OpAmp, Rail2Rail vs. symetrische Spannung?

Ich kann mich nicht entscheiden! Es geht um einen Verstärker für eine Strommessung Ushunt -> Uadc. Der Shunt soll natürlich sehr klein sein und liegt gegen Masse, also werden sehr kleine Spannungen verstärkt. Nehme ich dafür besser eine symmetrische Versorgungsspannung, damit das gut im Arbeitsbereich liegt, oder ist ein "input to groud", "rail2rail", "low offset"-OpAmp genau so gut?

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Edzard Egberts
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Nimm die dunkelhaarige.

Aehm, ach so :-)

Sage uns mal wie hoch die Bandbreite sein muss, wieviele Bits und was das fuer ein ADC Eingang ist (mit, ohne Spikes?). Wenn schnell und mit Spikes dann negative Versorgung bereitstellen. Gibt es Fuffzig-Cent Charge Pumps fuer, kann ich bei Bedarf raussuchen.

Alternative waere leicht hochziehen und differenziell an den Shunt.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Am 31.05.2012 21:34, schrieb Edzard Egberts:

Selbst ein LM358 hätte da keine Probleme mit Single Supply.

Low-Offset ist aber was anderes.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Die Bandbreite ist egal, das darf so langsam sein, wie es will. Ich verwende einen LTC2400 mit 24bit, wobei ich diese Genauigkeit nicht brauche, sondern auch sehen will, wie gut das geht. Die Serie geht ja pinkompatibel bis 10bit runter, wenn es zu sehr stört, kann ich da immer noch etwas Kleineres reinsetzen. Also Spikes sollen weder auftreten, noch gemessen werden, es ist eine Anforderung, den Strom ohne Überschwinger zu fahren.

Von Recom habe ich die RB-Serie an DC/DC-Convertern vorliegen, z.B. den RB-1212D, der aus 12 V Eingangsspannung _D_uale 12 V Ausgangsspannung macht. Eingang und Ausgang in Kombinationen aus 3.3, 5, 12, 15, 24 V, sowie _S_ingle und _D_ual. Genau daher kommt die Frage - mit den Dingern ist Dual-Supply keine Einschränkung mehr, aber ist es auch wirklich eine Verbesserung? Single-Supply hat auf jeden Fall den Vorteil, dass der Eingang des ADC nicht noch zusätzlich geclippt werden muss.

Nein, ich habe gerade eine explizite Entscheidung gegen differenzielle Instrumentenverstärker getroffen und statt eine große Schaltung mit verschiedenen Spannungsebenen zu verwenden, versuche ich mich an isolierten Modulen (Optokoppler und DC-DC-Converter). Jugend forscht! ;o)

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Edzard Egberts

Dieter Wiedmann schrieb:

War mich nicht sicher, ist schon etwas her, dass ich mich intensiver mit OpAmps beschäftigt habe.

Stimmt, ist mir aus dem letzten Datenblatt reingerutscht. ;o)

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Edzard Egberts

"Edzard Egberts" schrieb im Newsbeitrag news:jq8h3f$994$ snipped-for-privacy@news2.open-news-network.org...

Wenn die AUSGANGSspannung nicht die Versorgungsspannung erreichen muß (also VRef des LTC2400 nicht an VCC 5V sondern z.B. den 2.5V einer MC1403 liegt) tut es ein präziser single supply OpAmp wie der LT1013.

Er kommt mit dem Ausgang ganz auf 0V wenn er leicht mit einem Widerstand ni Richtung Masse belastet wird, und die Eingänge messen sowieso knapp unter 0V.

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MaWin

MaWin schrieb:

Spannungsreferenz ist 1.25 V oder 2,5 V.

Gut, das bestätigt meine Entscheidung. An OpAmps eingesetzt habe ich jetzt für +5V den MAX4238 (quad), MC1458(dual), LT1014 (single) und für

+12V den LT1077 (single, "No Pull-Down Resistors are Needed"), LM324(quad). Abgesehen vom LM324 sind das alles "precision, low temperture drift" und entweder rail2rail oder bis groud spezifiziert.

Mit dem LT1014 bin ich mir jetzt nicht mehr so ganz sicher, ich habe mich auf "Single Supply Operation - Input Voltage Range Extends to Ground - Output Swings to Ground while Sinking Current" verlassen, finde jetzt aber wenige Zeilen weiter "the output can also swing to within a few millivolts of ground". Die sollten eigentlich als Differenzverstärker eine Messbrücke auf Eingang ADC umsetzen und müssen da schon auf Null Volt gehen, nicht "a few millivolts". Da muss ich also noch Widerstände vorsehen? Ich finde irgendwie keinen präzisen Quad für Single-Supply, der am Ausgang Rail2Rail macht. Hatte noch OP11 oder OP4277 vorgesehen, aber die sind für Dual-Supply gedacht.

