Ich möchte eine digital steuerbare bipolare Konstantstromquelle aufbauen, die max. 10mA bei +-10V liefern kann. Die Anforderungen an die Dynamik sind bescheiden, 100 Hz Bandbreite reichen. Ich benötige also einen Wandler, der die Ausgangsspannung des DAC in einen dazu proportionalen Strom umwandelt. Im Prinzip für einen OpAmp kein Problem. Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor. Am hochohmigen Eingang (Basis) wird die Spannung angelegt, der niederohmige Eingang (Emitter)kommt über einen Gegenkopplungswiderstand an Masse. Der Ausgang (Kollektor) liefert dann den gewünschten Konstantstrom. Leider sind CC-Operationsverstärker wohl eher Exoten und dann vor allem für Spezialanwendungen (Hochfrequenz oder Laserdiodentreiber) spezifiziert. Vor allem können sie die Spannung von +-10V nicht liefern. Kennt jemand einen, der auch zu erschwinglichen Preisen verfügbar ist?
Mike schrieb: > Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor Nein, der liefert nur positiven Strom. Eigentlich baut man dazu, mit einem beliebigen OpAmp der mit +/-15V versorgt wird, eine Howland-Stromquelle und steuert sie z.B. mit +2.5...-2.5V. Die Frage ist nur, ob die bei deiner Last stabil bleibt oder ins Schwingen gerät Vielleicht hilft dir auch LT1970.
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MaWin schrieb: > Nein, der liefert nur positiven Strom. Doch, der liefert beide Polaritäten, siehe Bild. Mike schrieb: > Vor allem können sie die Spannung von +-10V nicht liefern. Kennt jemand > einen, der auch zu erschwinglichen Preisen verfügbar ist? Zur Not kann man das auch diskret aufbauen.
MaWin schrieb: > Mike schrieb: >> Ideal wäre dafür ein CC-OpAmp alias Diamond-Transistor > > Nein, der liefert nur positiven Strom. Das ist nicht richtig, Zitat Datenblatt OPA660 (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne, und mit dem ich gearbeitet habe):
1 | The voltage-controlled current source or Operational |
2 | Transconductance Amplifier (OTA) can be viewed as |
3 | an “ideal transistor.” Like a transistor, it has three |
4 | terminals—a high-impedance input (base), a lowimpedance |
5 | input/output (emitter), and the current |
6 | output (collector). The OTA, however, is self-biased |
7 | and bipolar. The output current is zero-for-zero differential |
8 | input voltage. AC inputs centered about zero |
9 | produce an output current which is bipolar and centered |
10 | about zero. |
Wie auch immer, +/-5V reichen nicht. MaWin schrieb: > Eigentlich baut man dazu, mit einem beliebigen OpAmp der mit +/-15V > versorgt wird, eine Howland-Stromquelle und steuert sie z.B. mit > +2.5...-2.5V. Das sehe ich auch so. (Howland-Stromquellen bzw. Howland-Strompumpen sind neu für mich). Der DAC muss natürlich selber genug Strom liefern. Aber ob man das so oder anders macht, ist eigentlich ziemlich egal. Ein bis zwei einfache Op-Amps reichen. Und gegen eventuelle Schwingen sind die Maßnahmen auch Routine.
Mike schrieb: > Ich möchte eine digital steuerbare bipolare Konstantstromquelle > aufbauen, die max. 10mA bei +-10V liefern kann. Howland current source, die kann sogar 4 Quadrantenbetrieb. https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Weblinks_5
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: > (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne, Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung. Wobei beide nichts mit Diamanten zu tun haben.
ArnoR schrieb: > Doch, der liefert beide Polaritäten, siehe Bild. Sehe gerade, daß in dem Bild ein Fehler ist. Die Basen der unteren npn dürfen nicht verbunden sein, vielmehr muss die Basis des rechten npn an den Kollektor des pnp + Anode. Also genau so wie oben bei den pnp. Das Bild ist aus AB181 (Burr-Brown).
MaWin schrieb: > Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: >> (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne, > > Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung. > > Wobei beide nichts mit Diamanten zu tun haben. Der OPA660 ist der Diamond Transistor, und das ist nur eine geschützte Marke.
