Hallo, Ich möchte den Eingangsstrom einer Schaltung mit dem Oszilloskop messen. Dazu habe ich einen Shunt (R=10 Ohm) in die Versorgung eingebaut und möchte den Spannungsabfall darüber messen. Leider habe ich keinen differenziellen Tastkopf und muss beide Kanäle des Oszis benutzen. (Also Channel A vor den Shunt, Channel B hinter den Shunt und dann mit einer Rechenfunktion I = (B-A)/10 den Strom bestimmen) Die Spannung der Schaltung ist 3.3V. Das Bedeutet ich muss den Messbereich des Oszis sehr hoch stellen (+- 5V). der ADC des Oszis hat 8 bit, somit habe ich eine Auflösung von 40mV/4mA ... damit kann ich leider gar nichts messen. Erhöhen kann ich den Widerstand des Shunts nicht, da ich sonst mein System zu stark beeinflusse (denke ich) Was ist jetzt am Sinnvollsten? - einen differenziellen Tastkopf bestellen? Dann den Messbereich klein und somit mehr Auflösung erhalten? 10Ohm * 1uA = 10uV .. mit 100-Facher Verstärkung sind das 1mV. der Kleinste Messbereich ist +-50mv, da hätte ich 50mv/2^8 = 195uV Auflösung. Ginge oder? - Analoger Messverstärker zwischen den Shunt und das Oszi? Damit habe ich bislang gar keine Erfahrung gemacht. für soeinen Tastkopf legt man ja schon 300+€ hin.. Wäre zurnot aber verschmerzbar Grüße
Man kann den Masseanschluss des normalen Tastkopfs bestimmt an das eine Ende des Shunts legen, vorzugsweise das näher an der Versorgung. Notfalls die Schaltung über Trenntrafo betreiben.
So ein Tastkopf hat im Vergleich mit einem Multimeter eine große Bandbreite und zeigt damit auch das Rauschen in dieser Bandbreite an. Daher kann er nicht so niedrige Ströme messen wie ein Multimeter. Man darf aber einen schmalbandigeren Vorverstärker vorschalten, dann wird das besser. Kommt also darauf an, wie schnell die Stromänderungen noch angezeigt werden sollen.
> Was ist jetzt am Sinnvollsten? Welche Bandbreite brauchst du? > - Analoger Messverstärker zwischen den Shunt und das Oszi? Damit habe > ich bislang gar keine Erfahrung gemacht. Wuerde ich an deiner Stellung mal probieren... Olaf
Marten K. schrieb: > Analoger Messverstärker zwischen den Shunt und das Oszi? Damit habe > ich bislang gar keine Erfahrung gemacht. INA138 o.Ä.? Oder wird dir das zu langsam & ungenau?
Das einfachste wäre wohl, nicht im Pluszweig zu messen sondern im Minuspfad. Dann kannst du die Skalierung am Oszi gescheiter wählen. Oder gewisse Oszis lassen es zu, eine Offsetspannung (vor dem AD-Wanlder) einzustellen, dann kann man die Y-Skalierung auch vernünftiger einstellen.
https://www.eevblog.com/projects/ucurrent/ kann man leicht selbst bauen. Kostet nicht viel. https://www.eevblog.com/files/uCurrentRev5schematic.pdf
Marten K. schrieb: > Erhöhen kann ich den Widerstand des Shunts nicht, da ich sonst mein > System zu stark beeinflusse (denke ich) Den Messwiderstand so lange zu vergrößern bis ein brauchbarer Spannungsabfall entsteht. Kaputtkann dabei nichts werden. Es ist auf jedem Fall die billigste Variante, einen Versuch ist es wert! So lange der Messwiderstand um 2 Zehnerpotenzen kleiner als der Eingangswiderstand ist, wird sich die Beeinflussung in Grenzen halten.
