High-side Strommessung für kleine Ströme

[Johannes Bauer]

Hallo Gruppe,

ich bin fast am verzweifeln, irgendwie hatte ich mir das leichter
vorgestellt: Ich will eine High-Side Strommessung machen an einem uC,
der mit 3.3V versorgt wird. 5V Versorgung ist auch vorhanden. Den
Spannungsabfall an einem 10 Ohm Shunt will ich verstärken. Ströme liegen
im Bereich 0-30mA.

Das habe ich erstmal mit LTSpice simuliert und aus dem Linear AN105
Schaltungen "nachgebaut". Egal welchen OP ich nehme (z.B. den LT1637 aus
Seite 8) und welche Schaltung, es kommt immer *totaler* Müll dabei
heraus: Entweder ist Strom/Ausgangsspannung hochgradig nichtlinear oder
die Dynamik in der Ausgangsspannung ist minimal (also z.B. im Bereich
0-30mA nur 1mV Änderung der Ausgangsspannung, die aber dann linear).

Ursprünglich wollte ich einen OP07 verwenden, aber mittlerweile weiß ich
gar nicht mehr, was ich da nehmen soll, weil bisher alles gescheitert
ist. Was ich probiert habe:

+---------------+
| |
| |\ |
| | \ |
S+ --200--+-|+ \ C
| +------B NPN 2n3904
S- --200----|- / E------Out
| / |
|/ 2kOhm
|
GND

(das ist die Schaltung aus AN105 mit LT1637).
http://www.linear.com/docs/12479

Dann noch: Loading Image...
Mit verschiedenen werten, jeweils R1=R3 und R4=R2 und das Verhältnis
R2/R1 variiert 10, 100, 1000. R1 variiert 100, 1k, 10k, 100k Ohm.

Versorgung vom Opamp ist jeweils 5V.

Was mache ich denn fundamental falsch hier? Oder ist meine Simulation
nur Murks und die Schaltungen i.O. (verwende parametrischen Sweep über
den Strom).

Viele Grüße,
Johannes

[Bernd Mayer]

Post by Johannes Bauer
Hallo Gruppe,
ich bin fast am verzweifeln, irgendwie hatte ich mir das leichter
vorgestellt: Ich will eine High-Side Strommessung machen an einem uC,
der mit 3.3V versorgt wird. 5V Versorgung ist auch vorhanden. Den
Spannungsabfall an einem 10 Ohm Shunt will ich verstärken. Ströme liegen
im Bereich 0-30mA.
Versorgung vom Opamp ist jeweils 5V.

Hallo,

ich würde statt einer Simulation die Schaltung mal kurz auf einem
Steckbrett ausmessen - es sind ja nur ein paar wenige Bauteile.

Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.



Bernd Mayer

[Gerhard Hoffmann]

Post by Bernd Mayer

Post by Johannes Bauer
Hallo Gruppe,
ich bin fast am verzweifeln, irgendwie hatte ich mir das leichter
vorgestellt: Ich will eine High-Side Strommessung machen an einem uC,
der mit 3.3V versorgt wird. 5V Versorgung ist auch vorhanden. Den
Spannungsabfall an einem 10 Ohm Shunt will ich verstärken. Ströme liegen
im Bereich 0-30mA.

ich würde statt einer Simulation die Schaltung mal kurz auf einem
Steckbrett ausmessen - es sind ja nur ein paar wenige Bauteile.
Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.

Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

Gruß, Gerhard

[Johannes Bauer]

Post by Gerhard Hoffmann
Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

Da wäre natürlich eine Bauteilbezeichnung gut...

Viele Grüße,
Johannes

[Gerhard Hoffmann]

Post by Johannes Bauer

Post by Gerhard Hoffmann
Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

Da wäre natürlich eine Bauteilbezeichnung gut...

www.maxim-ic.com oder ad oder ti oder LT oder Fairchild oder diodes,inc
oder digi-key oder auch google und dort "high side current sense" eintippen.

Das war schwer.

Gerhard

[Marc Santhoff]

Post by Gerhard Hoffmann

Post by Bernd Mayer
Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.

Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

INA19x

Oder die billige Hühnerfutterlösung mit ein Stromspiegel aus zwei PNPs ...

Marc

[Marc Santhoff]

Post by Gerhard Hoffmann

Post by Bernd Mayer
Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.

Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

INA19x

Oder die billige Hühnerfutterlösung mit ein Stromspiegel aus zwei PNPs ...

Marc

[Joerg]

Post by Marc Santhoff

Post by Gerhard Hoffmann

Post by Bernd Mayer
Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.

Das gibt's eigentlich fertig in sot-23 oder so von den üblichen
Verdächtigen, inclusive Stromspiegel, der das Ausgangssignal auf GND
referenziert.

INA19x
Oder die billige Hühnerfutterlösung mit ein Stromspiegel aus zwei PNPs ...

INA213 geht auch ganz gut. Davon gibt es noch weitere Versionen, falls
Johannes andere Umsetzfaktoren braucht:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina211.pdf

Kostet in Stueckzahlen unter $1, dafuer kann man es kaum selbstzimmern.

[Norbert Goettsche]

Post by Joerg
unter $1, dafuer kann man es kaum selbstzimmern.

Moin Jörg,

ich hatte Dich schon vermisst und schlimmes befürchtet, als ich die Meldung
vom Ponderosa-Feuer las. Das hat also nichts mit der Pondsrosa-Ranch tun?

73, Norbert

[Joerg]

Post by Norbert Goettsche

Post by Joerg
unter $1, dafuer kann man es kaum selbstzimmern.

Moin Jörg,
ich hatte Dich schon vermisst und schlimmes befürchtet, als ich die Meldung
vom Ponderosa-Feuer las. Das hat also nichts mit der Pondsrosa-Ranch tun?

War einige Zeit nach Teutonia abgetaucht und habe Eure Autobahnen
unsicher gemacht :-)

Das Feuer hat uns nicht bedroht aber meine Frau sagte ich haette ein
kleines Erdbeben verpasst. Jedoch so luett dass es nicht gross in die
Presse gelangte. Sie sagte das Haus haette ein wenig "geschunkelt". Ist
hier fast normal, ab und zu muss man Bilder wieder geraderuecken.

[Norbert Goettsche]

Post by Joerg

Post by Norbert Goettsche

Post by Joerg
unter $1, dafuer kann man es kaum selbstzimmern.

Moin Jörg,
ich hatte Dich schon vermisst und schlimmes befürchtet, als ich die Meldung
vom Ponderosa-Feuer las. Das hat also nichts mit der Pondsrosa-Ranch tun?

War einige Zeit nach Teutonia abgetaucht und habe Eure Autobahnen
unsicher gemacht :-)

Ich hoffe es hat Spass gemacht :-) Mit dem Auto fahre ich nur noch 110-120
mit Tempomat. Es sind zu viel Blindflansche unterwegs. Mit dem Mopped kann
man ja noch die Flucht nach vorn antreten :-)

73, Norbert

[Joerg]

Post by Joerg

Post by Norbert Goettsche

Post by Joerg
unter $1, dafuer kann man es kaum selbstzimmern.

Moin Jörg,
ich hatte Dich schon vermisst und schlimmes befürchtet, als ich die Meldung
vom Ponderosa-Feuer las. Das hat also nichts mit der Pondsrosa-Ranch tun?

War einige Zeit nach Teutonia abgetaucht und habe Eure Autobahnen
unsicher gemacht :-)

Ich hoffe es hat Spass gemacht :-) ...

Oh ja :-)

Viel mehr als 175km/h kamen aber nicht raus aus dem Wagen. Der Mieter
vor mir hatte einen Mercedes 500SLK in Empfang genommen. Vielleicht
sollte ich mir naechstes Mal aus sowas goennen.

... Mit dem Auto fahre ich nur noch 110-120
mit Tempomat. Es sind zu viel Blindflansche unterwegs. ...

Hier fahre ich (gezwungenermassen) auch nicht schneller aber in
Deutschland hatte ich den Eindruck dass die Fahrer groesserer Wagen
recht routiniert waren, so wie frueher.

... Mit dem Mopped kann
man ja noch die Flucht nach vorn antreten :-)

Die Vermietung hatte im Foyer eine fette schwarze Harley stehen die man
mieten konnte. Das waere fuer Ami-Besucher natuerlich was feines. Auch
die meisten Autos dort waren schwarz, muss derzeit Mode sein.

