Gleichstromverstärker bzw. frequenzunabhängiger Verstärker ab 0 Hz

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Gitter
Neuling
#1 erstellt: 26. Okt 2008, 00:16
Hallo Hifi-Freunde!

Bin neu im Forum und surfe bei brennenden Fragen lange
durch das Netz.
Hoffe, dass ich im richtigen Forum gelandet bin - sonst,
lieber Moderator - schiebe mich in das richtige.

Mich beschäftigt eine einfache Schaltung für einen
frequenzunabhängigen Gleichstromverstärker ab 0 Hz.
Bitte, wer zeigt mir eine abgestimmte Schaltung -
ganz einfach für etwa 3 bis 30 Volt Betriebsspannung
und sehr kleine Ströme?
Es ist mir klar, dass bei einer Kopplung über Widerstände
eine ganz feine Abstimmung erreicht werden muss; das ist
gerade die Schwierigkeit.

Ich freue mich auf Euere fachkundigen Antworten.

Gruß

Gitter
spy-op
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 26. Okt 2008, 03:50
Hallo

Das könnte so einer sein, da er ohne Eingangs und Feedback Kondensatoren auskommt.

http://dogbreath.de/Chipamps/CopperAmp/CopperAmp.html

Gruss
Dan
tede
Inventar
#3 erstellt: 27. Okt 2008, 11:42
Hallo,

DC-Kopplung ist normalerweise kein Problem, nur bei sehr großem Verstärkungsfaktoren kann es relevant werden.

Was soll denn die Schaltung machen & können ?


@spy-op
bei sehr kleinen Strömen - LM3886 als OP ?



Grüße
Thomas
Gitter
Neuling
#4 erstellt: 17. Nov 2008, 01:12
Hallo Thomas!

DC-Verstärkung.
Die Verstärkung soll für feinste Strömchen aus einem
Meßfühler taugen; diese Strömchen verändern sich so
langsam, daß ich nur einen Verstärker für Gleichstrom
verwenden kann. Für mich eine Nuß, die ich nicht knacken
kann. Hättest Du eine brauchbare - möglichst einfache -
Schaltung?

Herzliche Grüße

Jochen
HiFi_Addicted
Inventar
#5 erstellt: 17. Nov 2008, 11:01
Transimpedanzverstärker?

Bei Spannungen aus dem Sensor wirds deutlich einfacher.
tiki
Inventar
#6 erstellt: 17. Nov 2008, 15:17
Hallo,
klare Fragen ermöglichen klare Antworten.
Der schon genannte TIA ist eine mögliche Lösung, (bei weitem nicht nur) von mir z.B. in optoelektronischen Empfängern verwandt.
Erkläre bitte Deine Anwendung, oder besser, die Anforderungen eingangs- und ausgangsseitig (z.B. Art des Sensors, Strom-/Spannungsbereiche, Frequenzbereich, erlaubtes minimales SNR...). Meine Schaltung arbeitet mit Ub=5V.
detegg
Inventar
#7 erstellt: 17. Nov 2008, 15:37
Moin,

wenn es um kleinste DC-Spannungen und sehr langsame Änderungen geht - Stichwort "Relaxationsoszilator"
Habe damit Thermospannungen (µV) gemessen. Im Prinzip ein hochgenauer U/f-Wandler - allerdings µC zur Ansteuerung/Verarbeitung nötig.

Gruß
Detlef
Sunny23
Gesperrt
#8 erstellt: 17. Nov 2008, 21:14
Wieso nimmst nicht ein Op-amp?
detegg
Inventar
#9 erstellt: 17. Nov 2008, 21:21

Sunny23 schrieb:
Wieso nimmst nicht ein Op-amp?

... guter Tip!

Gruß
Detlef
tede
Inventar
#10 erstellt: 17. Nov 2008, 23:33
Hallo Gitter,

du solltest jezt mal rauslassen um wieviel nA und µHz es geht.
D.h. konkret um was es geht.

(Spannungs) Verstärkungen im Bereich von einigen tausend lassen sich nach meinem Wissensstand nur mit mehrstufigen Verstärkern machen.

Thomas
tiki
Inventar
#11 erstellt: 18. Nov 2008, 19:58

tede schrieb:
(Spannungs) Verstärkungen im Bereich von einigen tausend lassen sich nach meinem Wissensstand nur mit mehrstufigen Verstärkern machen.

Zum Beispiel mit dem ersten, hier wenigstens eintausend.

