Einstellbare Konstantstromquelle - Welcher OP Amp?

[Stefan S. (energizer)]

Hallo,

ich brauche um eine andere Schaltung zu testen eine per Poti
einstellbare Konstantstromquelle ca. 0-50 mA. Kann das so klappen?
Welcher OP Amp (am besten im SO-8 Gehäuse) würde da gut passen?

Gruß
Stefan

[H. H. (hhinz)]

Musst du unbedingt High-Side regeln?

Low-Side würde ein LM358 völlig reichen.

[Stefan S. (energizer)]

Ja, muss ich, auf der anderen Seite ist eine Senke gegen GND.

[H. H. (hhinz)]

Dann brauchst du einen R2R-Opamp, ein- und ausgangsseitig.

TS912 wäre so einer, geht aber nur bis 18V.

[Michael B. (laberkopp)]

Stefan S. schrieb:
> Kann das so klappen?

Ja, es fehlt zwar eine zusatzliche Kompensation, aber der 
Bipolartransistor bringt keine zusätzliche Verstärkung,,so lange es eine 
ohmsche Last ist wird es nicht schwingen.

> Welcher OP Amp (am besten im SO-8 Gehäuse

Er muss 24V aushalten und am Eingang und Ausgang bis V+ können.

OPA177F/OPA188 OPA192 OPA196/OPA2196/OPA4196 OPA2156 TLV07

[Jens G. (jensig)]

H. H. schrieb:
> Dann brauchst du einen R2R-Opamp, ein- und ausgangsseitig.

Man könnte Transistor und Spannungsteiler über 3-4 Dioden mit den 24V 
bespeisen, während der IC weiterhin direkt an den 24V hängt, damit der 
Ein- und Ausgang des LM358 nicht mehr so nah an die Rails müssen.

[Jobst M. (jobstens-de)]

H. H. schrieb:
> TS912 wäre so einer, geht aber nur bis 18V.

Könnte man mit einer ZD in der negativen Versorgung aber verwenden.

Mit fällt da gerade der OPA2990 ein. Der kann auch bis 40V.

Gruß
Jobst

[Markus E. (markus_e176)]

Wenn du für alternative Lösungen offen bist:

Der LT3092 könnte das mit nur zwei zusätzlichen Bauteilen (Poti zur 
Stromeinstellung und ein Widerstand), bis 40V und 200mA.

[Hannes (taurus16)]

Also ein 358 von TI kann bei Single Supply auch 24V ab. Wir haben hier 
ja keine neg. Versorgung.

[H. H. (hhinz)]

Hannes schrieb:
> Also ein 358 von TI kann bei Single Supply auch 24V ab. Wir haben
> hier
> ja keine neg. Versorgung.

Aber die Eingangssignale müssen 2V unter der positiven Versorgung 
bleiben.

[Arno R. (arnor)]

Stefan S. schrieb:
> Welcher OP Amp (am besten im SO-8 Gehäuse) würde da gut passen?

Die TL06x, TL07x und TL08x können alle an den Eingängen bis an die 
positive Versorgung betrieben werden und die gibt es auch in SO-8.

Der Kondensator C1 muss mit seinem Fußpunkt an die positive Versorgung 
nicht aber an Masse.

[Lutz K. (lutz_k)]

H. H. schrieb:
> Musst du unbedingt High-Side regeln?
>
> Low-Side würde ein LM358 völlig reichen.

High Side oder Low Side ist völli egal weil man ja auch den 
komplementären Transistor hat.

Ob Rail to Rail notwendig hängt nur davon ab, ob man RV1 und R1 an die 
gleiche Spannung hängen muss wie den OP, wenn nichts dagegen spricht für 
RV1 und R1 20,7V (als bsp) bereitzustellen indem man die 24V mit einer 
3V3 Z Diode etwas reduziert dann braucht man keinen Rail to rail

Das hat nicht mit Low oder High Sie zu zu

Auch interessant, aber evtl. neg Versorgung notwendig
https://www.ti.com/lit/pdf/snoa474
https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/the-howland-current-pump/

[Arno R. (arnor)]

Arno R. schrieb:
> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle an den Eingängen bis an die
> positive Versorgung betrieben werden

Ganz vergessen:
Die Ausgänge gehen aber nicht hoch genug, um den PNP vernünftig zu 
steuern. Man kann eine LED oder Z-Diode zwischen Ausgang und Basis 
schalten oder einfach einen PMOS anstelle des PNP nehmen (so mache ich 
das immer).

