10% Offset bei Konstantstromquelle, warum?

[Jonas T. (jonas_t720)]

Habe ein Problem mit einer Konstantstromquelle. Habe mich im Prinzip an 
das Bespiel mit MOSFET (statt Darlington) gehalten, weil keine 
sonderlich hohen Frequenzen erreicht werden sollen. 
(https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor)
Gerne volle Kritik, auch offensichtliche Fehler, ich habe wenig mit 
Elektronik am Hut.

Es geht um den pulsierenden Betrieb einer Elektrolysezelle bis 2A, über 
DAC/MC gesteuert. Sollte am besten +/-5% bei +/-20K um Raumtemperatur 
genau sein, um eine Softwareregelung zu vermeiden. Pulsdauer ist >20ms, 
die sollte also innerhalb weniger Millisekunden von AUS auf EIN wechseln 
können. Hab dann so auch Kondensator und Widerstand für den RC Filter am 
Ausgang des OpAmp gewählt.

Es wurde mittels Teensy4.1 an "+" und Source ohne Mittelwertbildung 
gemessen. Der DAC hat eine Referenzspannung, der Teensy nutzt die 3.3V 
als Referenz, daher die Schwankungen, denke ich. Diese sind zwischen DAC 
Ausgang und Source aber ähnlich, daher halte ich die Regelung durch den 
OpAmp prinzipiell für ausreichend.

Allerdings tritt ein linear mit der Stromstärke steigender Offset von 
gut 10% auf. Die Frage ist, woher kommt der? Liegt das am OpAmp? Bekomme 
ich den mit einem anderen OpAmp raus? Wie erreiche eine relativ genaue 
Hardwareregelung?

[Bürovorsteher (Gast)]

Und wenn du dem OV mal statt Masse eine negative Speisespannung 
spendierst?

[Vincent R. (vinc)]

Jonas T. schrieb:
> Hab dann so auch Kondensator und Widerstand für den RC Filter am
> Ausgang des OpAmp gewählt.

Wieso hängt der 1uF-Kondensator zwischen Eingang und Ausgang des OPV und 
nicht zwischen Eingang und Masse? Ich sage nicht, dass das unbedingt ein 
Problem ist, aber ich finds komisch...

[(prx) A. K. (prx)]

Diagramme mit unbekannten Achsen erschweren die Einschätzung.

[Jonas T. (jonas_t720)]

Wie erzeugt man denn elegant und günstig eine negative 
Versorgungsspannung? Kann ich da einfach zweimal das gleiche Netzteil in 
Reihe schalten und so tun als wäre die Mitte die Masse?

Prinzipiell würde ich aber natürlich lieber bei Rail-to-Rail bleiben.

Wenn ich sicher sein kann, dass der Offset gleich bleibt, würde ich im 
Zweifel auch einfach einmal kalibrieren und dann damit weitermachen. 
Dafür würde ich aber gerne wissen, warum es diesen Offset gibt.

[(prx) A. K. (prx)]

Der RFP12N10 benötigt am Gate typ 5,5V für 2A, der LM324 kommt bei 7,5V 
nur bis 6V am Ausgang. Je nach Exemplartstreuung und MOSFET Hersteller 
könnte das etwas knapp sein.

> Wie erzeugt man denn elegant und günstig eine negative
> Versorgungsspannung?

Der LM324 kommt am Eingang bis auf 0V runter, das sollte hier kein 
Problem sein.

[Jonas T. (jonas_t720)]

Vincent R. schrieb:
> Wieso hängt der 1uF-Kondensator zwischen Eingang und Ausgang des OPV und
> nicht zwischen Eingang und Masse? Ich sage nicht, dass das unbedingt ein
> Problem ist, aber ich finds komisch...

Bin dem Beispiel gefolgt. Vielleicht weil das ein Regelkreis ist und das 
Vorteile birgt, es mit dem Eingang zu koppeln?

(prx) A. K. schrieb:
> Diagramme mit unbekannten Achsen erschweren die Einschätzung.

