Selektierung von Widerstaenden sinnvoll?

Moin,

gegeben seien zwei Verstärker in einem OPA404, Standard-Schaltung, die möglichst gleich in Verstärkung sein sollen. Nun lautet da die Arbeitsanweisung, die 0.1%-Widerstände von 4.99k und 10k so auszumessen, daß immer 4.99er mit maximal 0.5 Ohm Unterschied und 10er mit maximal 1 Ohm Unterschied eingesetzt werden.

Nun frage ich mich, ist diese Genauigkeit überhaupt gerechtfertigt, sind die Operationsverstärker wirklich so reproduzierbar und genau, daß dies eine Rolle spielen kann?

Viele Grüße

Ralph.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS
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Ralph A. Schmid, DK5RAS schrieb:

Nun, im idealisierten OPV ist die Verstärkung der Gesamtschaltung unabhängig vom Verstärkunsfaktor des OPV ohne Rückkopplung. Wenn mans genauer betrachtet ist sie das natürlich nicht. Nun kann man ausrechnen, wie stark Schwankungen der Verstärkung des unbeschalteten OPVs auf die Verstärkung des beschalteten OPVs eingehen. Hab ich aber leider nicht zur Hand :-(

MfG Falk

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Falk Brunner

Hallo Ralph,

Standard-Schaltungen gibt es leider ziemlich viele. Bei manchen kann es sinnvoll sein, bei anderen eher weniger.

Klingt irgendwie nach Differenzvertärker...

Arbeitsanweisung klingt nach "Denk nicht nach, sondern mach einfach ;-)

Wenn der Messaufbau das Reproduzierbar hergibt und der Auftraggeber gut bezahlt... Warum nicht?

Das kommt im Wesentlichen auf die Schaltung, deren Einsatzzweck und die Quelle an.

Marte

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Marte Schwarz

[...]

Wenn es auf den Verstärkungsfaktor ankommt, kann es auch Sinn machen Widerstände zu benutzen, die stärkere Abweichungen haben, solange ihr Verhältnis nicht von den Vorgaben zu usehr abweicht.

Das unabhängige Selektieren der einzelnen Widerstände ist demnach weniger sinnvoll, als das selektieren auf Widerstände, die in ihrem Verhältnis am besten zusammen passen.

Das mindert den Ausschuß.

In der Präzisionsmesstechnik kann es durchaus Sinn machen, so präzise Auswahl zu treffen. Da muß man ggf. aber auch auf andere Faktoren hin selektieren, wie zum Beispiel Temperaturkoeffizient.

Wofür brauachst Du das denn?

Gruß, Oliver

P.S.: Ist "DK5RAS" Deine Funkamateurs-Kennung?

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Oliver Bandel

Das war auch genau mein Gedanke. Doch natürlich wird ja alleine durch die generelle Einengung des Toleranzfeldes auch schon das Verhältnis stabiler; aber man könnte das Ganze insofern auf die spitze treiben, daß man die zueinander passenden Paare ausrechnet und einfach in benachbarte Fächer wirft, was nicht mal einen Mehraufwand bedeutet, da man ja ohnehin schon sortiert. Sollte sie die ganze Maßnahme als wirklich erforderlich zeigen, dann werde ich dies auch anregen, da es (bis auf die einmalige Durchrechnerei, dauert ne Viertelstunde :-) keinerrlei Mehraufwand bedeutet und dennoch die Paarungen optimiert.

Die Widerstände sind auf TK hin bestellt, inwieweit das auf andere Bauteile zutrifft, keine Ahnung, der damals federführende Entwickler (irgendwann Anfang der 90er) ist lange nicht mehr bei uns.

Die genaue Verwendung darf ich hier nicht nennen, aber es ist jedenfalls Meßtechnik im industriellen Umfeld. Leider habe ich nur mal kurz den Schaltplan gesehen, es scheint keine schriftliche Funktionsbeschreibung zu existieren, und zum vollen Verständnis "auf die Schnelle" ist die Schaltung zu komplex. Ich bin erst seit Anfang Juli in dieser Firma, hatte seitdem auch noch zwei Wochen Urlaub, dazu viel zu tun (und der Mensch, der mir alles erklären könnte, hat auch derzeit kaum Zeit) - ich verstehe noch nicht einmal die Grundfunktionsweise unserer Produkte, jedenfalls bei weitem nicht so genau, wie ich gerne wollte *g*

Der betreffende Schaltungszweig scheint jedenfalls aus einer sample-and-hold-Mimik ein Signal zu bekommen, welches von den beiden zu paarenden Zweigen einmal invertierend, einmal nichtinvertierend verstärkt wird. Danach kommt eine Phalanx von Analogschaltern von AD, die die Signale zur weiteren Verarbeitung umschaltet.

