Hallo Zusammen, es gibt zwar zu diesem Thema schon 1-2 Threads, diese sind aber über 10 Jahre alt, deshalb ein neuer. Ich muss für ein Projekt eine optische Trennung eines analogen Signals machen. Das Signal kommt von einem Shuntwiderstand und ist zwischen 0 und 1V. Das Ausgangssignal soll über einen BNC Stecker an ein Oszilloskop gehen. Hierfür verwende ich einen IL300 mit der in der APN. 50 "Positive Unipolar Photovoltaic Amplifier" dargestellten Beschaltung (siehe Bild im Anhang). Die Unterschiede zu meiner Schaltung sing lediglich ein 5.6k anstatt 10k Widerstand und der ADA4899 anstelle des OP-07. Nun funktioniert das ganze nicht, der Ausgang ist konstant 1,6V. Kann mir jemand dabei helfen? Kann es evtl. an dem ADA4899 liegen (nicht rail-to-rail)? Im Datenblatt steht nichts zur Spannungsversorgung. Ich habe lediglich 5V zur Verfügung, daher habe ich die negative Versorgungsspannung auf GND gesetzt. Kann das funktionieren? Ich hab meinen Stromlaufplan mal auch in den Anhang gepackt. Ich bin für jede Hilfe danktbar! Beste Grüße Joris
Angehängte Dateien:
-
Schematic.PNG
57 KB -
MeinSchematic.PNG
7 KB
:
Verschoben durch Moderator
Der ADA4899 ist kein Single-Supply-OPV. Du kannst dessen Eingänge nicht auf -Vs legen.
> es gibt zwar zu diesem Thema schon 1-2 Threads, diese sind aber über 10 > Jahre alt, deshalb ein neuer. Das stimmt nicht. Hier gab es im letzten Jahr mindestens 2-3Thread wo das in aller Tiefe besprochen wurde. Ich kann mich sogar daran erinnern da moderne Alternativen zu deinem Opa Optokoppler genannt zu haben. (Ixys?) > Die Unterschiede zu meiner Schaltung sing lediglich ein 5.6k anstatt 10k Es sieht so aus als wenn man die Schaltplaene in deinem Universum komplett anders zeichnet als in unserem. Ich werde da nicht schlau draus. > 5V zur Verfügung, daher habe ich die negative Versorgungsspannung auf > GND gesetzt. Kann das funktionieren? Sowas funktioniert eher nicht. Jedenfalls nicht ohne das du mehr aenderst. > Ich bin für jede Hilfe danktbar! Lass dir von LT-Spice helfen. .-) Gerade bei so analogen Kram hilft das ungemein. Ausserdem solltest du vorher wissen was du an Aufloesung und Bandbreite brauchst. Olaf
Joris H. schrieb: > Kann es evtl. an dem ADA4899 liegen (nicht rail-to-rail)? Natürlich, der ist nichtmsl single supply. > Im Datenblatt > steht nichts zur Spannungsversorgung. Doch, natürlich, Eingangsspannung mindestens 1.3V höher als V- und 1.3v geringer als V+. Du brauchst halt eine bipolare Versorgungsspannung auch auf Senderseite dafür. Was willst du mit so einem schnellen hochgezüchteten und rauscharmem OpAmp (wusste gar nicht dass es inzwischen 1nV/sqrtHz gibt) und dann kommt der ungenaue, unlineare echt mies und mindere IL300 dahinter ?
MaWin schrieb: > dann kommt der ungenaue, unlineare echt mies und mindere IL300 dahinter ? Die Schaltung soll ja linearisierend wirken, dafür hat der IL300 ja zwei Empfänger.
M.A. S. schrieb: > Die Schaltung soll ja linearisierend wirken, dafür hat der IL300 ja zwei > Empfänger. Vergiss es, das reicht für Prozent, aber entspricht nicht mal ansatzweise die 18bit Qualität des ADA4899. Das passt zusammen wie Schubkarre vor Porsche Panamera.
Ich hatte den noch rumliegen. Ich werds dann nochmal mit nem anderen OPV versuchen.