Sehe ich gerade erst. Sind mV in y und ms in x.

[Jonas T. (jonas_t720)]

(prx) A. K. schrieb:
> Der RFP12N10 benötigt am Gate typ 5,5V für 2A, der LM324 kommt bei 7,5V
> nur bis 6V am Ausgang. Je nach Exemplartstreuung und MOSFET Hersteller
> könnte das etwas knapp sein.

Aber doch erst im Grenzbereich oder? Der Offset tritt ja auch schon bei 
niedriger Spannung/Stromstärke auf.

[Tom (Gast)]

Welche Farbe ist was? Der  1u ist nicht zufällig ein verpolter Elko?

[Wolfgang (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> Vielleicht weil das ein Regelkreis ist und das
> Vorteile birgt, es mit dem Eingang zu koppeln?

Für die Gegenkopplung sorgt der Gegenkopplungswiderstand R? (1k). Das 
ist noch kein Grund, den OP als Integrator zu beschalten.

[Karadur (Gast)]

Bei 2A liegt deine Source auf 2V! Die muß dein OP dann zusätzlich ans 
Gate liefern.

[Jonas T. (jonas_t720)]

Tom schrieb:
> Welche Farbe ist was? Der  1u ist nicht zufällig ein verpolter
> Elko?

Blau ist DAC, Orange Source. Der Kondensator ist ein 105 Keramik.

Wolfgang schrieb:
> Für die Gegenkopplung sorgt der Gegenkopplungswiderstand R? (1k). Das
> ist noch kein Grund, den OP als Integrator zu beschalten.

Ich muss gestehen, ich verstehe nicht, worauf du hinaus möchtest. Ich 
weiß nicht, warum im Beispiel nicht mit gnd gekoppelt wird, sondern mit 
dem Input. Würde mich aber über eine Erklärung sehr freuen.

Karadur schrieb:
> Bei 2A liegt deine Source auf 2V! Die muß dein OP dann zusätzlich
> ans
> Gate liefern.

Ja, dem kann ich so weit folgen. Aber warum erzeugt das einen relativen 
Offset? Regelt der OpAmp nicht den Ausgang so, dass die Eingänge 
identisch sind und wenn die Spannung nicht mehr reicht, würde halt eine 
obere Grenze erreicht sein. Bis dahin aber müssten beide Werte halbwegs 
übereinstimmen?

[Vincent R. (vinc)]

Jonas T. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Für die Gegenkopplung sorgt der Gegenkopplungswiderstand R? (1k). Das
>> ist noch kein Grund, den OP als Integrator zu beschalten.
>
> Ich muss gestehen, ich verstehe nicht, worauf du hinaus möchtest. Ich
> weiß nicht, warum im Beispiel nicht mit gnd gekoppelt wird, sondern mit
> dem Input. Würde mich aber über eine Erklärung sehr freuen.

Ich verstehe es auch nicht, daher zuvor mein Kommentar.
Edit: Ich verstehe, was Wolfgang meint. Aber ich verstehe nicht, was 
diese Beschaltung des Kondensators soll.

Die Artikel im Wiki 
(https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor) 
schreibt dazu:
>Wichtig sind R3 und C1. In vielen Schaltungen im Internet fehlen sie, die 
>Spannung über R1 geht direkt an den - Eingang des OPV. Das ist aber falsch und 
>funktioniert oft nur durch Zufall. Denn R3 und C1 sind wichtig für die 
>Frequenzgangkompensation des OPV. Die Schaltung ist ein Regelkreis und diese 
>sind für notorische Instabilitäten bekannt, d.h. sie schwingen.

Ein "normaler" RC-Tiefpass gegen Masse würde doch das gleiche tun?!

[Falk B. (falk)]

Jonas T. schrieb:
>> Für die Gegenkopplung sorgt der Gegenkopplungswiderstand R? (1k). Das
>> ist noch kein Grund, den OP als Integrator zu beschalten.
>
> Ich muss gestehen, ich verstehe nicht, worauf du hinaus möchtest. Ich
> weiß nicht, warum im Beispiel nicht mit gnd gekoppelt wird, sondern mit
> dem Input. Würde mich aber über eine Erklärung sehr freuen.

