Filterzeitkonnstante Strangstrom-Messung

[Angelika F. (angelika_f)]

Hallo liebe Community,

hier im Anhang ist eine Schaltung zur Strangstrommessung zu sehen. Ich 
möchte gerne die Zeitkonstante der Strommessung wissen (also die 
Filterzeitkonstante), da ich diese für meine Stromreglerauslegung 
benötige.
 Ich habe von Elektronik leider sehr wenig Ahnung und weiß deshalb 
nicht, wie ich diese ablesen und berechnen kann.

Info: Widerstand R50 ist ein Shuntwiderstand. Soweit ich weiß ist hier 
ein invertierender Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor V=-19,1 
abgebildet. Der Kondensator (oder die Kondensatoren?) sorgen für den 
Tiefpassfilter. Mehr kann ich dazu leider nicht sagen.

Ich hoffe, dass mir jemand weiterhelfen kann.

Beste Grüße

Angelika

[Klaus R. (klara)]

Angelika F. schrieb:
> Ich
> möchte gerne die Zeitkonstante der Strommessung wissen (also die
> Filterzeitkonstante)

Die Schaltung ist schon etwas merkwürdig. Auch die Angabe der 
Bauteilwerte ist gewöhnungsbedürftig. Ich würde sagen C26 hat 220 pF und 
R33 hat 1 kOhm. Die Zeitkonstante ist Tau = R x C. Das ergibt 220 pF x 1 
kOhm = 0,22 µs.

Der +IN Eingang von OA2 ist etwas befremdlich. Wenn IS-ihbC tatsächlich 
auf GND liegt, will man wohl über +2,5V das Gleichspannungspotential 
etwas verschieben. C20 // R29 dienen da wohl nur der Nachbildung von C26 
// R33. Das machte man gelegentlich wenn der OPV Probleme mit 
Offset-Ströme hatte. Ich sehe im Datenblatt des OPA365 dazu keine 
Notwendigkeit. Es ist ein hochwertiger OPV. Die Zeitkonstante von C20 // 
R29 brauchst Du also nicht berücksichtigen.

R50 // C58 haben auch eine Zeitkonstante. Bei C58 tippe ich auf 0.0010 
µF, d.h. 1 nF. 10 mOhm x 1 nF = 10 ps. Braucht man also auch nicht 
betrachten.
mfg klaus

[Achim S. (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> Der +IN Eingang von OA2 ist etwas befremdlich.

das ganze soll wohl einen Subtrahierverstärker mit einem gegen Masse 
angehobenen Bezugspotential darstellen (R49 und R41 sind äquivalent zu 
einem Widerstand von ca. 19kOhm gegen 1,6V).

Klaus R. schrieb:
> Ich würde sagen C26 hat 220 pF und
> R33 hat 1 kOhm. Die Zeitkonstante ist Tau = R x C. Das ergibt 220 pF x 1
> kOhm = 0,22 µs.

Wenn der Kondensator in der Rückkopplung wäre, würde ich zustimmen. Er 
liegt aber am inv-Eingang des OPV. Damit legt er imho nicht die 
Bandbreite des Verstärkers fest sondern erhöht eher dessen 
Schwingneigung. Läuft die Schaltung denn in praktischen Einsatz stabil 
oder zappelt sie im Bereich 2MHz herum? Ich tue mich schwer, in C26 
etwas anderes als einen Schaltungsfehler zu erkennen - aber vielleicht 
hat der Autor der Schaltung auch eine geniale Idee und ich kann sie nur 
nicht nachvollziehen.

Von daher ist die Bandbreite der Schaltung aus meiner Sicht am ehesten 
durch das Gain-Bandwidth Produkt des OPA365 und die Signalverstärkung 
bestimmt. Also f_g=50MHz/20=2,5MHz, mit einer deutlichen Überhöhung bei 
dieser Frequenz aufgrund C26. Entsprechend einer Zeitkonstante im 
Bereich 70ns.

[Angelika F. (angelika_f)]

Achim S. schrieb:

> Läuft die Schaltung denn in praktischen Einsatz stabil
> oder zappelt sie im Bereich 2MHz herum?

Die Schaltung ist eigentlich stabil :0

[Achim S. (Gast)]

vielleicht kannst du mal am Eingang einen kleinen Signalsprung anlegen 
und messen, wie gutmütig sie einschwingt bzw. wie lange (und mit welcher 
Frequenz) sie nachschwingt. Das gibt dir auch die tatsächlich Antwort 
auf deine eigentliche Frage:

Angelika F. schrieb:
> Ich
> möchte gerne die Zeitkonstante der Strommessung wissen

Wenn du den Strom durch den 50mOhm-Shunt nicht sprunghaft ändern kannst, 
dann kannst du vielleicht stattdessen die Verbindung zum niederohmigen 
Shunt mal zwischendurch auftrennen und dort einfach mit einem 
Funktionsgenerator einen 10mV Spannungssprung einprägen.