[Lutz K. (lutz_k)]

> Auch interessant, aber evtl. neg Versorgung notwendig
> https://www.ti.com/lit/pdf/snoa474
> https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/the-howland-current-pump/


die Howland Current Pump funktioniert in der Simulation bei Verwendung 
eines Rail to Rail auch mit einfacher versorgung, natürlich kann der 
Ausgang nicht bis 24V den Strom treiben, aber 0 .. x geht solange U out 
< V+

dann musst du mal suchen ob du einen Rail to Rail mit 50mA findest

[Michael B. (laberkopp)]

Hannes schrieb:
> Also ein 358 von TI kann bei Single Supply auch 24V ab. Wir haben
> hier ja keine neg. Versorgung.

Bloss funktioniert erbin dieser Beschaltung nicht.

Arno R. schrieb:
> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle an den Eingängen bis an die
> positive Versorgung betrieben werden

Das nutzt aber nichts wenn der Ausgang nicht bis V+ kommt.


Bitte, warum glaubt hier jeder unbedingt antworten zu müssen wenn er 
nicht mal das Problem verstanden hat ?

[Timo S. (kaffeetas)]

Wenn es schnell und relativ ungenau (du nimmst in Deinem Vorschlag auch 
die Versorgungsspannung als Referenz) reicht, dann kannst du auch einen 
LM317 nehmen. Auf 0 mA runter kommt man damit aber nicht.

[Arno R. (arnor)]

Michael B. schrieb:
> Arno R. schrieb:
>> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle an den Eingängen bis an die
>> positive Versorgung betrieben werden
>
> Das nutzt aber nichts wenn der Ausgang nicht bis V+ kommt.

Das habe ich schon eine Stunde vor deinem Post selbst in Ordnung 
gebracht:
Beitrag "Re: Einstellbare Konstantstromquelle - Welcher OP Amp?"

Michael B. schrieb:
> Bitte, warum glaubt hier jeder unbedingt antworten zu müssen wenn er
> nicht mal das Problem verstanden hat ?

Warum glaubst du dich immer so aufblasen zu müssen, wenn du die Posts 
nicht gelesen oder ignoriert hast?

[Michael B. (laberkopp)]

Arno R. schrieb:
> Das habe ich schon eine Stunde vor deinem Post selbst in Ordnung
> gebracht:

NACH deinem eigenen Post den du erst msl vom Stapel gelassen hast ohne 
das Problem zu verstehen.

Arno R. schrieb:
> Warum glaubst du

Warum glaubst du die Fragenden im Forum mit deinen erst mal falschen 
Antworten verwirren zu müssen ?

[Arno R. (arnor)]

Michael B. schrieb:
> NACH deinem eigenen Post den du erst msl vom Stapel gelassen hast ohne
> das Problem zu verstehen.

Meine eigene Antwort zeigt doch, daß ich das Problem genau verstanden 
habe.

Michael B. schrieb:
> Warum glaubst du die Fragenden im Forum mit deinen erst mal falschen
> Antworten verwirren zu müssen ?

Meine Antwort war ja nicht falsch, nur unvollständig, und das habe ich 
dann ergänzt. Die TL0xx habe ich erwähnt, weil die ja praktisch bei 
Jedem rumliegen und man deswegen keine speziellen OPVs kaufen müsste.

Im Übrigen übersiehst du auch gelegentlich Dinge oder gibst falsche 
Antworten, aber da spielt sich keiner so auf wie du.

