Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärkerschaltung Spannungseingang Stromausgang


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Ajo (Gast)


Bewertung
-3 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich versuche gerade ein Messchaltung für eine Spannung zu bauen. Ich 
brauche einen Stromausgang mit 10mA (D.h. maximale Spannung entspricht 
diesen 10 mA)


Das Eingangssignal kann ein Strom sein, oder eine Spannung, denn ich 
teile die zu messende Spannung über einen Spannungsteiler runter. Da es 
sich hier um eine Schutzimpedanz handelt ist der Strom im 
Spannungsteiler < 1mA. Leider liegt die Messchaltung auf einem 
Massepotential, welches die zu messende Spannung nahe zu teilt 
(Potential liegt nicht genau in der Mitte, kann aber nicht beliebig weit 
abtriften).

Einen Stromverstärker (CC-OPV) der mir 1mA auf 10mA übersetzt konnte ich 
nicht finden. Sollte ja sonst funktionieren (mit bipolarer 
Betriebsspannung).

Hat jemand einen Tipp für einen Transkonduktanzverstärker, den ich als 
Subtrahierer beschalte? Gibt es eine Möglichkeit das zweistufig 
aufzubauen? D.h. normaler OPV als Subtrahierer und einen zweiten OPV als 
Stromausgang?

Bin auf Tipps gespannt.

von Jens M. (schuchkleisser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein OP mit einem normalen Transistor als Emitterfolger, und der 
Emitterwiderstand als Strommesswiderstand an die Rückkopplung.
Eingangsmesswiderstand an den anderen Eingang.

x Volt am Eingangswiderstand = x Volt am Emittershunt = Entsprechender 
Strom durch den Kollektor.
Klappt z.B. für jeden 0-20mA-Transducer hervorragend, seit Jahrzehnten.

von Naja (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine spannungsgesteuerte Stromquelle nennt sich "Howland Source"

Wirf mal Guurgel an

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


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Naja schrieb:
> Eine spannungsgesteuerte Stromquelle nennt sich "Howland Source"

Zumindest ist das der Name einer Schaltung, die man u.U. verwenden muß 
(weil Steuerspannungs-Eingang und Last jeweils GND-bezogen sind). 
Eigentlich will man diese Schaltung aber eher nicht. Zum einen weil 
sie schwer stabil zu bekommen ist, zum anderen weil da der OPV den 
Ausgangsstrom liefern muß. Bei kleinen Strömen ok, bei größeren dann 
nicht mehr.

Wenn man wüßte, worum es geht, könnte man besser raten. Wenn die "Last" 
potentialfrei ist wie z.B. ein Drehspulmeßwerk oder die LED eines 
Optokopplers, dann kann man sie einfach in die Gegenkopplung eines OPV 
schalten. Z.B. an Stelle von R6 in dieser Schaltung:

https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/c/cc/Op-verstaerker-b.png

mit R7 stellt man dann den Konversionsfaktor ein.

von Ajo (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

vielen Dank für die Antworten. Das ist eine Messschaltung für eine 
Spannung. Leider liegt die Messung weit weg von der Steuerung und 
deswegen wird ein Stromsignal durch die Landschaft gezogen. In weiter 
Entfernung ist dann ein Shunt und der ADC (Massebezogen). Die 
Steuerungskarte kann leider nicht verändert werden. Die Messschaltung 
kann beliebig angepasst werden.

Im angehängten Foto habe ich mal versucht zu zeichnen wie ich Antwort 1 
verstanden habe. Leider ist die Leitung rund um den Kringel sehr lang 
und damit ist der OPV sehr störanfällig. Oder habe ich das falsch 
verstanden?


Gibt es nicht einfach Transkonductanceverstärker die das von Haus aus 
können?

Wäre es möglich folgende Schaltung einzusetzen:
vgl. Bild2 Quelle und Link:
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/choose-resistors-to-minimize-errors.html#

Damit hätte man das Problem der Störbeinflussung der langen Leitung ja 
weniger. Kannst du noch was zu den Stabilitätsproblemen sagen??

von Jens M. (schuchkleisser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Widerstand vor der Basis muss weg, und die Last wird vom Kollektor 
gespeist, dann ist das exakt die Schaltung die ich meinte.
Dadurch ist der Messwiderstand nah beim OP und alles ist roger.

Wenn das von der Polung her nicht passt weiß ich allerdings auch nicht 
weiter.
Wobei das kein Problem sein sollte, wenn dieser Messadapter galvanisch 
vom ADC getrennt ist.
Du verbindest ADCin mit +15V und ADCGND mit dem Kollektor, dann kann der 
der Adapter seine mA durch den ADC-Eingang ziehen und alle sind 
glücklich.

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Ajo schrieb:

> Das ist eine Messschaltung für eine
> Spannung. Leider liegt die Messung weit weg von der Steuerung und
> deswegen wird ein Stromsignal durch die Landschaft gezogen. In weiter
> Entfernung ist dann ein Shunt und der ADC (Massebezogen).

So ein Shunt sollte doch völlig ausreichen, um das Stromsignal
in eine Spannung für den ADC umzuwandeln. Wozu brauchst Du denn
da noch weitere Elektronik?

von Ajo (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Harald W. schrieb:
> Ajo schrieb:
>
>> Das ist eine Messschaltung für eine
>> Spannung. Leider liegt die Messung weit weg von der Steuerung und
>> deswegen wird ein Stromsignal durch die Landschaft gezogen. In weiter
>> Entfernung ist dann ein Shunt und der ADC (Massebezogen).
>
> So ein Shunt sollte doch völlig ausreichen, um das Stromsignal
> in eine Spannung für den ADC umzuwandeln. Wozu brauchst Du denn
> da noch weitere Elektronik?

Ist leider eine alte Elektronik und ich kann nicht an die Steuerung ran. 
Der Messshunt und ADC sitzt in einer anderen Kiste und wird durch ein 
Stromsignal gespeist. Deswegen der Aufwand.

von Ajo (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jens M. schrieb:
> Wenn das von der Polung her nicht passt weiß ich allerdings auch nicht
> weiter.

Leider ein Shunt gegen Masse

von Ajo (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ajo schrieb:
> Jens M. schrieb:
>> Wenn das von der Polung her nicht passt weiß ich allerdings auch nicht
>> weiter.

Die Rückkopplung müsste man oben einbauen .... d.h. mit pnp transistor 
sollte es doch gehen ...

von Jens M. (schuchkleisser)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ähm, nein: Der Bezug des OP-ausgangs und damit des Transistors ist GND.
Ein PNP klappt nicht.

Der "komische" Anschluss via DCDC kommt nicht in Frage?

von Egon D. (egon_d)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ajo schrieb:

> Ajo schrieb:
>> Jens M. schrieb:
>>> Wenn das von der Polung her nicht passt weiß ich
>>> allerdings auch nicht weiter.
>
> Die Rückkopplung müsste man oben einbauen .... d.h.
> mit pnp transistor sollte es doch gehen ...

Das geht im Prinzip.

Problem: Die Steuerspannung ist auf Masse (GND)
bezogen; für eine echte Stromquelle müsste sie
aber auf +Ub -- oder wenigsens auf eine positive
Hilfsspannung -- bezogen sein.
Das Problem ist lösbar, aber ggf. etwas aufwendig.

von Gerhard (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Evtl. so?
Dimensionierung anpassen!
R4 ist das Meßwerk.

Gerhard

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.