Geschützter Hinweis (zum Lesen markieren):

Der Kollege hat wohl genug von uns Neunmalklugen...
_ES_
Administrator
#12 erstellt: 18. Nov 2008, 20:04
Das glaube ich nicht, vielleicht denkt er nur nach..
Gitter
Neuling
#13 erstellt: 20. Nov 2008, 02:57
Toll! Die Resonanz und Eure vielen Antworten!

Sunny! Beim Op-Amp. kriege ich keine Kurvenaufzeichnung.

Also:
Ein Thermosensor soll die feinen Änderungen im
Gleichstrom erbringen, die wie bei einem XY-Schreiber wie
eine fortlaufende Schrift möglichst auf den Bildschirm
kommen sollen.
Hierzu habe ich mir schon mal den PCS10/K8047 4 Kanal
Signal Recorder angeschafft, der wohl stärkere Signale
braucht, wenn ich sie groß auf den Bildschirm bringen will.
Die Änderungen im Gleichstrom dürften bei etwa 1 je Sekunde
liegen. Da es sich nicht um Wechselströme handelt, weiß
ich nicht, ob man von 1 Hz sprechen darf.

Detlef! Was ist ein Relaxations-Oszillator? Ich habe ein
Oszilloskop, aber "Relaxations-Oszillator" sagt mir nichts.
Könnte ich die Aufzeichnung mit dem Oszilloskop hinkriegen?

Timo!
Hifi Addicted!
Wenn der Transimpedanzverstärker über einen Kondensator
gekoppelt wird, kommt dann eine so langsame Gleichstrom-
Änderung noch durch - oder muß ich über Widerstände
koppeln, was dann wieder eine wohl schwierige Abstimmung
erforderlich macht?

Das geht mir zur Zeit durch den Kopf.

Ich grüße Euch alle und freue mich auf Eure Mails.

Jochen
tiki
Inventar
#14 erstellt: 20. Nov 2008, 15:02
Hallo,

es wäre ja schon hilfreich, wenn die Reaktionen Deinerseits ähnlich flink kämen, wie die hiesigen.
Thermosensor sagt zunächst wenig: PTC, NTC, Pt100/1000, Poly-Si-Sensor, TE (welcher Typ), Si-Diode oder gar Thermopile?
Welche Strombereiche und welche Spannungsbereiche (min/max) sind zu erfassen?
obere Grenzfrequenz?
zulässiges Rauschen, also en?
notwendiger Ausgangs(spannungs-?)pegel?

Das System riecht nach Datalogger, dafür sind Datenerfassungskarten m.E. besser geeignet als x/y-Schreiber, zumal eine Speicherung mit Zeitbezug möglich ist. Solche externen Karten für z.B. USB gibt es für rel. wenig Geld u.a. bei NI, AMC in Chemnitz, Meilhaus...
Ein Oszilloskop hat allgemein ungeeignete Zeitbasen für so langsame Änderungen. Hier würde auch ein ordentliches Tischmultimeter mit Datenerfassungsfunktion z.B. von Keithley oder Agilent, je nach Strombereich (der uns ja immer noch unbekannt ist), auch ein profanes Handmultimeter mit Datenschnittstelle seinen Dienst tun.

Mit unserer Kiste messen wir auch mit autoranging von 100nA bis 1mA, jeweils Vollausschlag, mit 16bit und zeichnen per RS232 oder SD-Card auf, reicht sowas?

Also:
Anforderungen genauer spezifizieren!
Gitter
Neuling
#15 erstellt: 21. Nov 2008, 15:42
Hallo Timo und Kollegen!


Wir verzetteln uns.
Die "Gleichstromspur" soll wie eine Schrift auf den
Bildschirm. Klar, ein XY-Schreiber wäre dafür viel zu
plump.
Die Aufzeichnung soll ähnlich erscheinen wie beim
Oszilloskop
- nur eben viel viel langsamer - und den langsamen
Schwankungen folgend unregelmäßiger.
Feinheiten wie Verzerrung, Klirrfaktor u.a. spielen da so
gut wie keine Rolle.
Für Wechselströme hätte ich genügend Schaltungen mit ein
oder zwei Stufen vorrätig - je nach Widerstand, Strom- oder
Spannungsverstärkung.Die sind aber alle kapazitiv ge-
koppelt und deshalb für Gleichströme nicht brauchbar.

Und genau dafür suche ich eine funktionstüchtige einfache
Schaltung. Ein- oder zwei-stufig. Alles andere würde ich
darauf abstimmen.


Gruß

Jochen
detegg
Inventar
#16 erstellt: 21. Nov 2008, 16:07

Gitter schrieb:
Wir verzetteln uns.

