Operationsverstärker rückwärts beschaltet

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Kai-Martin Knaak vor 19 Jahren

Hallo, im Laserdiodenstromtreiber der Uni-Melbourne gibt es einen Modulationseingang, dessen Funktion ich nicht ganz verstehe. Die Operationsverstärker werden offensichtlich "rückwärts" benutzt: V_MOSFET | -----------------o------------------------. | V_in | | C| | .-. 100 uH C| | | |R3 C| | | |1k | | '-' | | | | | o-------------------o | | V_out | | .-. | | | |R4 | | || 1 uF | |1k Laser V | .----||---. '-' Diode - | | || | | | | | | o--------------. | | | ___ | | | === | o--|___|--o .-. | GND .-. | R2 | | |R5 | R1| | | 1k | | |1k | 2k| | | | '-' /| | '-' | /| | ___ | /+|----' | | /-|---o--|___|--o------< | '----o--< | R6 | \-|----. \+|---. 1k .-. \| | \| | | |R8 | | | |1k | .-. '-' | | |R7 | | | |1k o--------------' '-' | | .-. | | |R9 === | |1k GND '-' | | === GND

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Der Sinn der Schaltung ist wohl, auf die DC-Spannung V_MOSFET einen variablen Anteil V_in zu addieren, ohne einen Opamp im Strompfad zu haben. Beim Versuch nachzuvollziehen, wie die Schaltung das erreicht, bekomme ich vor lauter Rückkopplung einen Knoten im Kopf. Kann mir jemand mit ein paar Stichworten auf die Sprünge helfen?

Danke.

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Kai-Martin Knaak Universität Hannover, Inst. für Quantenoptik tel: +49-511-762-2895 Welfengarten 1, 30167 Hannover fax: +49-511-762-2211 GPG key: http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=Knaak+kmk&op=get

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Bernd Mayer vor 19 Jahren

Kai-Martin Knaak schrieb:

Hallo,

der linke Opamp ist als Integrator oder Tiefpassfilter beschalten. Mich erinnert das nach einem schnellen Blick an Schaltungen zur Ausregelungen des Offsets. Eine Rolle spielt sicher auch die Ausgangsimpedanz der Quelle V_in.

Ein weiterer Gedanke dazu ist, dass auch current-loop-Opamps intern einen Ausgang als Eingang nutzen.

Bernd Mayer

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Rafael Deliano vor 19 Jahren

Ohne die ist die Schaltung zu unvollständig, als daß man sie z.B. simulieren könnte.

Der rechte OP ist ein Differenzverstärker G=1. Wenn die Laserdiode z.B. V_out = 2,5V macht, dann macht er 2,5V. Hätte man einfacher auch haben können. Es sei denn durch den Laser gehen üppige Ströme, sodaß man Spannungsabfall an Leitungen kompensieren will. Der GND des Differenzverstärkers muß dann aber direkt an den GND der Laserdiode per eigenem Draht geführt werden.

Bei 0Hz ist er reiner Inverter G=-1, ein aufmoduliertes AC-Signal soll er wohl nicht durchlassen.

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Helmut Sennewald vor 19 Jahren

"Kai-Martin Knaak" schrieb im Newsbeitrag news:f2sld8$gun$ snipped-for-privacy@news2.open-news-network.org...

Hallo Kai,

Ich dachte zum wissenschaflichen Arbeiten gehört das exakte zitieren von Quellen.

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Seite 1

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Ich habe die Schaltung mit LTspice simuliert. Ergebnis: Die Schaltung wirkt wie eine Stromquelle.

Imod = Vmod/1kOhm

Die Übertragungsfunktion ist konstant von DC bis zu hohen Frequenzen.

Der Clou an der Schaltung ist, dass für Vmod=0 der eingestellte Laserstrom, der von von der DC-Laserstromquelle kommt, unverändert zum Laser fließt. Das Gleiche gilt auch für den Fall, dass der Vmod-Eingang offen bleibt.

Gruß Helmut

PS: Vor einiger Zeit gabe es hier in de.sci.electronics eine Diskussion über die Laserstromquelle aus obigem Schaltplan.

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Rolf_Bombach vor 19 Jahren

Rafael Deliano schrieb:

Der rechte Opamp erinnert aber eher an eine Howland Stromquelle.

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mfg Rolf Bombach

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Kai-Martin Knaak vor 19 Jahren

Danke. Damit tut sie sozusagen genau das gewünschte. Für die Laserdiode interessiert letztlich der Strom und nicht die anliegende Spannung.

Kann man das andeutungsweise durch "hinschauen" verstehen?

Äh, ja, die Diskussion war von mir angezettelt ;-) Damals hatte mich hauptsächlich die eigentliche Stromquelle und ihr Rauschen und Drift interessiert. Für die Modulation wollte ich einen Bypass-FET verwenden. Das gefällt mir nun wegen der Abhängigkiet vom Arbeitspunkt nicht mehr wirklich. Deshalb bin ich auf der Suche nach einer Alternative.

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Rafael Deliano vor 19 Jahren

Würd ich mich schwertun das in der ASCII-Zeichnung zu sehen ... Im Orginal ( vgl. Link von Sennewald ) schon eher. Zu Howland hat Pease mal eine recht ausführliche Beschreibung gemacht:

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MfG JRD

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Kai-Martin Knaak vor 19 Jahren

Das scheint das richtige Stichwort zu sein. Es passt auch zum Simulationsergebnis von Helmut S. AoE meint zu dieser Schaltung, dass die beiden Rückkoppelwiderstände möglichst genau gleich sein sollten, damit es wirklich eine ideale Stromquelle ist.

Danke für den Hinweis.

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Kai-Martin Knaak vor 19 Jahren

Die Anordnung der Widerstände sind eine Folge von dem Versuch von mir, sie als mehrfachen Spannungsteiler zu verstehen. Tut mir leid, wenn ich damit mehr Verwirrung gestiftet habe.

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Helmut Sennewald vor 19 Jahren

Hallo Kai, Man kanns nur vermuten, da Laser mt Strom gesteuert werden. Achtung, parallel zum Laser wird durch diese Schaltung eine antiparallele Diode notwendig, da bei kleinem DC-Strom sonst hohe negative Spannungen am Laser entstehen. Das mag die Laserdiode bestimmt nicht.

Gruß Helmut

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Kai-Martin Knaak vor 19 Jahren

Danke für den Hinweis. Eine antiparallele Schutzdiode ist sowieso eine gute Idee.

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Operationsverstärker rückwärts beschaltet

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