> Die Schaltung soll ja linearisierend wirken, dafür hat der IL300 ja zwei > Empfänger. Man kann auch einfach zwei Optokoppler verwenden und die beiden Dioden hintereinanderschalten. Ist nicht ganz so gut, aber wenn darauf achtet die Schaltung auf halbwegs gleicher Temperatur zu halten geht es. Dafuer koennen die Optokoppler dann moderner und schneller sein. Olaf
Joris H. schrieb: > Ich werds dann nochmal mit nem anderen OPV versuchen. Dabei ist es lohnenswert, vorher in Datenblatt zu schauen, ob der Versuch überhaupt eine Chance hat stabil zu funktionieren. Denn wenn es dumm läuft geht die Versuchsschaltung zwar, aber nur, weil die Daten des verwendeten Exemplars bei der aktuellen Temperatur zufällig passen.
Beitrag #6548177 wurde vom Autor gelöscht.
Dietrich L. schrieb: > Dabei ist es lohnenswert, vorher in Datenblatt zu schauen, ob der > Versuch überhaupt eine Chance hat stabil zu funktionieren. > Denn wenn es dumm läuft geht die Versuchsschaltung zwar, aber nur, weil > die Daten des verwendeten Exemplars bei der aktuellen Temperatur > zufällig passen. Wäre der OPA353 eine mögliche Alternative?
Joris H. schrieb: > es gibt zwar zu diesem Thema schon 1-2 Threads, diese sind aber über 10 > Jahre alt, deshalb ein neuer. An der Technik hat sich in der Zeit nicht sonderlich viel geändert, nur tun es die Wenigsten. > Ich muss für ein Projekt eine optische Trennung eines analogen Signals > machen. Formuliere es mal anders: Du hast dich in deinem Konzept darauf festgelegt, die Trennung auf der Analogseite zu machen. Warum? Selbst Sprache und Fernsehen werden seit vielen Jahren erfolgreich digital und damit für die eine Isolation relativ problemlos, übertragen. Was ist dein eigentliches Problem?
Wolfgang schrieb: > Was ist dein eigentliches Problem? "Das Signal kommt von einem Shuntwiderstand und ist zwischen 0 und 1V. Das Ausgangssignal soll über einen BNC Stecker an ein Oszilloskop gehen."
> Was ist dein eigentliches Problem?
Ich brauche es analog, weil es der Stromverlauf einer Irreversiblen
Elektroporaton ist, den ich auf dem Oszilloskop darstellen muss. Dafür
habe ich einen Messwiderstand, der mit dem Faktor 1:100 den Strom in ein
proportionales Spannungssignal umwandelt. Dieses Signal muss jetzt 1:1
galvanisch getrennt auf dem Oszilloskop darstellbar sein. Die Isolation
muss hierbei >2kV sein.
Ich stelle mir da die optische galvanische Trennung deutlich simpler
vor, als es zb über Modulation ist.
Joris H. schrieb: > Wäre der OPA353 eine mögliche Alternative? Im Prinzip schon, aber wozu meinst du, einen 44MHz OPV zu brauchen? Der macht im Zweifelsfall mehr (HF) Probleme als er löst. Welche Bandbreite soll deine Meßschaltung denn haben? Viel mehr als 1MHz holst du aus dem Optokoppler sowieso nicht raus, eher weniger.
Joris H. schrieb: > Ich stelle mir da die optische galvanische Trennung deutlich simpler > vor, als es zb über Modulation ist. Sowas gibt es fertig, sagte ich bereits.
Joris H. schrieb: > Ich stelle mir da die optische galvanische Trennung deutlich simpler > vor, als es zb über Modulation ist. Simpler aber ungenauer. Über die erreichbare Genauigkeit findest Du näheres im Datenblatt des IL300.
> Welche Bandbreite soll deine Meßschaltung denn haben?
Warum sollte er einen Gedanken an die wichtigste Frage zuerst
verschwenden? Basteln kann man doch auch so. :-D
Olaf
Falk B. schrieb: > "Das Signal kommt von einem Shuntwiderstand und ist zwischen 0 > und 1V. Das Ausgangssignal soll über einen BNC Stecker an ein > Oszilloskop gehen." Das beantwortet nicht die Frage, sondern beschreibt nur die angedachte Lösung genauer. Da die Frage hier aber unter Mikrocontroller und digitale Elektronik gestellt wurde, ist ein alternativer Weg zur Datenübertragung doch wahrscheinlich vom TO nicht ausgeschlossen, auch wenn er das bisher anscheinend noch nicht weiter durchdacht hat. Interessant wären ein paar Daten zum Signal, insbesondere Bandbreite und SNR.