Marten K. schrieb: > Hallo, > > Ich möchte den Eingangsstrom einer Schaltung mit dem Oszilloskop messen. Was für ein Schaltung? Warum willst du den mit dem Oszi messen? Ändert der sich so schnell und ist das wichtig? 1uA Ströme mit dem Oszi messen ist SEHR ausgefallen! > Die Spannung der Schaltung ist 3.3V. Das Bedeutet ich muss den > Messbereich des Oszis sehr hoch stellen (+- 5V). Nö, man kommt da locker auch 100mV/DIV runter. Die Oszis können deutlich mehr Meßbereich intern verarbeiten, als angezeigt wird. > Erhöhen kann ich den Widerstand des Shunts nicht, da ich sonst mein > System zu stark beeinflusse (denke ich) Siehe oben! > Was ist jetzt am Sinnvollsten? Siehe oben und Netiquette! > - einen differenziellen Tastkopf bestellen? Nö, denn die sind auch nicht für sowas exotisches gedacht. > und somit mehr Auflösung erhalten? 10Ohm * 1uA = 10uV .. mit 100-Facher > Verstärkung sind das 1mV. Vergiß es. > - Analoger Messverstärker zwischen den Shunt und das Oszi? Damit habe > ich bislang gar keine Erfahrung gemacht. Damit hat man eine Chance, z.B. mit einem Transimpedanzverstärker.
hinz schrieb: > Man kann den Masseanschluss des normalen Tastkopfs bestimmt an das > eine > Ende des Shunts legen, vorzugsweise das näher an der Versorgung. > Notfalls die Schaltung über Trenntrafo betreiben. Meine Schaltung gibt mir zusätzliche Signale aus, an denen ein weiterer Eingang des Oszis hängt. Darauf Triggere ich dann. Somit muss ich die Masseklemme des Oszis auf Masse der Schaltung legen oder? (Damit sauber getriggert wird) Ich könnte diese Masseleitung lösen (Triggersignal ohne Masseverbindung) und einen Tastkopf verwenden.. ist das Sinnvoll?
Marten K. schrieb: > Ich könnte diese Masseleitung lösen (Triggersignal ohne Masseverbindung) > und einen Tastkopf verwenden.. > ist das Sinnvoll? NEIN!
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Mein Signal ist sehr langsam, Eigentlich interessieren mich nur die Gleichströme(bzw Mittelwerte) die in den verschiedenen Betriebsmodi meiner Schaltung auftreten. Diese Ändern sich nur alle 10ms (kann ich natürlich einstellen)
Den Messwiderstand (SHUNT) so lang vergrößern bis ein brauchbarer Spannungsabfall entsteht. Dies ist die billigste Methode, kann nicht schaden. So lange der Messwiderstand wesentlich größer als der Eingangswiderstand ist, kann die Beeinflussung vernachlässigt werden (Faktor 100?)
Εrnst B. schrieb: > INA138 o.Ä.? Oder wird dir das zu langsam & ungenau? Der sieht auf den ersten Blick ganz gut aus. Gibt es da fertige Module für den Anschluss ans Oszilloskop?
Marten K. schrieb: > Mein Signal ist sehr langsam, > Eigentlich interessieren mich nur die Gleichströme(bzw Mittelwerte) die > in den verschiedenen Betriebsmodi meiner Schaltung auftreten. Diese > Ändern sich nur alle 10ms (kann ich natürlich einstellen) Das beantwortet aber nicht die wesentlichen Fragen. Versuch's noch einmal. Beitrag "Re: messen kleiner Ströme (1uA)"
Okay. Leider kenne ich den Eingangswiderstand der Schaltung nicht. Dieser wird sich in den Verschiedenen Betriebsmodi ja auch ändern. Im Sleep mode soll die Schaltung ca 1uA brauchen. Bei 3.3V bin ich da bei einigen MegOhm oder? ist die Schaltung aktiv verbraucht sie ca 10mA, da wäre ich dann bei 3.3V/10mA = 330 Ohm. 10Ohm als Shunt sind da schon relativ viel oder? Ich bin mir auch nicht sicher ob diese Rechnung so sinnvoll ist .. (mit dem Eingangswiderstand)
Marten K. schrieb: > Okay. Leider kenne ich den Eingangswiderstand der Schaltung nicht. Was ist es denn für eine Schaltung? > Dieser wird sich in den Verschiedenen Betriebsmodi ja auch ändern. > Im Sleep mode soll die Schaltung ca 1uA brauchen. Bei 3.3V bin ich da > bei einigen MegOhm oder? Oh Mann! Dann redest du als NICHT von einem Signaleingang, sondern vom Versorgungsstrom! > ist die Schaltung aktiv verbraucht sie ca 10mA, da wäre ich dann bei > 3.3V/10mA = 330 Ohm. > > 10Ohm als Shunt sind da schon relativ viel oder? U = I * R = 10mA * 10R = 100mV. Damit kommen die meisten Schaltungen klar. > Ich bin mir auch nicht sicher ob diese Rechnung so sinnvoll ist .. (mit > dem Eingangswiderstand) Nö, ist sie nicht. Eine Mikrocontrollerschaltung ist kein ohmscher Widerstand, eher eine arg variable Stromquelle. Das Problem der Messung des Sleep Mode Stroms ist nicht neu, die Lösung ist je nach Aufwand sehr unterschiedlich. Eigentlich musst du nur die aktive Zeit und den Strom mit dem Oszi messen, denn der Strom im Sleep Mode ist ansatzweise konstant. Den kann man einmal mittels Multimeter messen, wenn man die Schaltung testweise dauerhaft in den Sleep Mode schickt. Fertig.