[Lutz K. (lutz_k)]

Arno R. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Arno R. schrieb:
>>> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle an den Eingängen bis an die
>>> positive Versorgung betrieben werden
>>
>> Das nutzt aber nichts wenn der Ausgang nicht bis V+ kommt.
>
> Das habe ich schon eine Stunde vor deinem Post selbst in Ordnung
> gebracht:
> Beitrag "Re: Einstellbare Konstantstromquelle - Welcher OP Amp?"
>
> Michael B. schrieb:
>> Bitte, warum glaubt hier jeder unbedingt antworten zu müssen wenn er
>> nicht mal das Problem verstanden hat ?
>
> Warum glaubst du dich immer so aufblasen zu müssen, wenn du die Posts
> nicht gelesen oder ignoriert hast?

wer sagt denn das der Ausgang V+ erreichen muss, die Bedingung ist 50mA 
nicht 50mA an 480 Ohm

Die andere Seite 0mA ist mit Rail to Rail zu erreichen, 0mA bei 0V, 
solange keine negativen Ströme verlangt werden, was nicht der Fall ist

Konzentriert euch mal auf die Aufgabe statt euch immer gegenseitig so 
anzugehen, ein etwas freundlicherer Umgangston täte dem Forum hier ganz 
gut

[Andreas S. (igel1)]

Lutz K. schrieb:
>> Auch interessant, aber evtl. neg Versorgung notwendig
>> https://www.ti.com/lit/pdf/snoa474
>> https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/the-howland-current-pump/
>
>
> die Howland Current Pump funktioniert in der Simulation bei Verwendung
> eines Rail to Rail auch mit einfacher versorgung, natürlich kann der
> Ausgang nicht bis 24V den Strom treiben, aber 0 .. x geht solange U out
> < V+
>
> dann musst du mal suchen ob du einen Rail to Rail mit 50mA findest

Spannendes Teil, diese Howland Current Pump - habe sogar eine Simulation 
samt einfacher Berechnung dazu gefunden:

http://www.falstad.com/circuit/e-howland.html

... wenngleich mir die Phantasie/das Wissen fehlt, um diese Pumpe so 
umzubauen, dass sie auch ohne negative Versorgung und für etwas größere 
Ströme funktionieren würde. Wäre trotzdem spannend.

VG

Igel1

[Michael B. (laberkopp)]

Lutz K. schrieb:
> wer sagt denn das der Ausgang V+ erreichen muss

Wenn du die Schaltung verstehen würdest, wüsstest du, dass der OpAmp, um 
den nachgeschalteten PNP auszuschalten, eine Spannung von 23.5V liefern 
können muss, also fast 24V.
Das kann weder der LM358 noch der TL07x.

Die Ausgangsspannung bei vollen 50mA kann wegen der 33 Ohm kaum über 22V 
gehen, das reicht dem TO wohl auch.

Fachliches Verständnis wäre gut wenn du dich irgendwo einmischt, sonst 
kommt nur so ein Müll bei raus.

[Udo K. (udok)]

Michael B. schrieb:
> Das kann weder der LM358 noch der TL07x.

Der TL072H kann das.  Der hat auch keinen Sprung in der Offsetspannung 
bei 20-23 Volt am Eingang wie die von dir genannten R2R Typen.  Oder 
besser einen Darlington PNP verwenden, damit ist die Schaltung deutlich 
genauer und die OPV Auswahl entspannter.

[Stefan S. (energizer)]

Vielen Dank für die vielen Beiträge erstmal!

>Bipolartransistor bringt keine zusätzliche Verstärkung,,so lange es eine
ohmsche Last ist wird es nicht schwingen.

Sollte der nicht den Strom verstärken? Ist es besser gegen einen NPN 
Transistor zu tauschen mit Emitter nach unten? Am Ausgang wird eine rein 
ohmsche Last hängen.

>einfach einen PMOS anstelle des PNP nehmen (so mache ich
das immer).

Hm, wenn ich z. B. einen ollen BSS84 nehme tut sich da ja erst so ab Vgs 
-2 V was, d. h. der OP Amp muss höchstens auf 24 V - Vgs kommen. 
Abgesehen davon dass Ptot nicht reichen wird: Wenn ich den Ausgang 
kurzschließe muss der FET bei 50mA über 1 W aushalten.

>Der Kondensator C1 muss mit seinem Fußpunkt an die positive Versorgung
nicht aber an Masse.