[Hartmut Kraus]

Post by Joerg
Die Vermietung hatte im Foyer eine fette schwarze Harley stehen die
man mieten konnte. Das waere fuer Ami-Besucher natuerlich was feines.
Auch die meisten Autos dort waren schwarz, muss derzeit Mode sein.

Dunkle Farben sind schon seit einigen Jahren "Mode" - ich nehme an, um
die "Notwendigkeit" von Klimaanlagen zu rechtfertigen. :-)

[Johannes Bauer]

Post by Bernd Mayer
ich würde statt einer Simulation die Schaltung mal kurz auf einem
Steckbrett ausmessen - es sind ja nur ein paar wenige Bauteile.

Naja, da tu ich mich halt mit dem Debuggen noch schwerer. Prinzipiell
sollte das ja auch in der Sim gehen, oder nicht?

Post by Bernd Mayer
Als Schaltung würde ich ansonsten einen klassischen
Instrumentenverstärker diskret aus drei Opamps plus einiger
Präzisionswiderstände verwenden. Als Opamp halt Typen auswählen die von
der Versorgungsspannung, der Offsetspannung, dem
Eingangssapnnungsbereich und der Gleichtaktunterdrückung her passen.

Habe ich jetzt auch im LTSpice aufgebaut und wieder kommt nur Mist raus.
Ich kann das nicht glauben, irgendwas scheine ich systematisch komplett
falsch zu machen. Hier ist die Schlatung (inkl. Modell vom OP07 inline):
http://pastebin.com/N7qEUcNu

Egal welcher Strom da fließt, hinten kommt quasi eine konstante Spannung
raus.

Viele Grüße,
Johannes

[Alexander]

Post by Johannes Bauer
Habe ich jetzt auch im LTSpice aufgebaut und wieder kommt nur Mist raus.
Ich kann das nicht glauben, irgendwas scheine ich systematisch komplett
http://pastebin.com/N7qEUcNu
Egal welcher Strom da fließt, hinten kommt quasi eine konstante Spannung
raus.

1. In deiner Schaltung reicht die Versorgungsspannung von +5V für den
OP07 in Deiner Anwendung nicht aus. Außerdem ist der OP07 nicht für
unipolare Versorgung geeignet. Versorge Deine Schaltung mit +/-15V und
es funktioniert.

2. Der Subtrahierer mit X3 liefert in Deiner Beschaltung eine negative
Ausgangsspannung, was er aber nicht kann, weil er nur mit 0/+5V versorgt
wird. Wenn du die Verbindungen R6/R7 nach R8/R9 kreuzt, wird die
Ausgangsspannung positiv.

Gruß,
Alexander

[Helmut Sennewald]

Hallo Johannes,

Du findest in LTspice ein fertiges Beispiel mit dem LT1637.
Statt mir 5V, kannst du den LT1637 auch mit 3,3V versorgen.
Derkann dann trotzdem auf 5V den Strom "sensen".

C:\Programme\LTC\LTspiceIV\examples\jigs\1637.asc

Da gibt es bestimmt noch mehr Beispiele mit anderen ICs die für diese
Aufgabe passen.

Gruß
Helmut

[Johannes Bauer]

Post by Helmut Sennewald
Du findest in LTspice ein fertiges Beispiel mit dem LT1637.
Statt mir 5V, kannst du den LT1637 auch mit 3,3V versorgen.
Derkann dann trotzdem auf 5V den Strom "sensen".

Interessant, dass du's sagst, weil die Schaltung die in der von dir
referenzierten Datei aufgebaut ist, ist genau das was ich auch aufgebaut
hatte (und als ASCII-Art gemalt). In dem Beispiel geht es allerdings.

Also habe ich ein bischen herumgeguckt, woran das liegt. Sobald ich den
Opamp mit +5V versorge, kommt Müll heraus. Wenn ich sowohl meinen
Prüfling als auch den Opamp mit entweder 3.3V oder 5V versorge, geht's
(wobei der 1637 mit den 3.3V nicht ganz glücklich ist, das Messignal
sieht etwas verzerrt aus und die Simulation scheint auch nicht so recht
zu konvergieren und braucht etwa 10 Mal so lange wie bei 5V).

Wieso ist das ein Problem, wenn ich den Opamp mit mehr Spannung versorge
als den Prüfling? Umgekehrt hätte ich Probleme erwartet, aber so?

