Hallo,
noch eine Anfängerfrage zum Integrierer.
Ausgehend vom invertierenden Verstärker will ich nun im
Rückkopplungszweig den Widerstand gegen einen Kondensator austauschen,
um einen Integrierer zu erhalten.
Angenommen, ich gebe eine positive Eingangsspannung an den inv.
Integrierer, dann hab ich am Ausgang ein negatives Potential. Am Eingang
ist die virtuelle Masse, also 0V
Für diesen Fall ist klar, wie herum ich den Kondensator anschließen
muss.
Wenn aber ein negatives Signal reinkommt, wird es ja ins Positive
invertiert. Dann passt die Richtung des Kondensators nicht mehr.
D.h., ich dürfte gar keinen Elektrolyt-Kondensator nehmen oder?
OP-Newbie schrieb:> ich dürfte gar keinen Elektrolyt-Kondensator nehmen
Richtig.
> oder?
Es gibt unterschiedliche Schaltungen z.B. single supply zur
Lichtmengenmessung die den Kondensator nur in 1 Polarität aufladen, da
geht es.
Man kann auch bipolare Elkos oder 2 gepolte Elkos umgekehrt in Reihe
verwenden.
Aber wie Hinz schreibt: Elkos sind auf Grund hoher Leckströme und
dielektrischer Absorption sowieso eher ungeeignet in der Anwendung. Es
gibt jedoch als geeignet beworbene, Tantalelkos oder Zeitgeberelkos,
wenn einem deren Daten ausreichen.
Meist kannst du mit den heutigen OpAmps und ihren super-hochohmigen
Eingängen auch Integrierer dimensionieren, die mit handlichen ungepolten
C auskommen.
Matthias S. schrieb:> Meist kannst du mit den heutigen OpAmps und ihren super-hochohmigen> Eingängen auch Integrierer dimensionieren, die mit handlichen ungepolten> C auskommen.
Ja, aber die Schaltungen werden dann auch immer störempfindlicher
(Störfelder, Restströme der real aufgebauten Schaltung, ...).
Jens G. schrieb:> Ja, aber die Schaltungen werden dann auch immer störempfindlicher> (Störfelder, Restströme der real aufgebauten Schaltung, ...).
Integratoren sind gegen Störfelder relativ unempfindlich, und ausserdem
kann man diese ja abschirmen.
Rest- und Kriechströme verdienen natürlich Beachtung.
Leider hat der TE nicht mitgeteilt um welche Signale und Zeiten es geht.
Für sehr lange Integrationszeiten ist man evtl. mit einem digitalen
Integrator nach AD-Wandlung besser beraten.
Bei Elektrolytkondensatoren wird die Isolationsschicht zerstört, wenn
eine Spannung von etwa 1V oder größer mit falscher Polarität am Elko
anliegt. Der einfachste Schutz ist, eine Schottkydiode parallel so zum
Elko legen, dass diese die verpolte Spannung begrenzt. Schaltet man zwei
so präparierte Elkos so in Reihe, dass die gleichen Polaritäten
miteinander verbunden sind, erhält man einen bipolaren Elko.
Günni schrieb:> Bei Elektrolytkondensatoren wird die Isolationsschicht zerstört,> wenn> eine Spannung von etwa 1V oder größer mit falscher Polarität am Elko> anliegt. Der einfachste Schutz ist, eine Schottkydiode parallel so zum> Elko legen, dass diese die verpolte Spannung begrenzt. Schaltet man zwei> so präparierte Elkos so in Reihe, dass die gleichen Polaritäten> miteinander verbunden sind, erhält man einen bipolaren Elko.
Aber einen mit noch größeren Leckstrom. Deshalb besser keine
Schottkydioden, sondern normale.
Günni schrieb:> Der einfachste Schutz ist, eine Schottkydiode parallel so zum> Elko legen, dass diese die verpolte Spannung begrenzt.
Schottkydioden haben leider recht hohe Sperrströme, die auch noch stark
temperaturabhängig sind.
Ausserdem bekommt man bei der Beschaltung von antiseriellen Elkos mit
Dioden eine starke Nichtlinearität und Hysterese, weil die Kapazität nur
C/2 beträgt, solange keine Diode leitet, und 1C wenn eine Diode leitet.
Nicht genau das, was man für eine Messung haben möchte.
Man könnte natürlich auch schaltungstechnisch dafür sorgen, dass der
Elko stets mit der richtigen Polarität betrieben wird, und diesen Offset
später subtrahieren ;-)
Hallo Mark,
Mark S. schrieb:> kleine Folienkondensatoren bis mindestens 4,7uF gibt es bei Wima.
Verwechselt Du da nicht etwas? Das gibt es nämlich nicht, es sei der
Folienkondensator ist schon recht gross bei dieser Kapazität.
Keramik-Kondensatoren (Abk. Kerko) sind bei diese Kapazität schon sehr
klein.
Gruss
Thomas
Thomas S. schrieb:> Hallo Mark,>> Mark S. schrieb:>> kleine Folienkondensatoren bis mindestens 4,7uF gibt es bei Wima.>> Verwechselt Du da nicht etwas? Das gibt es nämlich nicht, es sei der> Folienkondensator ist schon recht gross bei dieser Kapazität.
Wima hat noch weit größere, mindestens bis 680µF.
> Keramik-Kondensatoren (Abk. Kerko) sind bei diese Kapazität schon sehr> klein.
Und ziemlich nichtlinear.
Integrierer mit Elektrolyt-Kondensator
geht.
Mark S. schrieb:> gibt es bei Wima.
Ist ein Hersteller, befrag ihn zur Bemusterung wenn Du nur einen
brauchst, einige machens gern, fragen kost nix!