Übrigens selektieren wir auch noch die Rs und Cs für zwei Integrierer, die (auch mit OPA404) zwei Signalkomponenten verschiedener Phase integrieren, wobei sich mir da die Frage nach der Sinnhaftigkeit des Tuns nicht so sehr stellt. Dort spielt die absolute Zeitkonstante nicht so die Rolle (somit muß man auch keine festen Paare ausrechnen), auch wieder nur Gleichheit beider Zweige...

Generell ein Grund für die allgemein sehr eng tolerierten Bauelemente ist wohl, daß es keinerlei Hardware-Abgleichmöglichkeit gibt, sondern bei einer gegeben Breite der A/D-und D/A-Wandler man eben möglichst hohe Dynamik im Gesamtsystem für das Nutzsignal haben will, ohne an den Enden zu viel Reserve für den automatischen Abgleich (der alle paar Minuten stattfindet) zu verschwenden. Dieser Abgleich ist notwendig, da das ganze Gebilde durchaus einen merklichen Temperaturgang hat, der die Qualität der Meßergebnisse beeinflußt.

Ja, genau.

Viele Grüße aus Fürth!

Ralph.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Ja, ist auch so, da der normalerweise ausführende Mensch weder die Befähigung noch überhaupt das Interesse hat, zu wissen, warum es so oder anders ist. Da ich einen Teil seines Aufgabengebietes zur Entlastung übernehme, ist es auch gleich mein Job geworden, die eingefahrenen arbeitsanweisungen auf Plausibilität abzuklopfen, ggf. zu optimieren oder allgemeinverstädnlicher umzuformulieren.

Es ist ein eigenes Produkt, das wir seit über zehn Jahren fertigen, aber egal, es wird gut bezahlt (das Produkt und auch wir Angestellten)

*g*

Siehe auch anderes Posting, aber ich komme gern darauf zurück, wenn ich mehr weiß, und wenn ich exakter weiß, was ich sagen darf, und was nicht.

Ralph.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Ralph A. Schmid, DK5RAS schrieb:

Jaja, die liebe Dokumentation . . . . ;-)

MfG Falk

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Falk Brunner

Ganz genau :-(

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Ralph A. Schmid, DK5RAS schrieb:

Zumindestens solltest Du pr=FCfen, ob es statt der Selektierung nicht g=FCnstiger ist, gleich Widerst=E4nde mit geringeren Toleranzen zu kaufen. Ist euer Messger=E4t f=FCr die Slektierung =FCberhaupt genau genug? Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Ja, diese Frage steht auf jeden Fall auch an; keine Ahnung, wie die engsten Toleranzen sind, die man so bekommt...

Das auf jeden Fall, auch sind die Messungen jederzeit reproduzierbar.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Hallo Ralph,

klingt ja eher nach veralteter Schaltungstechnik, um Probleme zu beheben, die mit moderneren Bauteilen nicht mehr existieren täten...

wenn hier jetzt nicht mindestens 14 bit dran sind, dann bestätigt sich wohl mein Verdacht.

Ui ui, da scheint ja ein Meister dran entwickelt zu haben...

Nun ja, ich hab nix gesehen und kann nur orakeln. Marte

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Marte Schwarz

Damit treibst Du Deinen Aufwand auf die Spitze.

Erst mal alles messen, dann ein kleines Progrämmchen schreiben, das die Paare im Nachhinein zusammen wirft. Du weisst doch vorher nicht, welche Werte tatsächlich gemessen werden...

Erst nur messen. Auswahl per Software. Sonst bist Du nach zwei Tagen reif für die Klapsmühle ;-)

Rechnest Du das mit dem Taschenrechner?! ;-)

[...]

