Hallo, wir wollen in der Uni ein STM (Scanning Tunnel Microscope) nachbauen. Dazu wollen wir uns auf die Vorgaben der Uni-Muenster stützen. Link zur Anleitung/zum Projekt: http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/ Nun ist in der Schaltung zur Tunnelstromverstärkung (liegt typischerweise im pA- bis nA-Bereich) ein OPA 128 KM eingesetzt. Link zu den Schaltplänen: http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/Plan1.gif http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/Plan2.gif http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/Plan3.gif http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/Plan4.gif Der betreffende Operationsverstärker ist in Plan4 zu finden. Nun habe ich mich daran gemacht eine Bestellliste zusammenzustellen, bzw Quellen für die Teile zu suchen. Ist eigentlich alles kein Problem, bis auf den OPA 128 KM. Bin bisher überhaupt nur bei Segor (www.segor.de) fündig geworden. Dort steht nun aber auch "Bestelltyp, nicht ab Lager lieferbar". Muss ja nicht heißen, dass es den nicht mehr gibt, aber da die ich insgesamt leider nur wenig Infos dazu finden kann, frage ich mich nun doch ob der inzwischen vielleicht veraltet ist, ob da evt gleichwertige/bessere Alternativen gibt, oder ob der einfach nur so selten eingesetzt wird? Wenn ja, warum? Bin für jede Info dazu dankbar... :)
hallo, digikey hat die dinger lagernd: http://catalog.digikey.com/scripts/partsearch.dll?Detail?name=OPA128KM-ND gruss gerhard
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa128.html scheint noch nicht völlig abgekündigt, aber: Product is Not Recommended for New Design (NRND) Replaced By: OPA129 The device has SIMILAR FUNCTIONALITY but is not functionally equivalent to the compared device.
@gerhard: Danke für den Link, werde da mal schauen @Christoph: Ich denk, den mit dem OPA 129 zu ersetzen würde wohl bedeuten, die Schaltung anzupassen, und da würden wir nach Möglichkeit gerne drauf verzichten. (Die UniMuenster hat da schon sher umfangreiche und gute Vorarbeit geleistet. Inkl Eagle-Platinen-Layout, das würden wir natürlich gerne SO verwenden.) Danke euch jedenfalls erstmal für die Antworten.
Der OPA128 wird als Strom-Spannungswandler betrieben. Landungsempfindliche Verstaerker (eine Abart des UI Wandlers) ist eine meiner Hauptbeschaeftigungen. Fuer die Empfindlichkeit gilt: ein hochohmiger Widerstand im Rueckkopplungspfad ist nur durch einen noch hochohmigeren Widerstand zu ersetzten. Die Muensteraner hatten keine richtig hochohmigen Widerstande und muessen daher mit dem Spannungsteiler R20/R16 und der Widerstandskette arbeiten. Durch den Spannungsteiler wird das Rauschen und der Offset/Offsetdrift verstaerkt. Hier in den Schubladen gibt es eine Auswahl hochohmiger Widerstaende, 1/10/50 GOhm. Habt Ihr schon die Platine in Auftrag gegeben? Wenn nicht, wende Dich mal an mich.
jaja DIL8 in TO99 geht ebend nur wenn man bim TO99 die Pins nicht im Kreis lässt, sondern so biegt, dass sie wie beim DIL8 zu liegen kommen... aber wenn die elektrischen Eigenschaften des Originals entscheiden sind, dann kostet ebend die Beschaffung (Orginal) oder die Verwendung (neues Layout)...
Uwe Bonnes wrote: > Der OPA128 wird als Strom-Spannungswandler betrieben. > Landungsempfindliche Verstaerker (eine Abart des UI Wandlers) ist eine > meiner Hauptbeschaeftigungen. Fuer die Empfindlichkeit gilt: ein > hochohmiger Widerstand im Rueckkopplungspfad ist nur durch einen noch > hochohmigeren Widerstand zu ersetzten. Die Muensteraner hatten keine > richtig hochohmigen Widerstande und muessen daher mit dem > Spannungsteiler R20/R16 und der Widerstandskette arbeiten. Durch den > Spannungsteiler wird das Rauschen und der Offset/Offsetdrift verstaerkt. > Hier in den Schubladen gibt es eine Auswahl hochohmiger Widerstaende, > 1/10/50 GOhm. > > Habt Ihr schon die Platine in Auftrag gegeben? Wenn nicht, wende Dich > mal an mich. Hallo, Danke für die ausführlichen Beschreibungen... (auch wenn ich mit meinen zZt noch recht begrenzten Kenntnissen nicht wirklich alles voll verstanden habe.) Bisher haben wir die Platine noch nicht in Auftrag gegeben, derzeit ist alles grade in der Planungs/Bewilligungsphase.... Es klingt als würde die Platine von den Muesteranern noch Verbesserungpotential haben, insbesondere das Wort "Rauschen" lässt mich aufhorchen. Wollen wir doch damit den Tunnelstrom im pA bzw nA Bereich derart verstärken, dass wir ein brauchbaren (sprich möglichst genaues) Messergebnis bekommen. Denn, je weniger Rauschen, desto exakter die Messwerte, desto besser im Nachhinein unsere "Bilder" des Tunnelmikroskops... Richtig oder richtig??? :) Des Weiteren steht auf der Projektseite auch , dass in der Schaltung des "Tunnelverstärkers, der Baustein "TL081" NICHT eingesetzt werden soll, da sonst die Polung des Messwertes falsch herum wäre. Statt dessen soll man einfach die für TL081 vorgesehenen Pins 2 und 6 direkt brücken. Das könnte man bei einer Änderung, darauf wolltest Du doch hinaus, dann ja direkt mit einfließen lassen.... Wir sind natürlich für jeden Rat, und für praktische Hilfe/Unterstützung natürlich erst recht, sehr dankbar... :) Willst Du damit sagen, dass wir die Schaltung/Platine abändern sollten??? Wie im Detail genau? Ich kann Dir ja mal das Boardlayout schicken, bzw, einfacher ist, Du schaust einfach mal auf der Projektseite. Unter http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/SCHUL-STM8.sch liegen die Schaltungen und unter http://sxm4.uni-muenster.de/stm-de/SCHUL-STM8.brd das Board layout. Beides Eaglefiles. Danke schon mal im Vorraus.