Welchen Unterschied macht das?

[Udo K. (udok)]

Stefan S. schrieb:
> Vielen Dank für die vielen Beiträge erstmal!
>
>>Bipolartransistor bringt keine zusätzliche Verstärkung,,so lange es eine
> ohmsche Last ist wird es nicht schwingen.

Doch, wenn der OPV schnell ist, dann kann das schwingen.  Ein 47pF vom 
"-" Eingang zum OPV Ausgang und ein 2k Widerstand zwischen Emitter und 
"-" Eingang hilft da.

> Sollte der nicht den Strom verstärken? Ist es besser gegen einen NPN
> Transistor zu tauschen mit Emitter nach unten? Am Ausgang wird eine rein
> ohmsche Last hängen.

Ein NPN macht dir eine Spannungsquelle. Der PNP macht dir eine 
Stromquelle. Du willst doch eine Stromquelle?

>>einfach einen PMOS anstelle des PNP nehmen (so mache ich
> das immer).
Kannst du machen, aber hat auch Nachteile wie viel Kapazität und kaum 
Typen, die für linearen Betrieb spezifiziert sind.  Nimm einen PNP, wenn 
es genau sein soll einen Darlington.

>>Der Kondensator C1 muss mit seinem Fußpunkt an die positive Versorgung
> nicht aber an Masse.
> Welchen Unterschied macht das?

Der C1 filtert HF Müll weg, die Einstellspannung liegt zwischen 24V und 
"+", daher soll C1 auch zwischen C1 und "+" liegen.  Die jetzige 
Position ist falsch.  Wahrscheinlich kannst du C1 aber einfach 
weglassen.

[Michael B. (laberkopp)]

Udo K. schrieb:
> Der TL072H kann das

Ja, sehr exotisch, war mit

Arno R. schrieb:
> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle

sicher nicht gemeint.

Skurril, welche Typennummern für moderne R2R-Ausgang OpAmp von manchen 
Firmen vergeben werden.

[Arno R. (arnor)]

Stefan S. schrieb:
> Hm, wenn ich z. B. einen ollen BSS84 nehme tut sich da ja erst so ab Vgs
> -2 V was, d. h. der OP Amp muss höchstens auf 24 V - Vgs kommen.
> Abgesehen davon dass Ptot nicht reichen wird: Wenn ich den Ausgang
> kurzschließe muss der FET bei 50mA über 1 W aushalten.

Man muss ja nicht ausgerechnet den ungeeignesten Typ nehmen. Ein BSP170P 
wäre z.B. ein passender PMOS. Der hat das gleiche Gehäuse wie der BCP51, 
verträgt die anfallende Verlustleistung, darf vollständig DC-Last, 
kostet bei Reichelt nur 0,69€, macht keinen Stromfehler wie die Bipos 
und läuft mit den von mir oben genannten TL06x usw..

[Lutz K. (lutz_k)]

Michael B. schrieb:
> Lutz K. schrieb:
>> wer sagt denn das der Ausgang V+ erreichen muss
>
> Wenn du die Schaltung verstehen würdest, wüsstest du, dass der OpAmp, um
> den nachgeschalteten PNP auszuschalten, eine Spannung von 23.5V liefern
> können muss, also fast 24V.
> Das kann weder der LM358 noch der TL07x.

Da ist deine Defizit im Verständnis elektronischer Schaltungen, da der 
Strom im PNP nach GND fließen muss um ihn aufzusteuern braucht man keine 
24V am OP Ausgang die Strom "liefert" nach GND, sondern die Schaltung 
muss es zulassen das kein Strom fließt. Da kann man einen Standard OP 
nehmen und zwei Dioden oder eine Z-Diode.

> Die Ausgangsspannung bei vollen 50mA kann wegen der 33 Ohm kaum über 22V
> gehen, das reicht dem TO wohl auch.
>
> Fachliches Verständnis wäre gut wenn du dich irgendwo einmischt, sonst
> kommt nur so ein Müll bei raus.

Ja, fachliches Verständnis stände dir in der Tat gut wenn du gegen 
andere so unqualifizierte Kommentare los lässt. Wenn man keine Ahnung 
hat dann sollte man leisere Töne anschlagen!