Weil das die Schaltung ist, die funktioniert und welche man auch stabil 
bekommt. Allerdings braucht man da nicht 1uF (Mikrofard), da reichen 
10nF (Nanofard).

> Karadur schrieb:
>> Bei 2A liegt deine Source auf 2V! Die muß dein OP dann zusätzlich
>> ans
>> Gate liefern.
>
> Ja, dem kann ich so weit folgen. Aber warum erzeugt das einen relativen
> Offset? Regelt der OpAmp nicht den Ausgang so, dass die Eingänge
> identisch sind und wenn die Spannung nicht mehr reicht, würde halt eine
> obere Grenze erreicht sein. Bis dahin aber müssten beide Werte halbwegs
> übereinstimmen?

Stimmt. Möglicherweise hast du ein Masseproblem. Zeig mal deinen realen 
Aufbau. Wo hast du denn GENAU gemessen?

[MaWin (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> weil keine sonderlich hohen Frequenzen erreicht werden sollen.

Ok, 1uF.

Jonas T. schrieb:
> Pulsdauer ist >20ms

Findest du dafür dein 1uF nicht gigantisch überzogen ?

Bürovorsteher schrieb:
> Und wenn du dem OV mal statt Masse eine negative Speisespannung
> spendierst?

Wenn man das Prinzip zur Kompensation der extra Schleifenverstärkung 
durch die Steilheit des MOSFET verstanden hätte, würde man verstehen, 
was der C dort soll.

Jonas T. schrieb:
> Die Frage ist, woher kommt der

Wo misst du ? Spannung an In+ vom OpAmp vs. In- ?

[Falk B. (falk)]

Vincent R. schrieb:
> Ein "normaler" RC-Tiefpass gegen Masse würde doch das gleiche tun?!

Nein.

[Wolfgang (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> Schaltplan.png

Den C? mit 1mF meinst du nicht ernst, oder?

Karadur schrieb:
> Bei 2A liegt deine Source auf 2V! Die muß dein OP dann zusätzlich ans
> Gate liefern.

Dann müssten die ersten Impulse fehlen. Ein Offset erzeugt keinen 
Skalierungsfaktor.

Jonas T. schrieb:
> Allerdings tritt ein linear mit der Stromstärke steigender Offset von
> gut 10% auf.

Ein linear mit irgendetwas steigenden Offset nennt man gewöhnlich einen 
Skalierungs- oder Steigungsfehler.

> 16khz.png
Wo sind die beiden Spannungen gemessen, i.e. was ist blau und was gelb?
Hast du für R? (1R = 1Ω?) einen vernünftigen 4-Leiter Anschluss 
verwendet?
Wie sieht dein Aufbau aus.

[Achim S. (Gast)]

Vincent R. schrieb:
> Wieso hängt der 1uF-Kondensator zwischen Eingang und Ausgang des OPV und
> nicht zwischen Eingang und Masse? Ich sage nicht, dass das unbedingt ein
> Problem ist, aber ich finds komisch..

weil so die Konstantstromquelle stabil gehalten wird. Siehe
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#MOSFET

Vincent R. schrieb:
> Ein "normaler" RC-Tiefpass gegen Masse würde doch das gleiche tun?!

Nein: der würde die Eingangsspannung ruhig halten. Aber hätte keinen 
Einfluss auf die Stabilität der OPV-Schaltung.

Bürovorsteher schrieb:
> Und wenn du dem OV mal statt Masse eine negative Speisespannung
> spendierst?

Kann nicht schaden. Hat aber mit dem beobachteten Problem nichts zu tun. 
Denn der LM358 kann am Eingang bis 0V arbeiten, und sein Ausgang muss in 
dieser Schaltung nicht bis 0V kommen.

Jonas T. schrieb:
> Allerdings tritt ein linear mit der Stromstärke steigender Offset von
> gut 10% auf.

