Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC Präzisionsverstärker


von Mario E. (Firma: privat) (marioeduardo)


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Mir geht es um theoretisches Wissen,
nehmen wir als Beispiel den Spannungsfolger,
konkret AD820, Datenblatt Figur 27.

So wie ich ds verstanden habe, ist bei DC Verstärkung der Offset sehr 
wichtig. Der Strom fließt aus Pin2 und Pin3 heraus. Der aus Pin 2 
verursacht einen Spannungsabfall an Rl, was eher niederohmig sein wird. 
Vermulich einstellige KOhm bestenfalls.
Der an Pin3 verursacht einen Spannungsabfall am Eingangswiderstand.
Bei einem Vielfachmeßgerät kenne ich den aber nicht. Ich muß ja mit 
jedem rechnen.
Kurz: Wie baut man die Eingangsstufe eines z.b. Microvoltmeter auf.
Irgenwie hab ich da einen Knopf im Hirn bzgl des Offsetabgleiches.

Ursache für die Frage ist folgende Schaltung: REF195, ein 
Spannungsteiler aus 3 Widerständen, um unterschiedliche, aber bekannte 
präzise Spannungen zu erzeugen. Danach ein Umschalter und obiger 
Spannungsfolger.

Für eine Spannung kann ich das so abgleichen, daß am Ausgang des OP das 
herauskommt, was vorne rein kommt (Datenblatt Figur 46). Für alle 
anderen kommt was anderes heraus.
Ich vermute stark, daß das nur am Offsetabgleich (s.o.) liegen kann.

Bitte keine Kommentare zum Thema Umschalter und REF195, zeig deinen 
Aufbau her .... Mir geht es um Schaltungstechnik, die anderen Probleme 
glaube ich zu kennen.

Danke für Hilfe und Tips.
Mario

: Bearbeitet durch User
von Dampfheuler (Gast)


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Der Offset ist nicht immer wichtig. Offsetabgleiche macht man heute 
nicht mehr, das war noch vor 20 Jahren.

Die Frage ist daher, was soll's werden ? Zeig ein Schema.

von Mario E. (Firma: privat) (marioeduardo)


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Mario

von Dampfheuler (Gast)


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Du machst aber keine Verstaerkung, resp die Verstaerkung ist eins. Was 
stimmt denn nicht ? Resp, was machst du genau, was erwartest du und was 
bekommst du ?
Wie wird der 820 gespiesen ?

von Mario E. (Firma: privat) (marioeduardo)


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Versorgung ist 2*9V aus einer Batterie. Ich will Verstärkung von 1. 
Messgerät und Widerstände ausreichend genau. Problem: Ich kann nur für 
eine Stellung abgleichen.
Ich kann morgen die Schaltung nochmal nachmessen und genaue Werte 
liefern.

von Anja (Gast)


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Mario E. schrieb:
> Kurz: Wie baut man die Eingangsstufe eines z.b. Microvoltmeter auf.

Dort wird der Offset zyklisch gemessen (zusätzlicher Schalter nach 
Masse) und dann mathematisch subtrahiert.

Warum nimmst Du nicht einfach einen genaueren OP wie z.B. den LTC2057?

Gruß Anja

von M. K. (sylaina)


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Dampfheuler schrieb:
> Der Offset ist nicht immer wichtig. Offsetabgleiche macht man heute
> nicht mehr, das war noch vor 20 Jahren

Wenn mans präzisise haben will oder muss macht man Offsetabgleiche sehr 
wohl noch heute, genau wie vor 20 Jahren auch.

von MaWin (Gast)


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M. K. schrieb:
> Wenn mans präzisise haben will oder muss macht man Offsetabgleiche sehr
> wohl noch heute, genau wie vor 20 Jahren auch

Eher nicht.
Gute OpAmps sind gerade bei der Übertragung von Gleichspannung dank 
autozero genauer als jeder Abgleich, da sind die Thermospannungen im 
Aufbau durch unterschiedlichedtalllegierungen grösser als der Fehler 
durch den OpAml.

TLC2652, LTC2051, LMP2021, ICL7650.

Der Fehler durch den Eingangs(offset)strom ist dank der extremen 
Hochohmigkeit der Eingänge minimal, weit kleiner als der Fehler der 
Spannungsteilerwiderstände, und deren unterschiedlichen 
Temperaturkoeffizienten.

Trotzdem sollte man alle Fehlerquellen innerhalt des Temperaturbeteichs 
in dem die Schaltung arbeiten soll man ausrechnen.

Am teuersten werden wohl ordentliche Widerstände.