So, ich hab mich jetzt noch mal eingehender mit den Plänen befasst, und offenbar wurden zwischen sind verschiedene Versionen der Schaltpläne auf der Webseite publiziert. Im Anhang habe ich mal die aktuellsten Version von Plan 1-4 angehängt die auch mit dem Boardlayout übereinstimmen. Denn offenbar wurde dort zB der IC4 (TL081) schon entfernt. (Da gabs ja einen Hinweis auf der Seite, dass dieser nicht verwendet werden solle.)
Die Eagle Schaltplaene/Layouts sind besser zu bearbeiten. Leider sind einige Bausteine nicht mit Werten versehen (Rueckkoppelwiderstaende R21, R23, ...). Ebenso C24, der ab 100 pF sehr leicht die Schaltung instabil macht. OP Ausgaenge reagieren i.d.R. allergisch auf kapazitive Belastung. Aber trotzdem kann die bisherige Schaltung schon "gut genug" sein. Der OPA128 im TO Gehaeuse ist m.e.a. leicht gegen den OPA129 im DIL oder SO Gehaeuse auszuwechseln. Nur die Ofsetspannung/Drift ist etwas hoeher, wenn man mit einen Rueckkoppelwiderstand ohne Spannungsteiler arbeitet, wird das mehr als kompensiert und auch noch das Rauschen verringern. Dir groesste Aufwerksamkeit wird man sowieso auf die Schirmung der ganzen Aperatur richten muessen.
Uwe Bonnes wrote: > Die Eagle Schaltplaene/Layouts sind besser zu bearbeiten. Leider sind > einige Bausteine nicht mit Werten versehen (Rueckkoppelwiderstaende R21, > R23, ...). Ebenso C24, der ab 100 pF sehr leicht die Schaltung instabil > macht. OP Ausgaenge reagieren i.d.R. allergisch auf kapazitive > Belastung. > > Aber trotzdem kann die bisherige Schaltung schon "gut genug" sein. Der > OPA128 im TO Gehaeuse ist m.e.a. leicht gegen den OPA129 im DIL oder SO > Gehaeuse auszuwechseln. Nur die Ofsetspannung/Drift ist etwas hoeher, > wenn man mit einen Rueckkoppelwiderstand ohne Spannungsteiler arbeitet, > wird das mehr als kompensiert und auch noch das Rauschen verringern. > > Dir groesste Aufwerksamkeit wird man sowieso auf die Schirmung der > ganzen Aperatur richten muessen. Die Werte stehen leider teilweise nur in der Partslist... R21 und R23 sind 15M Widerstände, und C24 ist mit 100n aufgelistet. Hieße das, dass man einfach den OPA128 gegen den OPA129 austauschen könnte (pinkompatibel) nur die Positionen der Pins müssen von rund -> rechteckig (für DIL) verschoben werden...? Für die Schirmung kommt die gesamte Apparatur in ein Plexiglasgehäuse das mit einem Faraday'schen-Käfig aus Kaninchendraht (1-2cm Maschen) ausgekleidet ist. Das sollte eigentlich genügen... Zudem kommt der Tunnelstromverstärker (-> OPA) ja ohnehin möglichst in die Nähe der Spitze/Probe und wird auch in einem Metallgehäuse verbaut.
Ja, der Tausch OPA128 gegen OPA129 sollte so gehen. Statt des Spanningsteilers 1/10 und 5*20 Megaohm wuerde ich versuchen, entweder 5 mal 200 Megaohm oder 1 Gigaohm zu bekommen. Ueber den Rueckkoppelwiderstand gehoert in der Regel auch noch eine Kapazitaet, so gross wie moeglich. Das filtert das Rauchen bei hohen Frequenzen raus und macht die Schaltungs stabiler (Stichwort Gain-Peaking, d.h. die Rueckwirkung mit der Eingangskapazitaet des OPs und der Beschaltung am Eingang). Mit 1pF und 1 GOhm kommt man auf einen Zeitkonstante von 1 ms. Man muss checken, ob das mit dem Rest kompatibel ist. Wie wird denn das Ausgangssignal des OPA12X weiterverwendet? Kaninchendraht wird nicht langen. Die Schaltung sieht ja auch Niederfrequenz, insbesonders das 50 Hertz Brummen, und das geht durch die Maschen. Ein massives Metallgehaeuse ist gefragt. Andere Effekte, die man bei diesen kleinen Stroemen sieht, sind Mikrophonie (ein Bauteil in der Naehe schwingt mechanisch und dann so Sachen wie die dielektrische Relaxation von Kondensatoren. Aber dass lernt man am besten durch Versuch und Irrtum. Ueber die geaenderten Schaltbilder/das geaenderte Layout kann ich ggf einen Blick werfen.
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