Wenn ein Offset linear ansteigt, dann nennt man das normalerweise einen 
Verstärkungsfehler ;-)

Miss bitte mal mit einem anderen Messgerät als dem Teensy. Ich halte es 
für die wahrscheinlichste Erklärung, dass der Fehler in der Messung 
liegt, nicht in der Schaltung.

Wenn du kein anderes Messgerät zur Verfügung hast, dann tausche bitte 
mal die beiden Messeingänge deines Teensy und schau, ob der Fehler mit 
dem Messkanal mitwandert oder ob er gleich bleibt. Achte auch darauf, 
dass beide Messkanäle auf den identischen Massebezug referenzieren.

[HildeK (Gast)]

Achim S. schrieb:
> Bürovorsteher schrieb:
>> Und wenn du dem OV mal statt Masse eine negative Speisespannung
>> spendierst?
>
> Kann nicht schaden. Hat aber mit dem beobachteten Problem nichts zu tun.
> Denn der LM358 kann am Eingang bis 0V arbeiten, und sein Ausgang muss in
> dieser Schaltung nicht bis 0V kommen.
Richtig, aber er kommt sogar auf (fast) 0V. Das ist aber nicht das 
Problem.
Eher sehe ich ein Problem, wenn ein FET mit zu hohem UGS verwendet wird, 
denn der OPA kommt nicht an die obere Rail.

> Jonas T. schrieb:
>> Allerdings tritt ein linear mit der Stromstärke steigender Offset von
>> gut 10% auf.
>
> Wenn ein Offset linear ansteigt, dann nennt man das normalerweise einen
> Verstärkungsfehler ;-)
Genau, und das kann schon dadurch verursacht werden, dass der 
1Ω-Fühlwiderstand keine 1Ω hat. Oder eben durch ungünstige 
Leitungsführung noch Spannungsabfälle an den Zuleitungen mitgemessen 
wurden. Auch der 1k kann durch den Offsetstrom schon mal ein Delta 
erzeugen. So viel allerdings nicht.

[Achim S. (Gast)]

HildeK schrieb:
> Eher sehe ich ein Problem, wenn ein FET mit zu hohem UGS verwendet wird,
> denn der OPA kommt nicht an die obere Rail.

Das wird bei höheren Strömen irgendwann begrenzen. In der Messung des TO 
würde es bedeuten, dass die eine Kurve irgendwann nicht mehr weiter 
ansteigt. Aber so weit ist er offensichtlich noch nicht gekommen: beide 
Kurven steigen gleichermaßen an - nur mit einer unterschiedlichen 
Steigung.

HildeK schrieb:
> Genau, und das kann schon dadurch verursacht werden, dass der
> 1Ω-Fühlwiderstand keine 1Ω hat.

Wenn der 1Ohm-Widerstand einen falschen Wert hat, dann wäre der Strom 
falsch. Aber der Spannungsabfall am falschen Widerstand wäre immer noch 
richtig. Denn das ist die Größe, die der OPV einregelt. Und das ist 
angeblich auch das, was der TO mit dem Teensy misst.

Wäre die orange Kurve höher als die blaue, dann könnte die Erklärung 
noch sein, dass zwischen Source und dem Punkt, an dem der OPV seine 
Rückkopplung abholt, ein 100mOhm Leitungswiderstand vorliegt. An dem die 
zusätzliche 10% Spannungsabfall stattfinden. Aber er misst an der Source 
eine kleinere Spannung als am + Eingang des OPV - das geht also auch 
nicht auf.

Ich tippe weiter auf einen Messfehler. Und ich unterstütze die 
Aufforderung

Falk B. schrieb:
> Zeig mal deinen realen
> Aufbau. Wo hast du denn GENAU gemessen?

[Jonas T. (jonas_t720)]

MaWin schrieb:
> Findest du dafür dein 1uF nicht gigantisch überzogen ?