Marten K. schrieb: > Ich könnte diese Masseleitung lösen (Triggersignal ohne Masseverbindung) > und einen Tastkopf verwenden.. > ist das Sinnvoll? Nein, aber evtl geht Trigger über Optokoppler.
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Es Handelt sich um einen Lora Tranceiver von Semtech (Sx1261). Ich möchte nun die Stromaufnahme des Chips in den Verschiendenen Modi messen. Dazu habe ich mir mehrere Triggersignale erstellt. So kann ich Die Ströme mit dem Oszi gut darstellen. Das klappt auch ganz gut. Das Problem ist, dass im Sleepmode die Stromaufnahme sehr gering ist (Laut Datenblatt ca 1uA) Wie würdest du es machen? Die Stromaufnahme im SleepMode getrennt messen? Ohne Oszi?
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Falk B. schrieb: > Oh Mann! Dann redest du als NICHT von einem Signaleingang, sondern vom > Versorgungsstrom! warum ist das wichtig? Der Strom verändert sich über die Zeit.. >> 10Ohm als Shunt sind da schon relativ viel oder? > > U = I * R = 10mA * 10R = 100mV. > > Damit kommen die meisten Schaltungen klar. > soll ich mit dem Widerstandswert weiter nach oben gehen? > Das Problem der Messung des Sleep Mode Stroms ist nicht neu, die Lösung > ist je nach Aufwand sehr unterschiedlich. Eigentlich musst du nur die > aktive Zeit und den Strom mit dem Oszi messen, denn der Strom im Sleep > Mode ist ansatzweise konstant. Den kann man einmal mittels Multimeter > messen, wenn man die Schaltung testweise dauerhaft in den Sleep Mode > schickt. Fertig. werde ich ausprobieren.. Habe ich hier leider nicht das beste Multimeter. habe im kleinsten Bereich 0.1uA Auflösung bei 1.5% Genauigkeit
Thomas W. schrieb: > Am besten noch ein JouleScope kaufen ! Ein recht brauchbares Tool... auch, wenn die Pyton Oberfläche die üblichen Pythonprobleme hat (3.8 will nicht, weil Library xy ohne zu mäckern mit 3.8 einfach nicht geht)... 73
Marten K. schrieb: > Habe ich hier leider nicht das beste Multimeter. > habe im kleinsten Bereich 0.1uA Auflösung bei 1.5% Genauigkeit Nimm den 200mV-Bereich und schalte einen 10kOhm-Widerstand parallel. Dann hast Du einen Stommessbereich mit 20µA Vollausschlag.
das verstehe ich nicht .. ? würdet ihr den Strom direkt mit dem MM messen oder die Spannung über den Shunt?
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DS schrieb: > Das einfachste wäre wohl, nicht im Pluszweig zu messen sondern im > Minuspfad. Dann kannst du die Skalierung am Oszi gescheiter wählen.
Wenn die Stromänderung "sehr langsam" (definition?) ist, wäre vielleicht ein gutes Tischmultimeter eine Lösung, entweder mitloggen via Software, die neueren haben heutzutage sogar schon eine Graphen-Anzeige die Oszi-artig zumindest bis einer Handvoll Hertz ganz gut funktioniert. Und das natürlich deutlich genauer.