Joris H. schrieb: > Kann es evtl. an dem ADA4899 liegen (nicht rail-to-rail)? Im Datenblatt > steht nichts zur Spannungsversorgung. Garantiert steht da was. Wo sonst? Da steht zB. bei "SPECIFICATIONS WITH ±5 V SUPPLY" etwas von "Input Common-Mode Voltage Range −3.7 to +3.7 V" und "Output Voltage Swing −3.65 to +3.65 V". > Nun funktioniert das ganze nicht, der Ausgang ist konstant 1,6V. Weil du den Eingangsgleichtaktbereich des Optokopplers sträflich verletzt hast. > Ich hab meinen Stromlaufplan mal auch in den Anhang gepackt. In einem Schaltplan sind Pins an Bauteilesymbolen nicht nach Nummern sortiert wie im Layout am Bauteilgehäuse, sondern die Pins sind nach Funktion und Signalfluss (links Eingang, rechts Ausgang) aufgebaut. Sieh dir einfach mal andere gut lesbare Schaltpläne an und überleg dir, was die so gut lesbar macht. Joris H. schrieb: > Ich brauche es analog, weil es der Stromverlauf einer Irreversiblen > Elektroporaton ist Meinst du eine Elektroporation mit 'i'? > den ich auf dem Oszilloskop darstellen muss. Zum Dartellen von irgendwas auf einem Oszilloskop braucht man einen geeigneten Tastkopf. Das merken wir uns mal für später. > Dafür habe ich einen Messwiderstand, der mit dem Faktor 1:100 den Strom > in ein proportionales Spannungssignal umwandelt. Diesem Wandlungsfaktor fehlt noch eine Einheit wie V/A oder A/V, denn I*100 oder I/100 gibt doch immer noch I. Denn allein mit dem Faktor bleibt die Frage: ist der Strom bei 1V am Shunt dann 100A oder ist der Strom nur 10mA? > Dieses Signal muss jetzt 1:1 galvanisch getrennt auf dem Oszilloskop > darstellbar sein. Die Isolation muss hierbei >2kV sein. Ausgeschlafene Ingeniere haben an so einer Aufgabe einige Jahre an Erfahrung versenkt und galvanisch getrennte Differentialtastköpfe entwickelt: https://www.reichelt.de/differenzspannungssonde-fuer-oszilloskope-si-9001-p50637.html https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/7336145/ Wenn ich sowas wie einen handelsüblichen Trennverstärker tatsächlich komplett "selber" entwickeln müsste, dann würde ich trotzdem einige "marktüblichen Bauteile" kaufen, die auseinanderbauen und analysieren. Denn im Gegensatz zu irgendwelchen Funktionsbeispielen aus irgendwelchen Datenblättern funktionieren die Dinger tatsächlich und sind brauchbar spezifiziert. https://www.google.com/search?q=trennverstärker+1V Und was spricht eigenlich dagegen, statt des Shunts einen isolierenden Stromsensor zu nehmen? https://www.ti.com/sensors/magnetic-sensors/hall-effect-current/overview.html https://www.melexis.com/en/product/MLX91206/70kHz-Programmable-IMC-Hall-Current-Sensor https://www.allegromicro.com/en/products/sense/current-sensor-ics https://www.all-electronics.de/strommesswandler-2/
> Und was spricht eigenlich dagegen, statt des Shunts einen isolierenden > Stromsensor zu nehmen? Er weiss ja anscheinend noch garnicht was er will, aber wenn du sowas fertig kaufst dann merkst du schnell das sich diese Loesungen eher an Grobelektriker wenden. Da geht es eher um Milliampere als Microampere. Es gibt auch 1-2fertige Bausteine von AD oder Silabs, aber auch die haben manchmal ihre Grenzen (Bandbreite) oder brauchen viel Iq usw. Ich glaub da ist die Zielgruppe auch irgendwas mit Motorsteuerung. Andererseits sind natuerlich rein analoge Loesungen auch alles andere als perfekt. (Temperatur, Offset, Linearitaet) Olaf