Ja schon, aber ich hatte sonst nur 10nF und damit hat es noch stark 
geschwungen. Einzige Nachteil ist doch die hohe Zeitkonstante s im RC 
Glied von 1ms oder vergesse ich da ein anderes Problem?

MaWin schrieb:
> Wo misst du ? Spannung an In+ vom OpAmp vs. In- ?

Wolfgang schrieb:
> Wo sind die beiden Spannungen gemessen, i.e. was ist blau und was gelb?
> Hast du für R? (1R = 1Ω?) einen vernünftigen 4-Leiter Anschluss
> verwendet?
> Wie sieht dein Aufbau aus.

Ist alles auf einem Steckerboard. Gemessen wird in der Steckerreihe des 
"+" und in der Steckerreihe des Source, also nicht direkt an "-". Ist 
das der Fehler? Verlier ich über den 1K Widerstand so viel Spannung? Ich 
weiß, dass der OPAmp nicht ideal ist, aber die Impedanz am Eingang ist 
doch unglaublich hoch, dann sollte der Strom und der Spannungsabfall 
doch sehr klein sein oder?

Bei der Messung ist blau der DAC Ausgang und orange Source des MOSFET.

Es ist, wenn ich das richtig verstanden, habe eine Vierleitermessung. 
Hab die ADCs in die Zeichnung eingefügt.

Achim S. schrieb:
> Miss bitte mal mit einem anderen Messgerät als dem Teensy. Ich halte es
> für die wahrscheinlichste Erklärung, dass der Fehler in der Messung
> liegt, nicht in der Schaltung.

Hatte die Spannungsdifferenz zwischen beiden Punkten bei konstanter 
Spannung des DAC mit einem Multimeter gemessen, und auch da eine 
Differenz gesehen, die zu dem Bild gepasst hat.

[(prx) A. K. (prx)]

Jonas T. schrieb:
> Ist alles auf einem Steckerboard

Steckbrett? Kann hohe Kontaktwiderstände haben, und ist eher nicht ideal 
für 2A.

Bild!!!

[Achim S. (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> Verlier ich über den 1K Widerstand so viel Spannung?

Nein: ist sehr wahrscheinlich ein Spannungsverlust an deinem Steckboard.

Jonas T. schrieb:
> Hatte die Spannungsdifferenz zwischen beiden Punkten bei konstanter
> Spannung des DAC mit einem Multimeter gemessen, und auch da eine
> Differenz gesehen, die zu dem Bild gepasst hat.

Miss bitte mit dem Multimeter nochmal von A nach B und von A nach C. Und 
zum Messen bitte nicht im Steckbrett kontaktieren, sondern die 
Messspitze direkt auf den Pin des OPV bzw an den Anschlussdraht des 
1kOhm-Widerstands gehen. Welche konkreten Spannungswerte siehst du?

[Jonas T. (jonas_t720)]

Steht im Labor, kann daher im Moment leider kein Bild machen.

[Achim S. (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> Steht im Labor, kann daher im Moment leider kein Bild machen.

Ok. Sobald du wieder ins Labor kannst wirst du sehr wahrscheinlich 
feststellen, dass Übergangswiderstände im Steckbrett dich verwirrt 
haben.

[Wolfgang (Gast)]

Achim S. schrieb:
> weil so die Konstantstromquelle stabil gehalten wird.

Der Strom schleicht mit den 1µF einfach fürchterlich durch die Gegend.
Der OP soll den Ist-Strom regeln.

[Jonas T. (jonas_t720)]

Hab gerade nochmal über den Text zum Beispiel nachgedacht, dass es 
zufällig auch ohne RC Glied funktionieren kann. Ich habe ohne den 1m 
Kondensator Schwingungen bis auf 0V gemessen. Als hätte man das Integral 
unter der Kurve ausgemalt. Ist das normales Verhalten oder kann ein 
defektes Netzteil so etwas auch verursachen? Ist ein billiges variables 
Netzteil mit nach Beschriftung ausreichender Stromstärke.

Werde mich auf jeden Fall nochmal melden, sobald ich die Spannungen 
gemessen habe.

