Ich habe einen chemischen Gassensor mit einem mV Ausgang. Der Sensor benötigt keine Betriebsspannung, er liefert immer seine Ausgangsspannung, je nach Gaskonzentration, z.B. 25mV. Dieser Ausgang geht nun auf den positiven Eingang von einem OP (OP491) als Impedanzwandler und wird anschließend verstärkt. Nun zu meiner Frage, wenn mein Verstärker ausgeschaltet ist hängt der Sensor mit seinen 25mV immernoch am Impedanzverstärker. Ist der OP eingeschaltet ist er ja hochohmig, was passiert aber wenn der OP keine Versorgungsspannung mehr hat, kann er dann den Sensorausgang belasten? Gruß Christian
Das Prinzipschaltbild zeigt Clamp-Dioden an den Eingängen gegen +, allerdings das Maximum Ratings: Input Voltage GND to (VS + 10 V). Da sind ja auch noch 5kΩ! Vor der Diode! Gruss Chregu
Typisch sind bis +/-0,3V außerhalb VCC/VSS noch alle Halbleiter sicher gesperrt. 25mV sind also kein Problem.
Was wäre genau das Problem, welches du befürchtest? Dem OpAmp wird das ziemlich sicher nichts machen. Ein solcher Sensor liefert praktisch keine Leistung die irgendwas dort drin zerstören könnte. Im Datenblatt siehst du, dass die Eingänge sogar noch 5kOhm in Serie haben. Inputspannungen dürfen zwischen 0V und Vs+10V sein (Absolute Maximum ratings). Auch da bist du locker drin. Auch die maximale Differenzspannung von 7V überschreitest du nicht. Ob es dem Sensor was macht: Welcher ist es bzw. was sagt das Datenblatt? Mit ein wenig Strom wirst du immer, auch bei einem nahezu perfekten OpAmp Rechnen müssen. Wir sprechen hier von ein paar nA in diesem Fall. Bei 25mV würde ich aber, wie schon die Vorposter, davon ausgehen, dass hierbei kein relevanter Strom durch den Opamp kommt.
Ich befürchte dass der Sensorausgang im ausgeschaltetem Zustand belastet wird. Der empfohlene Lastwiderstand für den Sensor sollte größer gleich 1MOhm sein.
Hi, für die CMOS-ICs-Eingänge hatte ich bis jetzt noch keinen "Ausfall": Beitrag "Backpowering_CMOS" Aber Du hebst ab auf: Chris S. schrieb: > Ich befürchte dass der Sensorausgang im ausgeschaltetem Zustand belastet > wird. Dann schalte einen Widerstand in Reihe, der den Strom begrenzt, dass im "Kurzschlussfalle" der I max des Elements nicht überschritten wird. Den eventuell dadurch entstehenden Messfehler kannst Du mit der Anpannung der Messanordnung kompensieren. (OPV höhere Verstärkung etc.) ciao gustav
Chris S. schrieb: > Ich befürchte dass der Sensorausgang im ausgeschaltetem Zustand belastet > wird. Der empfohlene Lastwiderstand für den Sensor sollte größer gleich > 1MOhm sein. Ist das die Zerstörgrenze (absolute max. ratings) oder "nur" das empfohlene Minimum im Betrieb zur Einhaltung der garantierten Messwerte? Wenn es der 2. Fall ist, macht es ja nichts aus, da bei abgeschaltetem OpAmp sowieso nicht gemessen wird.
Johannes O. schrieb: > Mit ein wenig Strom wirst du immer, auch bei einem nahezu perfekten > OpAmp Rechnen müssen. Für manche Sensoren (z.B. ph-Elektroden) ist es ein kräftiger Unterschied, ob der OP ein bipolar aufgebauter mit 50nA am Eingang oder ein MOSFET basierender mit 50pA ist.
Johannes O. schrieb: > Ein solcher Sensor > liefert praktisch keine Leistung die irgendwas dort drin zerstören > könnte. Naja, er wird nicht gleich durchbrennen, aber bei sehr hochohmigen Sensoren mit Glasmembram kann diese langfristig beschädigt werden. Es geht ja sicherlich nicht darum, mal kurz für zehn Sekunden das Gerät auszuschalten, sondern das ganze ggf. monatelang in der Ecke herumliegen zu lassen. Über frühere pH-Elektroden weiß ich, dass sie sich nach einem längeren Kurzschluss erst einmal tagelang wieder regenerieren müssen.
Chris S. schrieb: > Der empfohlene Lastwiderstand für den Sensor sollte größer gleich > 1MOhm sein. Zeig mal das Datenblatt des Sensors.
Wolfgang schrieb: > Für manche Sensoren (z.B. ph-Elektroden) ist es ein kräftiger > Unterschied, ob der OP ein bipolar aufgebauter mit 50nA am Eingang oder > ein MOSFET basierender mit 50pA ist. Genau so ist es. Ich erinnere mich noch ziemlich genau an die 1980er Jahre, als Burr-Brown mit der OPA128 einen OP mit nur 75 fA vorstellte, und zwar für genau solche Anwendungen. Das war ein gewaltiger Unterschied zu den üblichen OP-Schaltungen, die meist noch einen diskreten JFET als Impedanzwandler einsetzten. Es gab damals auch noch Bauelemente wie CA3130/3140, die ebenfalls sehr hochohmig waren, aber einen katastrophalen Offset und Drift hatten und nicht ESD-geschützt waren. Von Analog Devices bzw. Precision Monolithics gab es auch noch einige durchaus brauchbare OPs.
Apropos ESD: es empfiehlt sich sehr, bei solchen Eingangsstufen einen recht niederfrequenten Tiefpass einzubauen, der zum einen eben ESD sehr gut abfängt und zum anderen auch dafür sorgt, dass die Messtrippe nicht zur Radioantenne wird. Die nictlineare Eingangskennlinie des OPs ist ansonsten nämlich ein erstklassiger AM- bzw. Hüllkurvendemodulator. Natürlich darf man hierfür keinen schnöden, kleinen SMD-Keramikkondensator einsetzen, sondern einen entsprechend hochwertigen Folienkondensator. Die OPs in der Blechdose haben den großen Vorteil, dass man mit ihnen sehr gut frei fliegend verdrahtete Eingangsbeschaltungen realisieren kann. Hierfür gibt es auch spezielle Abstandhalter aus PTFE (Teflon), die an den Enden jeweils einen Pin bzw. eine Lötöse besitzen.
Wolfgang schrieb: > Für manche Sensoren (z.B. ph-Elektroden) ist es ein kräftiger > Unterschied, ob der OP ein bipolar aufgebauter mit 50nA am Eingang oder > ein MOSFET basierender mit 50pA ist. OT: Mir ist zwar bekannt, das die Belastung durch ein Standard-Multimeter mit 10MOhm zu viel für ein ph-Sensor ist, aber was für eine Belastung vertragen die nun wirklich?
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Bearbeitet durch User
Harald W. schrieb: > aber was für eine Belastung vertragen die nun wirklich? In der AN-1852 von TI wird von einer Impedanz im Bereich 10 bis 1000MΩ gesprochen. Dort wird ein LMP7721 mit 3fA Input Bias Strom empfohlen. https://www.ti.com/lit/an/snoa529a/snoa529a.pdf
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