Lothar M. schrieb: >> Nun funktioniert das ganze nicht, der Ausgang ist konstant 1,6V. > Weil du den Eingangsgleichtaktbereich des Optokopplers sträflich > verletzt hast. Du meinst sicher Operationsverstärker. >> Dieses Signal muss jetzt 1:1 galvanisch getrennt auf dem Oszilloskop >> darstellbar sein. Die Isolation muss hierbei >2kV sein. > Ausgeschlafene Ingeniere haben an so einer Aufgabe einige Jahre an > Erfahrung versenkt und galvanisch getrennte Differentialtastköpfe > entwickelt: > https://www.reichelt.de/differenzspannungssonde-fuer-oszilloskope-si-9001-p50637.html > https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/7336145/ Das ist kein Jim Beam, ähhh, galvanisch getrennter Tastkopf, es ist ein differentieller Tastkopf ohne galvanische Trennung. > Und was spricht eigenlich dagegen, statt des Shunts einen isolierenden > Stromsensor zu nehmen? > https://www.ti.com/sensors/magnetic-sensors/hall-effect-current/overview.html > https://www.melexis.com/en/product/MLX91206/70kHz-Programmable-IMC-Hall-Current-Sensor > https://www.allegromicro.com/en/products/sense/current-sensor-ics > https://www.all-electronics.de/strommesswandler-2/ Wenn gleich diese Lösungen eine Option sein könnten, sind Shunts immer noch die genauesten und rauschärmsten Stromsensoren. Es spricht auch nichts gegen die prinzipielle Lösung des OPs, man muss sie halt gescheit umsetzen.
Falk B. schrieb: > Du meinst sicher Operationsverstärker. Sicher... ;-) > Das ist kein Jim Beam, ähhh, galvanisch getrennter Tastkopf, es ist ein > differentieller Tastkopf ohne galvanische Trennung. Tatsächlich. War auch noch früh am Morgen. > Es spricht auch nichts gegen die prinzipielle Lösung des OPs, man muss > sie halt gescheit umsetzen. Richtig. Und der erste Schritt wäre, es wenigstens genau so zu machen, wie es andere schon gemacht haben und es in einer Appnote steht. Aus jeden Fall ist "ich habe da ein andere Bauteil genommen, weil das so rumlag" eine unsinnige Begründung für eine Bauteiländerung in dieser Phase.
:
Bearbeitet durch Moderator
Ich würde diese Fragen nicht stellen, wenn ich sie mir selbst beantworten könnte. Wenn es für den ein oder anderen als Blödsinn oder offensichtlich etc. betitelt wird, hilft das nicht. Mag für die Person vielleicht so sein. Aber für jemanden mit wenig bis keiner Erfahrung ist sowas wirklich nicht hilfreich. Auch so etwas wie gibt es doch etc. bringt garnichts. Für jemanden der sich in dem Bereich nicht aus kennt, ist es sehr sehr schwer geeignete Bauteile herauszufiltern. Also wieso nicht anstatt sowas zu schreiben einfach nur freundlich, hilfreiche Tipps geben? Ist doch nicht so schwer oder? >Welche Bandbreite soll deine Messschaltung denn haben? 100kHz würden schon ausreichen. >Sowas gibt es fertig, sagte ich bereits. Meinst du so etwas die die ACPL Reihe von Broadcom? zB der ACPL-782T oder ACPL-C87B? Die würden prinzipiell schon gehen, haben aber leider einen Offset von 1.4V. Ist nicht optimal. Würde das lieber mit der angehängten Schaltung umsetzen. >Warum sollte er einen Gedanken an die wichtigste Frage zuerst >verschwenden? Basteln kann man doch auch so. :-D Der Beitrag hat ja mal so richtig zur Lösung des Problems beigetragen. Stark! >Meinst du eine Elektroporation mit 'i'? Was meinst du? >diesem Wandlungsfaktor fehlt noch eine Einheit wie V/A oder A/V 100A entsprechen 1V. 100:1 A/V oder 1:100 V/A
Eigentlich gibt es für Oszilloskope Stromsonden und isolierte Differentialsonden. Wenn beides nicht mit dem nötigen Messbereich zur Verfügung steht: Mit IL300 habe ich selbst gearbeitet, ist 20 Jahre her und gab mehr Probleme als mir lieb war. Die Rückkopplung über Photodiode ist z.B. sehr hochohmig und darum störempfindlich. Ich würde dringend zu: Texas Instruments AMC1300, AMC3302 oder einem seiner vielen Verwandten raten. Wenn man nicht mit differentiellen Signalen arbeiten möchte muss halt noch ein Subtrahierer hinten dran. Sollte als Standardschaltung keine herausforderung darstellen. Gleichwertiges gibts auch von Silabs und anderen. viel Erfolg hauspapa