Vielen Dank an alle.

Edit:
Wolfgang schrieb:
> Der Strom schleicht mit den 1µF einfach fürchterlich durch die Gegend.
> Der OP soll den Ist-Strom regeln.

Ist das die Folge des RC Glieds oder der Größe des Kondensators?
Hätte ich also mit einem 10nF C und 10K R das gleiche Problem?

[Karadur (Gast)]

Ist zwar andere Baustelle,aber die Messung oben sollte doch mit 16kHz 
sein.

Nach den Datenblättern FET/OP hat der TO Glück das es überhaupt 
funktioniert weil bei 2A bekommt der FET lt. DB-OP nur noch 4V UGS. 
Damit kann er aber keine 2A mehr.

[Achim S. (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Der Strom schleicht mit den 1µF einfach fürchterlich durch die Gegend.
> Der OP soll den Ist-Strom regeln.

Man könnte den Kondensator natürlich auch anders dimensionieren, um die 
Reaktion auf Änderungen des Eingangssignals schneller zu machen. 
(Gegenüber Änderungen der Last oder der Versorgungsspannung ist auch die 
aktuelle Schaltung schon schnell). Aber wenn es dem TO schnell genug 
ist, sind die 1µF ok.

Wolfgang schrieb:
> Für die Gegenkopplung sorgt der Gegenkopplungswiderstand R? (1k). Das
> ist noch kein Grund, den OP als Integrator zu beschalten.

Im Anhang mal die Schaltung mit und ohne Kondensator in der 
Rückkopplung. Um die Simu etwas realistischer und dem OPV das Regeln 
etwas schwerer zu machen, haben ich der Last 70nH mitgegeben (ein paar 
cm Leitungsinduktivität). Und der Versorgung bei 10µs einen kleinen 
Spannungssprung aufaddiert.

Ich denke, man die Unterschiede in der Stabilität erkennen?

Jonas T. schrieb:
> Ist das die Folge des RC Glieds oder der Größe des Kondensators?
> Hätte ich also mit einem 10nF C und 10K R das gleiche Problem?

eine Folge des RC-Glieds.

[Pandur S. (jetztnicht)]

Der besagte Fehler resultiert ueblicherweise aus einer unpassenden GND 
Fuhrung.

[Vincent R. (vinc)]

Achim S. schrieb:
> Vincent R. schrieb:
>> Ein "normaler" RC-Tiefpass gegen Masse würde doch das gleiche tun?!
>
> Nein: der würde die Eingangsspannung ruhig halten. Aber hätte keinen
> Einfluss auf die Stabilität der OPV-Schaltung.

Achim S. schrieb:
> Im Anhang mal die Schaltung mit und ohne Kondensator in der
> Rückkopplung.

Wir reden offenbar völlig aneinander vorbei.
Mein Vorschlag war, den Kondensator zwischen Masse und invertierenden 
Eingang zu schalten. Du hast ihn aber in deiner Simulation zwischen 
Masse und nichtinvertierenden Eingang gesetzt. Bei dir hat er dann 
tatsächlich keinen Einfluss mehr auf die Rückkopplung, bei meinem 
Vorschlag allerdings schon.

Aber wir Marwin und Falk ja schon geschrieben haben, scheint es ja eine 
bewährte Schaltung zu sein mit dem Kondensator zwischen Ausgang und 
invertierendem Eingang.

[Wolfgang (Gast)]

Achim S. schrieb:
> Ich denke, man die Unterschiede in der Stabilität erkennen?

Dafür braucht man an der Stelle aber keinen Kondensator mit 1µF

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Vincent R. schrieb:
> Wir reden offenbar völlig aneinander vorbei.
> Mein Vorschlag war, den Kondensator zwischen Masse und invertierenden
> Eingang zu schalten.

Damit hätte man einen Tiefpass im Gegenkopplungspfad, und die Schaltung
würde dadurch erst recht schwingen.

[Achim S. (Gast)]

Vincent R. schrieb:
> u hast ihn aber in deiner Simulation zwischen
> Masse und nichtinvertierenden Eingang gesetzt.