Viele Grüße,
Johannes

[Helmut Sennewald]

Post by Johannes Bauer

Post by Helmut Sennewald
Du findest in LTspice ein fertiges Beispiel mit dem LT1637.
Statt mir 5V, kannst du den LT1637 auch mit 3,3V versorgen.
Derkann dann trotzdem auf 5V den Strom "sensen".

Interessant, dass du's sagst, weil die Schaltung die in der von dir
referenzierten Datei aufgebaut ist, ist genau das was ich auch aufgebaut
hatte (und als ASCII-Art gemalt). In dem Beispiel geht es allerdings.
Also habe ich ein bischen herumgeguckt, woran das liegt. Sobald ich den
Opamp mit +5V versorge, kommt Müll heraus. Wenn ich sowohl meinen
Prüfling als auch den Opamp mit entweder 3.3V oder 5V versorge, geht's
(wobei der 1637 mit den 3.3V nicht ganz glücklich ist, das Messignal
sieht etwas verzerrt aus und die Simulation scheint auch nicht so recht
zu konvergieren und braucht etwa 10 Mal so lange wie bei 5V).
Wieso ist das ein Problem, wenn ich den Opamp mit mehr Spannung versorge
als den Prüfling? Umgekehrt hätte ich Probleme erwartet, aber so?
Viele Grüße,
Johannes

Hallo Johannes,
also bei mir funktioniert die Schaltung egal ob ich die mit 3.3V oder mit 5V
versorge.
Ich versuche mal die Datei anzuhängen.

Die von dir verwendeten OP07 könne das natürlich nicht.

Gruß
Helmut


begin 666 LT1637.asc
M5F5R<VEO;B T#0I32$5%5" Q(#@Y-B V.# -"E=)4D4@+***@P(#$V("TX," P
M#0I725)%("TS,B Q-B M.# @,38-"E=)***@.# @,38@-#@@,38-"E=)4D4@
M,***@T(#$V(#@P(#$V#0I725)%("TX," T." M.# @,38-"E=)4D4@,30T(#$Q
M,B Q-#***@.38-"E=)4D4@,***@T(#$T-" S.#0@,38-"E=)4D4@+***@P(#$V," M
M.# @,3(X#0I725)%("TS,B Q-C @+***@P(#$V, T*5TE212 Q,3(@,38P(#0X
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M, T*5TE212 S.#0@,C<R(#,X-" R-# -"E=)4D4@-#8T(#(W,B S.#0@,C<R
M#0I725)%(#,X-" R.#@@,***@T(#(W,@T*5TE212 Q-#0@,S(P(#$T-" R-S(-
M"E=)4D4@+3,X-" S.#0@+3,X-" S-3(-"E=)4D4@+3(U-B S.#0@+3(U-B S
M-3(-"E=)4D4@+***@P(#,X-" M.# @,S4R#0I725)%(#,X-" S.#0@,***@T(#,V
M. T*1DQ!1R M,C4V(#,X-" P#0I&3$%'(#$T-" Y-B K5C$-"D9,04<@+3(U
M-B R-# @*U8-"D9,04<@,30T(#,R," P#0I&3$%'(#,X-" S.#0@, T*1DQ!
M1R M.# @," ***@T*1DQ!1R M.# @,***@T(# -"D9,04<@-#8T(#(W,B!/550-
M"D9,04<@+3,X-" S.#0@, T*1DQ!1R M,***@T(#(T," K5C$-"E-934)/3"!V
M;VQT86=E("TR-38@,C4V(%(P#0I364U!5%12($EN<W1.86UE(%8Q#0I364U!
M5%12(%9A;'5E(#4-"E-934)/3"!O<&%M<'-<7$Q4,38S-R Q-#0@,3DR(%(P
M#0I364U!5%12($EN<W1.86UE(%4Q#0I364U"3TP@;G!N(#,R," Q-#***@4C -
M"E-934%45%(@26YS=$YA;***@43$-"E-934%45%(@5F%L=64@,DXS.3 T#0I3
M64U"3TP@<F5S(#,V." R-S(@4C -"E-934%45%(@26YS=$YA;***@4C$-"E-9
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M($EN<W1.86UE(%(R#0I364U!5%12(%9A;'5E("XR#0I364U"3TP@<F5S(#8T
M(# @4CDP#0I724Y$3U<@," P(#4V(%9";W1T;VT@,@T*5TE.1$]7(#,@,S(@
M-***@5E1O<" R#0I364U!5%12($EN<W1.86UE(%(S#0I364U!5%12(%9A;'5E
M(#(P, T*4UE-0D],(')E<R V-" Q-#***@4CDP#0I724Y$3U<@," P(#4V(%9"
M;W1T;VT@,@T*5TE.1$]7(#,@,S(@-***@5E1O<" R#0I364U!5%12($EN<W1.
M86UE(%(T#0I364U!5%12(%9A;'5E(#(P, T*4UE-0D],(&-U<G)E;G0@+***@P
M(#(W,B!2, T*5TE.1$]7(#$R,R P(# @3&5F=" R#0I724Y$3U<@,SD@," P
M($QE9G0@,@T*4UE-05144B!);G-T3F%M92!),0T*4UE-05144B!686QU92!3
M24Y%*# N-2 P+C4@,4LI#0I364U"3TP@=F]L=&%G92 M,***@T(#(U-B!2, T*
M4UE-05144B!);G-T3F%M92!6,@T*4UE-05144B!686QU92 S+C,-"E1%6%0@
M+30Q-B X($QE9G0@,B A+G1R86X@,VT-"E1%6%0@,3(X("TT."!";W1T;VT@
M,B [4&]S:71I=***@4W5P<&QY(%)A:***@0W5R<F5N="!396YS90T*5$585" M
E-#$V("TS,B!,969T(#(@.RYO<'1I;VYS(&=M:6X],64M,3 -"@``
`
end