OK, klar. ;-)

hmhhh... also wenn ihr da noch jemanden für die Doku sucht... ...oder gar Schaltungstechnik... (als kleines Projekt vielleicht? ein paar Monate oder so?!) ...dann gib mir bescheid. :)

Könnte Teil eines Lock-In-Verstärkers sein.

Integrierer auch noch, und Signale verschiedener Phase... ... ja, das sieht wirklich nach nem Lock-In aus. :)

Die Integrierer filtern die Störfrequenzen weg, die durch das Abtasten entstehen. Man braucht am Ende ein Gleichsignal, das gibt Auskunft über die Phasenlage.

Es gibt auch andere Wege, so einen Lock-In zu bauen, dann wird es genauer... aber mehr verrate ich jetzt nicht ;-) (Suche nämlich wieder Arbeit... gerne zeitlich begrenzt/Projektweise...)

Von AD gibt/gab es übrigens Fertigbausteine für Lock-Ins, aber der Temperaturgang ist "unter aller Sau", also ist der Baustein absolut unsinnig.... also bleibt Dir nix anderes, als R's und C's zu selektieren... :)

Gruß, Oliver

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Oliver Bandel

[...]

... auf was willst Du hinaus? DSPs?

Gruß, Oliver

Reply to
Oliver Bandel

[...]

... wenn man genug bezahlt, bekommt man die bestimmt auch in sehr engen Toleranzen... :)

Muss man abwägen, ob es günstiger ist, die zu kaufen, oder wenn Du die selbst durch misst. :)

Gruß, Oliver

Reply to
Oliver Bandel

Hallo Oliver,

je nach dem, was die Schaltung wirklich machen soll... von hochauflösenderem ADC, wenn die Dynamik so eng sein sollte, über ein bischen mehr Rechenleistung, damit eine Korrekturrechnung im Hintergrund laufen kann, bis hin zu vernünftigen INAs, ...

Aber da wir noch sehr wenig über die eigentliche Schaltung wissen, ist das alles Kaffeesatzlesen.

Marte

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Marte Schwarz

0.5 Ohm bei 4.99K absoluten Wert sind 100ppm. 0.1% er Widerstaende haben 50, 25 oder vielleich 15ppm Drift pro Kelvin. Da macht dann schon die Waerme der Finger, mit denen man evt den Anschlussdraht berueht hat, einen entscheidenen Unterschied. Und falls man den Widerstandskoerper mit den Fingern berueht hat, hat man sowieso schon verloren...
--
Uwe Bonnes                bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik  Schlossgartenstrasse 9  64289 Darmstadt
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Uwe Bonnes

Uwe Bonnes schrieb:

50,

der

Unabh=E4ngig davon, ob man diese Genauigkeit letztendlich =FCberhaupt braucht; wenn man so genau messen will, sind die von dir erw=E4hnten Punkte nat=FCrlich "Grundlagen der Me=DFtechnik", genauso wie das Messen in einem klimatisiertem Raum, Messen in Vierdrahttechnik, Verwendung eines Messger=E4tes mit einer Genauigkeit von

10 hoch -5, Akklimatissierung der Widerst=E4nde =FCber mehrere Stunden, Anfassen der Widerst=E4nde nur mit einer sauberen Plastikpinzette usw. usw. (Ich denke, man merkt,das ich in der PTB arbeite :-)) Ob das der Ralph bei seinen Messungen wirklich alles beachtet? Gruss Harald
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Harald Wilhelms

Mit sicherheit.

Wenn ich unseren Techniker-oder gar Ingenieurs-Stundensatz heranziehe, sollte ich für den Gegenwert einer Stunde Selektierens auch eine ganze Menge enger tolerierter Widerstände erhalten...aber mal sehen :)

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Die neuere Technik in einem artverwandten Bereich arbeitet mit DSPs, und das neue Produkt, welches langfristig das besagte Teil ablösen wird, ebenso. Damals war die notwendige Rechenleistung nicht bzw. nicht bezahlbar erhältlich...heute fängt man das freilich ganz anders an.

Reply to
Ralph A. Schmid, DK5RAS

Doch, weiß ich, ist ja immer ein (wenn auch enger) Wertebereich, es wäre mehr als genug, dann eben beide Bereiche (von R1 und R2) zu paaren.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

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