Das habe ich getan, um Vincent R zu zeigen, dass es wohl einen 
Unterschied macht, ob ein RC-Tiefpass am Eingang vorliegt oder ob das C 
in die Rückkopplung kommt.

Vincent R. schrieb:
> Du hast ihn aber in deiner Simulation zwischen
> Masse und nichtinvertierenden Eingang gesetzt. Bei dir hat er dann
> tatsächlich keinen Einfluss mehr auf die Rückkopplung

Doch, klar hat er den. Wenn man C unnötig groß wählt, reduziert das die 
Bandbreite der KSQ gegenüber Änderungen des Sollwerts. Wenn das den TO 
stört, sollte der die Kapazität kleiner wählen (aber immer noch groß 
genug, dass die Stabilität gewährleistet ist).

Siehe im Anhang die Simu Cf_variation.png. Mit 1µF in der Rückkopplung 
verliert die Stromquelle schon ab 100Hz an Genauigkeit. Nimmt man 
statdessen 1nF in die Rückkopplung, ist diese Schaltung laut Simu immer 
noch stabil und folgt bis 100kHz dem Eingangswert. Nimmt man 1fF (also 
einen vernachlässigbare kleinen Kondensator in der Rückkopplung) ist die 
Schaltung zwar am schnellsten. Aber das Peaking bei 10MHz zeigt, dass 
sie instabil werden und mit 10MHz schwingen kann.

Vincent R. schrieb:
> Mein Vorschlag war, den Kondensator zwischen Masse und invertierenden
> Eingang zu schalten.

Du meinst wie im Anhang C_an_inv.png gezeigt? Damit frisst du dem 
Regelkreis die Phasenreserve weg. Die Simu zeigt den Frequenzgang dieser 
Schaltungsvariante, die ideale Stromquelle hätte eine waagerechte Linie 
bei 0dB.

[Vincent R. (vinc)]

Achim S. schrieb:
> Du meinst wie im Anhang C_an_inv.png gezeigt? Damit frisst du dem
> Regelkreis die Phasenreserve weg. Die Simu zeigt den Frequenzgang dieser
> Schaltungsvariante, die ideale Stromquelle hätte eine waagerechte Linie
> bei 0dB.

Hast mich überzeugt. Danke für die Simulationen!

[Jonas T. (jonas_t720)]

Das Problem ist tatsächlich das Breadboard. Das sind ja gigantische 
Widerstände, die durch die schlechten Kontakte entstehen. Bis 20 Ohm hab 
ich  gemessen. Mit unglücklichem Wackeln sogar bis 200Ohm. Damit kann 
man das Testen der Schaltung ja vollkommen vergessen. Kein Wunder dass 
manche Schaltungen ohne Widerstand funktionieren. Die hat man ja quasi 
direkt onboard. Manche Kontakte haben aber auch unter 1 Ohm.

Das erklärt auch, warum 7,5V gereicht haben. Hab den Aufbau etwas 
geändert, um die Widerstände zu senken und jetzt reichen die 7,5V gerade 
nicht mehr für (theoretisch) 2A. Mit 9V geht es aber.


Gibt es hochwertigere Steckplatinen und Wire, bei denen sowas 
zuverlässig weniger vorkommt oder muss man sowas wirklich immer direkt 
löten?


Hab den Widerstand des RC Glieds auf 100Ohm gesenkt, jetzt bin ich bei 
0,1ms Zeitkonstante, das sollte reichen.


Etwas offtopic:
Womit kann ich Schaltungen gut simulieren? Achim hat LTspice genutzt, 
ist das eine gute Wahl?
Was mich auch interessiert: Wäre es sinnvoll einen zweiten OpAmp an den 
Source zu legen und einen Differenzverstärker zu nutzen? Bei 
Präzisionskonstantstromquellen (zB hier: 
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/diff-amp-heart-of-precision-current-source.html) 
wird das empfohlen.