> Eigentlich interessieren mich nur die Gleichströme(bzw Mittelwerte) die > in den verschiedenen Betriebsmodi meiner Schaltung auftreten. Diese > Ändern sich nur alle 10ms (kann ich natürlich einstellen) MAX4080 oder aehnliches von anderen Herstellern ist dein Freund.... Olaf
Marten K. schrieb: > Somit muss ich die Masseklemme des Oszis auf Masse der Schaltung legen > oder? Hast Du schon mal daran gedacht, die Plusleitung als Bezugspunkt für Strommessung und Deine übrigen Signale zu verwenden? Setzt voraus das Du keine sonsige Verkoppelung der Minusseite hast. sofern die Signalzahl nicht allzugroß ist, könnte das Deine Messproblem ggfs. lösen. Die dadurch am Oszi entstehende Signaldarstellung ist natürlich entsprechend invertiert. Die übrigen Vorschläge (low side messung, INA Verstärker, irgendwelche anderen Verstärker, TK, etc.) wurden ja schon gemacht.
1 uA * 10 Ohm = 10 uV. Die besten Scopes haben 500 uV/div. Die meisten eher 1 oder 2 mV/div.
Um was geht es dir eigentlich bei der ganzen Messerei? Willst du abschätzen, ob eine Batterie oder Akku mit einer bestimmten Kapazität für xxx Wochen/Monate Betrieb ausreicht? Oder anders gefragt, was bringt es dir wenn du weißt, ob dein LoRa Transceiver im Sleep Mode 1,2uA oder 1,7uA verbraucht?
Thomas W. schrieb: > https://www.eevblog.com/projects/ucurrent/ > > kann man leicht selbst bauen. Kostet nicht viel. > > https://www.eevblog.com/files/uCurrentRev5schematic.pdf Kostet mehr als der uCurrent vom EEVBlog, hat aber bei Bedarf eine automatische Messbereichsumschaltung. Lässt sich auch an ein Oszi anschließen. https://www.welectron.com/LowPowerLab-CurrentRanger-R3-Strom-Messverstaerker
Jörg R. schrieb: > Kostet mehr als der uCurrent vom EEVBlog, hat aber bei Bedarf eine > automatische Messbereichsumschaltung. Lässt sich auch an ein Oszi > anschließen. > > https://www.welectron.com/LowPowerLab-CurrentRanger-R3-Strom-Messverstaerker 145€ ? Sportlich, und wie sehe ich im Oszillogramm daß er den Bereich ungeschaltet hat ? Also für mich reicht die Kern-Schaltung von Dave mit dem 100x Verstärker und beim Bereich muß ich mich halt festlegen.
Marten K. schrieb: > das verstehe ich nicht .. ? > würdet ihr den Strom direkt mit dem MM messen oder die Spannung über den > Shunt? Dann mach das erst mal! Wäre ja zu einfach. Vorteil ist die Potentialfreiheit. Und wenn der Hersteller einen Wert von 1µA angiebt, ist das ein sicherer Maximalwert. Ich würde da praktisch von 0,1 - 0,2µA ausgehen.
Thomas W. schrieb: > Also für mich reicht die Kern-Schaltung von Dave mit dem 100x Verstärker > und beim Bereich muß ich mich halt festlegen. Den µCurrent kann ich empfehlen. Ich besitze einen und er funktioniert wunderbar. Einziger Nachteil ist, dass die drei Messbereiche nicht überlappen. Wenn man also im Grenzbereich messen muss, hat man die Wahl zwischen Pest und Cholera. Insbesondere, wenn der Strom die Messbereiche dynamisch überstreicht.
Marek N. schrieb: > Die besten Scopes haben 500 uV/div. Die meisten eher 1 oder 2 mV/div. Also mein 7A22 Einschub ist gut für 10µV/Div bis ca. 1MHz .... Diff-Input +-10V Common mode... den gibt's nur noch Second-Hand.. Ich würde mir ansonsten einen TIA mit etwa 10k-100k R_fb basteln ...
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