... jau, Du könntest recht haben!

Was suchst Du denn nun? Einen Messverstärker für DC? Schnittstelle/Converter/Anzeige?

... gib´ mal Futter!

Gruß
Detlef
Gitter
Neuling
#17 erstellt: 22. Nov 2008, 02:21
Hallo Timo!

RS232 wäre vielleicht das Richtige. Frage: Wie kriege ich
da die feinen Strömchen vom Thermoelement dran?


Hallo Detlef!

Ein fertiger Mess-Verstärker für DC wäre vielleicht auch
gut. Auch hierzu die Frage: Wie kriege ich da die feinen
Strömchen vom Thermoelement dran?

Wir kommen weiter!

Gruß

Jochen
detegg
Inventar
#18 erstellt: 22. Nov 2008, 02:56

Gitter schrieb:
... die feinen Strömchen vom Thermoelement

... nicht, dass ich nicht interessiert wäre - aber ich habe auch noch andere Baustellen

Gruß
Detlef
tiki
Inventar
#19 erstellt: 24. Nov 2008, 00:58
In der Regel sind Thermoelemente relativ niederohmig. Ein Pt/PtRh-TE z.B. liefert ~4µV/K in bestimmten Temperaturbereichen. Hier ist also die Thermospannung interessant, nicht der Strom.
Die meisten ordentlichen Tischmultimeter erlauben den Anschluß verschiedener Thermoelemente und besitzen eine interne Kaltstellenkompensation (die allerdings mit Vorsicht zu genießen ist, weil die Umgebungstemperatur _im_ Gerät meist nicht bekannt ist). Verstehen durch Üben, würde ich jetzt vorschlagen. Vorher kann man ja ausnahmsweise mal ein Manual zu Rate ziehen.
Zweck0r
Moderator
#20 erstellt: 26. Nov 2008, 02:21
Ich würde versuchen, die Thermospannung durch Ein- und Ausschalten in ein Rechtecksignal zu verwandeln und das dann mit einem Wechselspannungsverstärker zu verstärken. Damit wäre das Driftproblem gelöst. Das Rauschproblem müsste sich durch Tiefpassfilterung lösen lassen.

Oder (im Prinzip der gleiche Trick) alle paar Sekunden eine 'Autokalibrierung' durch Kurzschließen des Eingangs und Offset-Nullabgleich. Entweder mit µC oder analog mit Sample-and-Hold-Stufen.

Grüße,

Zweck


[Beitrag von Zweck0r am 26. Nov 2008, 02:34 bearbeitet]
detegg
Inventar
#21 erstellt: 26. Nov 2008, 02:37
... aus dem Bauch

Thermospannung und die kaltstellenkompensierte interne Ref-Spannung werden abwechselnd integriert. Die "Rampen" steuern eine Komparator, der ein der Thermospannung proportionales Rechtecksignal liefert (U/f). Ein Zähler ermittelt die Frequenz/Periodendauer. Der µC korrigiert die nichtlineare Kennlinie des angeschlossenen Thermoelementes anhand abgelegter Tabellen. Ausgabe der Temparatur einfachst per PWM und nachfolgendem Tiefpass ---> proportionale Gleichspannung

... so oder so ähnlich

Gruß
Detlef

Edith sagt: @Zweck - eigentlich meinen wir doch das gleiche ...


[Beitrag von detegg am 26. Nov 2008, 02:39 bearbeitet]
Zweck0r
Moderator
#22 erstellt: 26. Nov 2008, 03:06
Ich würde den verstärkten und per Auskoppelkondensator symmetrisch zurechtgeschobenen Rechteck einfach durch einen Spitzenwertgleichrichter schicken

Grüße,

Zweck
detegg
Inventar
#23 erstellt: 26. Nov 2008, 03:21
Thermoelemente sind teilweise extrem nichtlinear.
Ein Pt-100 ist dazu fast gerade ...



Gruß
Detlef
Zweck0r
Moderator
#24 erstellt: 26. Nov 2008, 03:34
Darum kann man sich kümmern, wenn die Gleichspannung erstmal da ist. Mit µC, oder vielleicht kriegt man's auch mit Diodenpfusch geradegebogen

Grüße,

Zweck
tiki
Inventar
#25 erstellt: 27. Nov 2008, 00:30
BB hat(te?) Gerätschaften dazu: XTR sowieso, zumindest für Pt100 u.ä.
Aber Detlef, solche Tabellen macht man doch selbst!
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