[Michael B. (laberkopp)]

Lutz K. schrieb:
> Da kann man einen Standard OP nehmen und zwei Dioden oder eine Z-Diode.

Natürlich kann man eine Schaltung umbauen um mit anderen Bauteilen 
trotzdem eine Funktion zu bekommen.

Hier geht es aber um DIESE 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/658214/Iconst.png Schaltung.

Und sie funktioniert mit einem LM358 oder TL071 (ohne H) eben NICHT.

[Lutz K. (lutz_k)]

Michael B. schrieb:
> Lutz K. schrieb:
>> Da kann man einen Standard OP nehmen und zwei Dioden oder eine Z-Diode.
>
> Natürlich kann man eine Schaltung umbauen um mit anderen Bauteilen
> trotzdem eine Funktion zu bekommen.
>
> Hier geht es aber um DIESE
> https://www.mikrocontroller.net/attachment/658214/Iconst.png Schaltung.
>
> Und sie funktioniert mit einem LM358 oder TL071 (ohne H) eben NICHT.

und diese Frage
"ich brauche um eine andere Schaltung zu testen eine per Poti
einstellbare Konstantstromquelle ca. 0-50 mA. Kann das so klappen?
Welcher OP Amp (am besten im SO-8 Gehäuse) würde da gut passen?"

und zwei Dioden bzw. eine Z-Diode zusätzlich ist jetzt nicht umbauen mit 
anderen Bauteilen, das ist ein zusätzliches Bauteil wenn man eine 
Z-Diode nimmt, sonst nix.
Wahrscheinlich ist es aber dem ein oder anderen nicht ganz klar wo die 
Dioden hin sollen, wieso sollte man sonst von einem Umbau der Schaltung 
sprechen.

Wenn andere Schaltungen die angefragt werden, die "fehlerhaft" sind 
sucht man ja auch nicht nach einem OP der damit die gewünschte Funktion 
trotzdem hin bekommt.

[Clemens L. (c_l)]

Michael B. schrieb:
> Udo K. schrieb:
>> Der TL072H kann das
>
> Ja, sehr exotisch, war mit
>
> Arno R. schrieb:
>> Die TL06x, TL07x und TL08x können alle
>
> sicher nicht gemeint.
>
> Skurril, welche Typennummern für moderne R2R-Ausgang OpAmp von manchen
> Firmen vergeben werden.

Bei der Umstellung auf 300mm-Wafer hat TI bei den TL0xx die 
JFET-Eingänge und die BJT-Innereien durch CMOS ersetzt. Die neuen Chips 
wurden zum Testen erst als "TL0xxH" eingeführt, aber inzwischen werden 
sie auch als "TL0xx" verkauft. (Was man zuhause noch rumliegen hat, ist 
aber wahrscheinlich älter.)

PCN 20220615003.1 und 20230627002.1 sagen "Anticipated impact on Form, 
Fit, Function, Quality or Reliability: None"; die in 
https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1453480/tl072-tl072cdr/5574905#5574905 
aufgelisteten Änderungen haben also keine Auswirkungen:
> 1. VOL, VOH improved (rail to rail output) at open load and most other
>    loads (less than 10mA).
> 2. Output current limit is active instead of passive. Output drops
>    suddenly during current limit. Previous was smooth voltage dropping
>    verses all current loads, high output resistance.
> 3. Phase reversal was removed for IN+ voltage near V-. Input common
>    mode range increased. Output is correct phase when at least one
>    input in the valid common mode range.
> 4. Input to V+ diodes added. Input current flows for IN > V+.
> 5. Typical voltage noise increased 37nV/rtHz versus 18nV/rtHz. Less
>    variance in 1/f noise.
> 6. Gain band width product increased 5.25MHz versus 3MHz

[H. H. (hhinz)]

Clemens L. schrieb:
> Bei der Umstellung auf 300mm-Wafer hat TI bei den TL0xx die
> JFET-Eingänge und die BJT-Innereien durch CMOS ersetzt. Die neuen Chips
> wurden zum Testen erst als "TL0xxH" eingeführt, aber inzwischen werden
> sie auch als "TL0xx" verkauft.

