzapfung der Strommessung könntest du mal
> korrigieren...

Wieso Fehler? Man sieht's vielleicht nicht gleich, aber Fehler ist das 
keiner, oder reden wir aneinander vorbei?

Willi S. schrieb:
> Ich würde direkt am Ausgang des Current Monitors zapfen, nicht hinter
> R7.

Puh ok das muss ich mir ansehen, da ists schon relativ eng am PCB, wird 
sich aber machen lassen. Danke!

Willi S. schrieb:
> R10 mit 1kOhm finde ich übertrieben niederohmig, bis zu 4mA Belastung
> für was ?

Hab ich auch nur auf einen Rat hin eingepflanzt. Wie viel würdest du 
denn da rein tun? Am Footprint ändert das zum Glück ja nix.

Willi S. schrieb:
> Hinweise für Besonderheiten/Tricks habe ich in meiner aktiven Zeit als
> Hardware-Entwickler stets direkt in die Schaltpläne geschrieben (bzw am
> Rand), damit die immer gleichen depperten Fragen nicht immer wieder
> gestellt werden. Doku liest keine Sau. Schaltpläne schon... Mancher
> Schaltplan war sogar mit ASCII-Pulsdiagrammen geschmückt und hat es in
> den Jahrzehnten danach sehr geholfen...

Guter Tipp, danke. Hast du Vorschläge, was ich vermerken sollte? Spontan 
würden mir Geschichten wie Gains und Spannungsteiler einfallen sowie die 
Transistoren an den OPV Ausgängen.

von Willi S. (ws1955)


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@L. N.
CRNT_READ
Jetzt bin ich binnen weniger Tage schon zum zweiten Mal rein gefallen, 
obwohl du es mir schon erklärt hast. Es sind zwar nicht alle so blöd wie 
ich, aber du siehst daran, dass Verstehen deines Schaltplans nicht 
einfach ist. Wenn du eine Linie rein malst, dann versteht es jeder 
Idiot...

Diese Labelei mit Orcad, Eagle und Co ist ein Thema für sich, der 
jahrelange Streit mit Kollegen ging leider auch nur unentschieden aus. 
Alle haben verstanden und zur Besserung genickt, effektiv verbessert hat 
sich nix...

D20/C52:
Du kannst beides drin lassen und nur optionaö bestücken. Beide Teile 
haben durchaus genau den Sinn, den du erklärst. Allerdings kann der 
Schuss auch nach hinten gehen. Für solche Sachen wäre doch LTSpice eine 
tolle Sache, oder ? Also SMD-Löten für solche Erprobungen bis sich das 
Kupfer auflöst, macht jedenfalls keine Freude.
Bei der Diode muss man deren Uf bedenken, auf jeden Fall eine 
ausgesuchte Schottky-Diode nehmen, aber auch dann sind es noch 0.4-0.2V. 
Anfänglich. Für die schnellere Reaktion muss der Laststrom entsprechend 
höher sein als der eingestellte Strom. Das Oszillogramm wird kritische 
Fragen aufwerfen. Eine ähnliche Funktion hätte auch C52. Was dann 
effektiv bei Differenziator vor Integrator heraus kommt, kann ich dir 
jetzt auch nicht wahrsagen, kommt auch auf Dimensionierung und 
Betriebsfälle U/I an. Im allgemeinen ist man besser beraten, alles 
verkomplizierende weg zu lassen und nur die unbedingt notwendige 
OPV-Kompensation zu optimieren.

Aber nochamal:
Lasse D20/C52 drin, vorläufig nicht bestücken und dies auch im 
Schaltplan vermerken.

R7:
An sich braucht es den beim MAX4080 gar nicht. Nebeneffekt könnte aber 
sein, dass der Spannungsausgang vom MAX4080 bei Null weiter runter auf 
GND geht. Aber alles mit Maßen. Mehr als 0.5mA sollten hier auch bei 
Fullscale nicht fließen, das wären also 10kOhm oder mindestens 4k7.

Ähm,
also eigentlich "Freigabe" an die Chinesen...

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Wenn du eine Linie rein malst, dann versteht es jeder
> Idiot...

Ok, ist erledigt.

Danke, dann geht das jetzt raus an die Chinesen!
Und dann mach ich mich gleich an den Umbau. Gleichrichter mit MOSFETs, 
Strommessung mit 5 oder 10 mOhm Shunt mit LTC6102 und ADS1115 als ADC.

von Willi S. (ws1955)


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L. N. schrieb:
> Willi S. schrieb:
>> Wenn du eine Linie rein malst, dann versteht es jeder
>> Idiot...
>
> Ok, ist erledigt.
>
> Danke, dann geht das jetzt raus an die Chinesen!
> Und dann mach ich mich gleich an den Umbau. Gleichrichter mit MOSFETs,
> Strommessung mit 5 oder 10 mOhm Shunt mit LTC6102 und ADS1115 als ADC.

Würde mich sehr freuen, wenn ich dann wieder was höre !!
Obwohl ich in diesem Leben kein LNG mehr brauche und eigentlich auch 
genug Zeit mit Elektronik&Software verbracht habe, so interessieren mich 
Bauteile und Macharten immer noch sehr. Es gibt schon eine Todo-Liste 
für LNG 4.0!

von L. N. (derneumann)


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Willi S. schrieb:
> Würde mich sehr freuen, wenn ich dann wieder was höre !!
> Obwohl ich in diesem Leben kein LNG mehr brauche und eigentlich auch
> genug Zeit mit Elektronik&Software verbracht habe, so interessieren mich
> Bauteile und Macharten immer noch sehr. Es gibt schon eine Todo-Liste
> für LNG 4.0!

Klar, gerne! Kann mir nicht vorstellen, dass alles auf Anhieb 
funktionieren wird, selbst wenn ich glaube während des Designs keine 
Fragen zu haben :-)
Spätestens da melde ich mich dann wieder, bzw. kannst du ja auch das 
Repository auf Github verfolgen, ich werde dort immer die aktuelle 
Version hochladen.

Bestellung ist raus. EUR 20,01 für 5 Stück, inkl. (!!) Versand aus 
China. Kranke Welt.

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