[Falk B. (falk)]

Jonas T. schrieb:
> Gibt es hochwertigere Steckplatinen und Wire, bei denen sowas
> zuverlässig weniger vorkommt oder muss man sowas wirklich immer direkt
> löten?

2A ist nix für ein Steckbrett, auch nicht für ein gutes. Löten.

[Falk B. (falk)]

Jonas T. schrieb:
> Etwas offtopic:
> Womit kann ich Schaltungen gut simulieren? Achim hat LTspice genutzt,
> ist das eine gute Wahl?

Ja.

> Was mich auch interessiert: Wäre es sinnvoll einen zweiten OpAmp an den
> Source zu legen und einen Differenzverstärker zu nutzen? Bei
> Präzisionskonstantstromquellen (zB hier:
> 
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/diff-amp-heart-of-precision-current-source.html)

Brauchst du nicht. Die Standardschaltung ist ausreichend gut, wenn man 
sie richtig aufbaut.

[Achim S. (Gast)]

Jonas T. schrieb:
> Gibt es hochwertigere Steckplatinen und Wire, bei denen sowas
> zuverlässig weniger vorkommt oder muss man sowas wirklich immer direkt
> löten?

es gibt schon unterschiedlich gute Breadboards. Aber spätestens, wenn 
ein TO220 im Spiel ist, der Ströme im A-Bereich regeln soll, würde ich 
sicher löten. Die TO220-Beinchen passen nicht so richtig gut in die 
Steckplätze. Und bei 1A haben auch ein paar Dutzend mOhm schon einen 
gehörigen Einfluss.

Jonas T. schrieb:
> Womit kann ich Schaltungen gut simulieren? Achim hat LTspice genutzt,
> ist das eine gute Wahl?

Na ja, ich würde dir schon LTSpice empfehlen ;-)

Aber andere Spice Varianten funktionieren natürlich auch gut. Wichtiger 
als die Frage, welche Variante du konkret wählst, ist die Frage, wie gut 
du damit umzugehen lernst. Grade bei Betrachtungen der Stabilität darfst 
du dich z.B. nie auf das exakte Simulationsergebnis verlassen. Die Simu 
zeigt dir da meist nur, ob die Schaltung grundsätzlich zu Schwingungen 
neigt oder nicht. Aber du kannst keine exakte Grenze ablesen, ab wann 
die Schaltung losschwingen wird. Das hängt von zu vielen parasitären 
Kleinigkeiten ab (wie z.B. Leitungsinduktivität), die du in der Simu nie 
völlig korrekt berücksichtigen kannst.

Jonas T. schrieb:
> Wäre es sinnvoll einen zweiten OpAmp an den
> Source zu legen und einen Differenzverstärker zu nutzen?

Im Normalfall: nein. Sobald mehr als ein aktiver Verstärker in der 
Rückkopplung mitspielen, macht das die Sache immer komplizierter.

Es kann Fälle geben, wo man trotzdem diesen Weg geht (weil man z.B. 
glaubt,  einen extrem kleinen Spannungsabfall am Shunt nachverstärken zu 
müssen). Aber wenn das nicht der Fall ist, dann ist die einfachste 
Lösung meist auch die beste. Die von dir angestrebte Genauigkeit von 
+/-5% kannst du mit deiner Schaltung lockerst erreichen. Der kritschste 
Teil bei dir wäre, wie genau der Widerstandswert passt, wie er sich über 
die Temperatur verhält, wie viel Leitungswiderstand du mitmisst....

[Jens G. (jensig)]

Achim S. schrieb:
> neigt oder nicht. Aber du kannst keine exakte Grenze ablesen, ab wann
> die Schaltung losschwingen wird. Das hängt von zu vielen parasitären
> Kleinigkeiten ab (wie z.B. Leitungsinduktivität), die du in der Simu nie
> völlig korrekt berücksichtigen kannst.

Auserdem berücksichtigen die Modelle nicht die komplette 
Schwankungsbreite der Parameterstreuungen von Exemplar zu Exemplar im 
realen Bauteilleben ...