Aber noch immer steht da JFET-input op amp.

https://www.ti.com/product/TL072

[Jobst M. (jobstens-de)]

Michael B. schrieb:
> Skurril, welche Typennummern für moderne R2R-Ausgang OpAmp von manchen
> Firmen vergeben werden.

Den Vogel hat in meinen Augen aber AD mit dem AD8051 abgeschossen.
Gibt es auch als Dual-Variante: AD8052 ;-)


Da kommt mir noch der LT6015 in den Kopf.
Der ist unkaputtbar. Also, in weiten Bereichen mishandelbar:
- Verpolung der Versorgung
- Eingänge weit außerhalb der Versorgung
- Spannung in den Ausgang bei fehlender Versorgung.

Der könnte für den TO auch passen.

Gruß
Jobst

[Michael B. (laberkopp)]

Clemens L. schrieb:
>> 4. Input to V+ diodes added.

Krass.

Damit taugen die TL07x nicht mehr in Schaltungsteilen deren 
Versorgungsspannung abgeschaltet ist obwohl an den Eingängen Spannung 
aus einer anderen Quelle anliegt, sondern es fliesst nun Strom vom 
Eingang zu V+.

Dieses 'Feature' des TL07x haben viele Schaltungen bisher (teils 
unbewusst) genutzt.

[Stefan S. (energizer)]

Ich habe mal einiges von hier einfließen lassen. Durch D1 und den 
Darlingtontransistor sollte der OP mit seinem Ausgang nicht mehr so weit 
an die +24 V müssen.

[Jens G. (jensig)]

Stefan S. schrieb:
> Ich habe mal einiges von hier einfließen lassen. Durch D1 und den
> Darlingtontransistor sollte der OP mit seinem Ausgang nicht mehr so weit
> an die +24 V müssen.

Aber die Eingänge könnten noch zu nah an die +24V rankommen. DB sagt, 
mindestens 1,5V Abstand halten, deswegen schrieb ich ja mal was von 3-4 
Dioden, und nicht nur eine ...

[Stefan S. (energizer)]

Achja die Eingänge waren ja noch. Sollte aber mit einem TL072 gehen, der 
darf an den Eingängen recht nah an Vcc ran.

[Udo K. (udok)]

Nimm den TL072H, der hat Rail-To-Rail Ausgänge und kein Phase-Reversal 
Problem, und die Offsetwerte sind in der Praxis deutlich besser. Damit 
brauchst du die Diode D1 nicht.
Wenn du bis 0 mA runter musst, dann brauchst du noch einen künstlichen 
Offset am "-" Eingang (10 MOhm gegen GND).

[Andreas S. (igel1)]

Udo K. schrieb:
> Wenn du bis 0 mA runter musst, dann brauchst du noch einen künstlichen
> Offset am "-" Eingang (10 MOhm gegen GND).

Interessanter Hinweis.

Ich muss gestehen, dass ich nicht ganz verstehe, warum man diesen 
künstlichen Offset einbauen soll (oder gar muss?).
Könntest Du da evtl. ein paar erklärende Worte spendieren?

Und ist der künstliche Offset auch bei der Version mit Diode notwendig 
oder nur bei der von Dir vorgeschlagenen Dioden-losen Version mit dem 
TL072H?

Viele Grüße

Igel1

[Udo K. (udok)]

Wenn der OPV einen Offset von 2.2 mV hat, dann fliesst ein Strom von 2.2 
mV / 22 Ohm = 0.1 mA durch deine Stromquelle, obwohl dein Poti auf 0 
(=24V) steht.

[Andreas S. (igel1)]

Udo K. schrieb:
> Wenn der OPV einen Offset von 2.2 mV hat, dann fliesst ein Strom von 2.2
> mV / 22 Ohm = 0.1 mA durch deine Stromquelle, obwohl dein Poti auf 0
> (=24V) steht.

Ah - jetzt hat's klick gemacht!  Danke für diese einfache & 
verständliche Erklärung!

VG
Igel1