Rauschen kann man bei Gleichspannung durch nachgeschaltete RC Filter 
fast beliebig bedämpfen, damit kein zusätzlicher Fehler durch den 
Leckstrom der Kondensatoren entsteht sollte man diese Schaltung 
einsetzen:
1
 Ref --+----R---+-- rauschärmere Ref
2
        |        |
3
        |       2*C
4
        |        |
5
        +--10*R--+
6
                 |
7
                2*C
8
                 |
9
                GND

von ths (Gast)


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Für Präzisionszwecke macht man das so nicht. Eine gute 
Referenzspannungquelle und ein DAC liefern deutlich preiswerter weit 
bessere Ergebnisse.

von Bork (Gast)


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Der ultimative Mikrovoltverstaerker ist immer noch der Lock-in. Damit 
kann man noch nV messen. Muss allerdings modulieren koennen.

von Wolfgang (Gast)


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M. K. schrieb:
> Wenn mans präzisise haben will …

"Präzise" ist kein absoluter Maßstab.

Es kommt immer noch drauf an, wie präzise - mV, µV, nV?

von Mario E. (Firma: privat) (marioeduardo)


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Danke für die diversen Vorschläge.
Mir geht es nicht um Alternativen, mir geht es ums Verständnis
der OPs und der Offsetkompensation bei präzisen DC Verstärkern.

Mario

von Achim S. (Gast)


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Mario E. schrieb:
> Mir geht es nicht um Alternativen, mir geht es ums Verständnis
> der OPs und der Offsetkompensation bei präzisen DC Verstärkern.

Dann mach als nächsten Schritt, was du gestern angekündigt hast:

Mario E. schrieb:
> Ich kann morgen die Schaltung nochmal nachmessen und genaue Werte
> liefern.

Denn mit deiner Vermutung:

Mario E. schrieb:
> Ich vermute stark, daß das nur am Offsetabgleich (s.o.) liegen kann.

liegst du sehr wahrscheinlich falsch. Die Offsetkompensation beim AD820 
ist nicht vom Wert der Eingangsspannung abhängig, solange der OPV 
korrekt betrieben wird (die Eingangsspannung also z.B. im erlaubten 
Bereich liegt).

Was allerdings Anfängern schon mal passieren kann, dass ein Fehler im 
Schaltungsaufbau durch den Offsetabgleich "weggedreht" wird. Dann kann 
es tatsächlich leicht vorkommen, dass bei einem anderen Arbeitspunkt das 
wegdrehen des Fehlers nicht mehr passt.

Was mich übrigens auch noch interessiert:

Mario E. schrieb:
> Datenblatt Figur 27.
>
> So wie ich ds verstanden habe, ist bei DC Verstärkung der Offset sehr
> wichtig. Der Strom fließt aus Pin2 und Pin3 heraus. Der aus Pin 2
> verursacht einen Spannungsabfall an Rl,

wo siehst du in Fig. 27 des Datenblatts einen R1? Und geht es dir denn 
nun um den Spannungsoffset des OPV oder um den input offset current?

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


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Mario E. schrieb:
> Mir geht es nicht um Alternativen, mir geht es ums Verständnis
> der OPs und der Offsetkompensation bei präzisen DC Verstärkern.

Dann wären deine Stichworte "Chopper" und "Auto-Zero" OPV.

von coinbust (Gast)


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Achim S. schrieb:
> wo siehst du in Fig. 27 des Datenblatts einen R1?

Im Text des TO steht Rl - das zweite Zeichen ist ein kleines L.

von Gerd (Gast)


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MaWin schrieb:

>  Ref --+----R---+-- rauschärmere Ref
>         |        |
>         |       2*C
>         |        |
>         +--10*R--+
>                  |
>                 2*C
>                  |
>                 GND


10 x R ist mir klar. Was bedeutet 2 x C? Ist der obere Kondensator C 
statt 2 x C?

von Michael B. (laberkopp)


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Gerd schrieb:
> Was bedeutet 2 x C

Beide Kapazitätswerte sind doppelt so gross wie für den RC Filter 
brechnet.

von Achim S. (Gast)


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coinbust schrieb:
> Im Text des TO steht Rl - das zweite Zeichen ist ein kleines L.

Danke für die Erklärung. Das hatte ich nicht wahrgenommen. (Es kam mir 
wohl zu wenig naheliegend vor.)

Dann zum Eröffnungsbeitrag des TO:

Mario E. schrieb:
> Der aus Pin 2
> verursacht einen Spannungsabfall an Rl, was eher niederohmig sein wird.

Nein: der input current von pin 2 fließt nicht über R_L sondern aus dem 
Ausgang des OPV. Das macht bei den typisch 2pA des AD820 zwar faktisch 
kaum einen Unterschied, aber dir ging es ja um das korrekte Verständnis.

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