Diskret: Ein NPN-Transistor als feste 10mA-Stromquelle nach -15V und eine Spanungsgesteuerte 0-20mA mit einem PNP nach +15V. Für die Ansteuerung mit 0-2,5V oder 3,3V oder 5V sorgt ein NPN mit passenden Emitter- und Kollektor-Widerständen.
> Ich kenne nur den LM395 unter der Bezeichnung Noe, der OPA660 war damals IMHO der erste. Der wurde auch im Datenblatt nur als Transistor bezeichnet. Das war aber so 98 oder so und ich denke der ist lange Geschichte. Olaf
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Mike schrieb: > Ich möchte eine digital steuerbare bipolare Konstantstromquelle > aufbauen Hast schon mal in "Tietze-Schenk, Halbleiter Schaltungstechnik" reingeschaut, z.B. 11. Auflage S.817 "12.3 Spannungsgesteuerte Stromquellen"? Buch gibt es wimre irgendwo zum download. Schaltung im Anhang könnte passen.
Howland-Stromquelle kann ich nicht empfehlen. Sehr schwer beherrschbare Schaltung. Braucht u.a. selektierte Widerstände und schwingt schneller, als man schauen kann. Besser eine der tausend Schaltungen "spannungsgesteuerte Stromquelle" nehmen, eventuell noch mit einem Buffer für Strom und der Bart ist ab... Gruß Rainer
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb: > OPA660 (der einzige Diamond-Transistor, den ich kenne) Heute: OPA615, OPA860, OPA861 Mike schrieb: > Spannung von +-10V NE5517, aber der ist für kleinere Ströme ausgelegt.
Thomas R. schrieb: > feste 10mA-Stromquelle nach -15V und > eine Spanungsgesteuerte 0-20mA Ja, so macht man es. 2 Ströme lassen sich ja ganz einfach addieren. Damit vermeidet man den Ärger mit der Howland-Stromquelle.
Rainer V. schrieb: > Howland-Stromquelle kann ich nicht empfehlen. Sehr schwer beherrschbare > Schaltung. Braucht u.a. selektierte Widerstände und schwingt schneller, > als man schauen kann. Besser eine der tausend Schaltungen > "spannungsgesteuerte Stromquelle" nehmen, Falls du auf die "Spannungsgesteuerte Stromquellen für geerdete Verbraucher" nach Tietze/Schenk abzielst: Den Unterschied zur "Stromquelle nach Howland" macht R3. Die Schaltung nach T/S verlangt gerade mal 2 unterschiedliche Widerstandswerte (mit R2=R3), die man unabhängig voneinander wählen kann. Schneidet man die Werte aus dem Gurt mit 1% Metallschicht, passen diese mit Abweichungen im Sub-Promill-Bereich zusammen, bei gleichem Temperaturgang. R3 erleichtert somit nicht nur die Dimensionierung, sondern auch die praktische Realisierung. Die Dimensionierung nach Howland ist dagegen nicht trivial. Bei dieser sind 4 (i.A. 4 unterschiedliche) Werte notwendig, die fein aufeinander abgestimmt sein müssen. E-96 reicht u.U. nicht, 1% Abweichung kann da schon zu viel sein. Der Knackpunkt bei beiden Stromquellen ist der geforderte Ri. "Unendlich" lässt sich nun mal schlecht darstellen. Geht man an dieses Ziel zu beherzt ran, landet man leicht im Bereich negativer RI's - und dann riecht's gleich nach Oszillator. Doch mal Butter bei die Fische: Ich werde den Teufel tun hier fertige Schaltungen zu posten. Elektronik soll Spaß machen, man sollte dabei seinen Forschergeist ausleben können. Das heißt aber, dass der TO auch ein wenig zu "seiner" Schaltung beitragen muss - und sei es nur, indem er sich in ein Kapitel eines leicht verständlichen Buches einzulesen. BTW, eine noch leichter zu beherrschende Schaltung findet sich auf der Folgeseite des zitierten Buchs ... just my 2 ct PS: Eine "100% abgleichfreie" Schaltungen nach Abb. 12.9. könnte man durch leichte Variation von R2 bzw. R3 ereichen (R2<R3) - zu Lasten des Ri. Aber auch hier soll der TO mal lieber selber rechnen...
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