Der LM324 ist übrigens für das Load-Balancing der MOSFETs, wird also irgendwo zwischen 3 bis 9 V herumeiern - das ist problemlos.

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Edzard Egberts

MaWin schrieb:

Das wird nichts, für die Ansteuerung der ADC brauche ich unbedingt eine duale Spannungsversorgung! Alles was sich da Rail2Rail nennt, hat auch mit Lastwiderstand einen Offset von >= 1mV. Wenn ich eine Spannungsreferenz von 1.25V aber mit 16bit auflöse, lande ich schon bei

20uV...
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Edzard Egberts

"Edzard Egberts" schrieb im Newsbeitrag news:jqa461$8ca$ snipped-for-privacy@news.albasani.net...

Ja.

Widerstand nach Masse, so daß immer nur der obere Transistor nder push-pull Ausgangsstufe des OpAmp leiten muß. Der Widerstand sollte mindestens so ausgelegt sein, daß so viel Strom fliesst, daß der SPERRSTROM der oberen Transistoren des push-pull Ausgangs des OpAmps sicher abgefangen wird ohne zu einem zu starken Spannungsabfall an diesem Widerstand zu führen.

1mV wäre sicher in Ordnung, zumal das dann eine worst case Betrachtung ist.
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MaWin

Muss ja kein Instrumentenverstaerker sein, die nehme ich auch nie weil zu teuer (sowas geht auch anders). Aber mit dem LTC2400 ist es viel einfacher. Bis 2.5V Referenz garantieren die maximal 2ppm Offset Error. Man darf mit der Referenz bis 100mV runter und selbst wenn der Offset dann prozentual 1:1 hochskalieren wuerde, reicht das nicht immer noch? Dann koenntest Du vom Shunt direkt da rein. Ansonsten koenntest Du den auto-kalibrieren wenn es die Moeglichkeit gibt den Strom mal kurz ganz wegzunehmen. M.W. kippt das EXR Bit wenn er z.B. wegen Offsetfehler unter Null geht.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Das würde so gerade gehen, 125mV ist die maximale Spannung am Shunt.

Das ist eine sehr interessante Idee, für die Strommessung probiere ich das aus. Die Spannungsmessung kriegt aber die duale Versorgung, da brauche ich den OpAmp als Impedanzwandler am Eingangsspannungsteiler.

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Edzard Egberts

Einige Chopper-OPs von LTC haben wohl noch den CLK-Ausgang ihres internen Taktes am Gehäuse. Gibts eine Schaltung von Jim Williams der da 2x 10uF und 2x kleine Schottkydiode direkt hinhängt damit sich der OP schwache negative Versorgungsspannung selber machen kann. Hat den Vorteil daß der Ripple auf der Versorgung synchron zum OP läuft und damit weniger stört.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Warum nicht einfach einen Spannungsteiler? Einige kOhm Quellimpedanz sollten fuer diesen Wandler in Ordnung gehen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Hier braucht man keine Opamps. Aber wenn es subah-billisch sein soll koennte man natuerlich dafuer sorgen dass SCLK regelmaessig roedelt und daraus -3V oder so zimmern.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Der sitzt davor, 26,1k : 976k für 1M Eingangswiderstand, einem analogen Messgerät entsprechend. Da war es mir dann doch zu heikel, den ADC direkt dranzuhängen.

Für eine 12,5 A Stromquelle braucht man das zwar nicht, ist aber so eine Art Rundumschlag "digitale Messtechnik" - eine Schaltung für PT100 habe ich auch noch. Wenn die Module so funktionieren, wie ich es mir vorstelle, müssten mit etwas Programmierung gleich zwei bis drei Geräte realisierbar sein...

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Edzard Egberts

Warum heikel? Bei derart hoghen Widerstandswerten duerfte das Messignal auch ziemlich verrauscht sein, doch vielleicht macht das hier nicht viel. Allgemein sollte man versuchen den Wandler-Messbereich moeglichst weit auszunutzen.

Ja wenn es Steckmodule werden sollen. Dennoch waere ein weiterer Eingang ohne Teiler guenstig.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Na ja, wenn das Signal eh nicht so toll ist, will ich das nicht noch mit dem Wandler belasten. Weglassen kann ich den OpAmp immer noch, den Unterschied werde ich mir jetzt sicher auch noch ansehen...

Bis 48V geht der aber nicht! ;o)

In diesem Fall nicht, für eine andere Anwendung würde ich den Spannungsteiler anpassen.

Wie gesagt, ich betrachte das ganze eher als Studie - mal sehen was geht und wenn ich Glück habe, kann ich das alles so verwenden. Wenn nicht, hatte ich hier eine tolle Zeit und viel Spaß beim Basteln. :o)

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Edzard Egberts

Das Signal soll sich gefaelligst nicht so anstellen wie die Prinzessin auf der Erbse :-)

Ah, Missverstaendnis, ich dachte wir waweren noch beim Strom-Shunt.

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

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