Joris H. schrieb: > Was meinst du? Joris H. schrieb: > Elektroporaton Dazu finde ich nichts. Mehr gibt der Begriff "Elektroporation" her. > 100A entsprechen 1V Dann passen die Hochstromsensoren "ACS irgendwas" doch wie die Faust aufs Auge. > Meinst du so etwas die die ACPL Reihe von Broadcom? Nein, ich meine genau das, was ich verlinkt habe. Das sind Bauteile, die werden statt des Shunts (oder auch zusätzlich zum Shunt) in den Strompfad eingebaut. > zB der ACPL-782T oder ACPL-C87B? Die würden prinzipiell schon gehen, > haben aber leider einen Offset von 1.4V. Ist nicht optimal. Den Offset kannst du doch einfach mit einem Drehknopf am Oszi "wegmachen". Und wenn das nicht schön genug ist, dann nimm einen Subtrahierer. Allemal besser, von einem guten Übertrager hinterher den Offest wegzumachen, als eine lausige noch viel weniger "optimale" Übertragungsstrecke selber aufzubauen.
Lothar M. schrieb: > Den Offset kannst du doch einfach mit einem Drehknopf am Oszi > "wegmachen". Und wenn das nicht schön genug ist, dann nimm einen > Subtrahierer. Allemal besser, von einem guten Übertrager hinterher den > Offest wegzumachen, als eine lausige noch viel weniger "optimale" > Übertragungsstrecke selber aufzubauen. Texas Instruments AMC1300, AMC3302 oder einem seiner vielen Verwandten raten. Wenn man nicht mit differentiellen Signalen arbeiten möchte muss halt noch ein Subtrahierer hinten dran. Sollte als Standardschaltung keine herausforderung darstellen. Leuchtet schon ein! Ich werde das definitiv in Erwägung ziehen!
Joris H. schrieb: > vielleicht so sein. Aber für jemanden mit wenig bis keiner Erfahrung ist > sowas wirklich nicht hilfreich. Mag sein, aber gerade DANN kannst du es dir nicht leisten, einfach mal andere Bauteile zu verwenden. > Auch so etwas wie gibt es doch etc. > bringt garnichts. Für jemanden der sich in dem Bereich nicht aus kennt, > ist es sehr sehr schwer geeignete Bauteile herauszufiltern. Nimm die, welche in den funktionierenden Beispielen genutzt werden! >>Welche Bandbreite soll deine Messschaltung denn haben? > > 100kHz würden schon ausreichen. Das klingt OK. >>Sowas gibt es fertig, sagte ich bereits. > > Meinst du so etwas die die ACPL Reihe von Broadcom? zB der ACPL-782T > oder ACPL-C87B? Die würden prinzipiell schon gehen, haben aber leider > einen Offset von 1.4V. Unsinn. Die haben einen differentiellen Ausgang, den man mittels Zusatz-OPV Auf ein massebezogenes Signal umwandeln muss. Das steht auch so im Datenblatt! Figure 19: Typical Application Circuit Allerdings rauschen die Dinger recht stark, das Datenblatt LÜGT! "Vout Noise Nout — 0.013 — mVrms Vin = 0V; output low-pass filtered to 180 KHz. 12 d" Das ist Betrug, denn bei Vin=0V ist der Modulator dauerhaft AUS! Klar daß da kein Rauschen am Ausgang rauskommt! Meine Empfehlung. Nimm diese Schaltung, sie ist für 100kHz ausreichend. Beitrag "Re: IL300: Dimensionierung der Teile" >>diesem Wandlungsfaktor fehlt noch eine Einheit wie V/A oder A/V > > 100A entsprechen 1V. 100:1 A/V oder 1:100 V/A Sinnvollerweise spricht man von 100A/V, denn damit kann man durch einfache Multiplikation mit der angezeigten Spannung die Stromstärke berechnen. Bei modernen Digitaloszis kann man sogar den Teilerfaktor 100:1 einstellen und damit direkt die richtigen Meßwerte auf dem Schirm angezeigt bekommen!
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.