Hp M. schrieb:> Für sehr lange Integrationszeiten
Wie das Alter des Universums?
Günni schrieb:> Bei Elektrolytkondensatoren wird die Isolationsschicht zerstört, wenn> eine Spannung von etwa 1V oder größer mit falscher Polarität am Elko> anliegt.
Nöpp. Ein Volt zerstört falsch angelegt am Elko gar nichts. Beweise?
Hp M. schrieb:> Jens G. schrieb:>> Ja, aber die Schaltungen werden dann auch immer störempfindlicher>> (Störfelder, Restströme der real aufgebauten Schaltung, ...).>> Integratoren sind gegen Störfelder relativ unempfindlich, und ausserdem> kann man diese ja abschirmen.
Solange der C noch einigermaßen groß ist - ja. Aber wenn wir für
schnellere Integratoren dann langsam tief unten im nF oder gar
pF-Bereich sind, und der R Richtung MOhm, dann sollte man schon ein
wenig auf die Noten schauen, um nicht irgendwelchen Brumm rein zu
bekommen.
Jens G. schrieb:> Aber wenn wir für> schnellere Integratoren dann langsam tief unten im nF oder gar> pF-Bereich sind, und der R Richtung MOhm
Jetzt fängst du an, nach Ausreden zu suchen. Es ist doch klar, das man
dann vernünftige R/C Werte wählt. Hier geht es aber um lange
Integrationszeiten, sonst hätte der TE nicht nach Elkos gefragt.
Kein Mensch wird R/C von z.B. 1Mohm/10pF wählen.
Hp M. schrieb:> Man könnte natürlich auch schaltungstechnisch dafür sorgen, dass der> Elko stets mit der richtigen Polarität betrieben wird, und diesen Offset> später subtrahieren ;-)
Bei einem Integrator ist das besonders spannend, da auch der Offset mit
aufintegriert wird.
Wolfgang schrieb:> Bei einem Integrator ist das besonders spannend, da auch der Offset mit> aufintegriert wird.
Eine Vorladung des Kondensators entspricht der Integrationskonstante,
die ja gerne unter den Teppich gefegt wird, aber nicht zwangsläufig Null
sein muss. So what.
Im Übrigen lässt sich das recht einfach realisieren, indem man beide
antiseriell geschalteten Elkos vor Beginn der Integration voll auflädt.
Entweder mit Schaltern z.B. MOSFETs, oder indem man den Integrator mit
den parallel zu den Elkos liegendenden Dioden in beiden Richtungen
einmal kurz und kräftig übersteuert.
H. H. schrieb:>> Keramik-Kondensatoren (Abk. Kerko) sind bei diese Kapazität schon sehr>> klein.>> Und ziemlich nichtlinear.
Es gibt seit einiger Zeit keramische SMD-Kondensatoren mit zumindest auf
dem Papier nahezu idealen Eigenschaften wie bei Folienkondensatoren:
Hohe Kapazität (etliche µF), geringe Verluste, wenig frequenzabhängig,
geringer Tk und kaum Spannungsabhängigkeit. Ich habe sie leider noch
nicht in der Hand gehabt, aber wenn ich mich nicht täusche, sind sie von
Kyocera.
Osi schrieb:> Hp M. schrieb:>> Für sehr lange Integrationszeiten>> Wie das Alter des Universums?
Zum Beispiel.
Ist im Prinzip ganz einfach: Der Mond hat gegenüber der Erde eine
Kapazität von ein paar hundert µF und ist durch das Vakuum des Weltraums
hervorragend isoliert.
Das Problem ist der Anschlußdraht...
Hp M. schrieb:> Es gibt seit einiger Zeit keramische SMD-Kondensatoren mit zumindest auf> dem Papier nahezu idealen Eigenschaften wie bei Folienkondensatoren:> Hohe Kapazität (etliche µF), geringe Verluste, wenig frequenzabhängig,> geringer Tk und kaum Spannungsabhängigkeit. Ich habe sie leider noch> nicht in der Hand gehabt, aber wenn ich mich nicht täusche, sind sie von> Kyocera.
Halte ich für ein Gerücht.
Der Poster sollte etwas zu den Anforderungen husten. Welche
Integrationszeiten, welche Stroeme. Nur schon ein Gespann von uA und
10uF ist schon vom Verstaerker her aufwendig.
Natuerlich nur mit Folienkondenser, denn Elkos haben Leckstroeme im uA
Bereich. Dann moechte man einen Verstaerker, welcher uV Offset, bei pA
Bias Stroemen hat.
Dann sollte man sich Sorgen ueber den Ein- und Ausschaltmoment bei
geladenem Cap machen. Allenfalls einen Reedschalten vorsehen.
Einen 555 mit 0.1Hz laufen zu lassen ist natuerlich eine andere Sache
Matthias S. schrieb:> Jens G. schrieb:>> Aber wenn wir für>> schnellere Integratoren dann langsam tief unten im nF oder gar>> pF-Bereich sind, und der R Richtung MOhm>> Jetzt fängst du an, nach Ausreden zu suchen. Es ist doch klar, das man> dann vernünftige R/C Werte wählt. Hier geht es aber um lange> Integrationszeiten, sonst hätte der TE nicht nach Elkos gefragt.> Kein Mensch wird R/C von z.B. 1Mohm/10pF wählen.
Ich habe Deinen ursprünglichen Hinweis nur etwas weiterinterpoliert, und
darauf hingewiesen, daß die Sache dann irgendwann beginnt,
störempfindlicher zu werden. War halt nur ein allgemeiner Hinweise,
darauf ein Auge zu haben.
Zumal der TO bisher bis auf den Wink mit dem Elko keine wirkliche Info
gegeben hat, um welche Zeiten es überhaupt geht.