[MaWin]

Post by Johannes Bauer
vorgestellt: Ich will eine High-Side Strommessung machen an einem uC,
der mit 3.3V versorgt wird. 5V Versorgung ist auch vorhanden. Den
LT1637

Ein besonderer Over-The-Top OpAMp, der sogar Spannungen bis 44V messen
kann, selbst wenn er mit 5V versorgt wird.

Post by Johannes Bauer
Ursprünglich wollte ich einen OP07

Mit 5V ? Klar doch...

Post by Johannes Bauer
Was mache ich denn fundamental falsch hier?

Wenn du hohe Spannungen messen willst,
brauchst du auch einen OpAmp der hohe Eingangsspannugnen messen kann.

Siehe input voltage range im Datenblatt

Der LT1637 kann das eigentlich, und läuft auch mit 5V, also sollte
die Schaltung mit ihm funktionieren.

Normale Feld-Wald-Wiesen OpAmps können das aber nicht. Selbst wenn
du den OpAmp mit 5V versorgt um 3.3V messen zu können, scheiden
LM358 oder LT1013 aus. Die TL061 Serie geht, funktioniert aber nicht
an 5V. CA3130/3140 wären brauchbar, oder aktuelle Rail-To-Rail Input
OpAmps wie AD8551 (1uV) LTC1250 (5uV chopperstabilisiert) AD8622
(10uV) AD8671 (20uV) OPA188 (25uV) AD820 (100uV) TS507 (100uV).

Statt dem NPN nimmt man oft einen kleinen MOSFET, weil der noch nicht
mal den Strom um 1% Basisstrom verfälscht.

[Johannes Bauer]

Post by MaWin

Post by Johannes Bauer
LT1637

Ein besonderer Over-The-Top OpAMp, der sogar Spannungen bis 44V messen
kann, selbst wenn er mit 5V versorgt wird.

Post by Johannes Bauer
Ursprünglich wollte ich einen OP07

Mit 5V ? Klar doch...

Gerade nochmal nachgeschaut: Der ist kein Single-Supply. Das ist das
Problem, oder? Die geben ihre typischen Daten bei +-13V an, aber welche
Angabe sagt mir denn, ab welcher Spannung der OP "ordentlich" anfängt zu
funktionieren?

Post by MaWin

Post by Johannes Bauer
Was mache ich denn fundamental falsch hier?

Wenn du hohe Spannungen messen willst,
brauchst du auch einen OpAmp der hohe Eingangsspannugnen messen kann.

Klar, das verstehe ich -- ist hier aber ja nicht der Fall.

Post by MaWin
Siehe input voltage range im Datenblatt
Der LT1637 kann das eigentlich, und läuft auch mit 5V, also sollte
die Schaltung mit ihm funktionieren.
Normale Feld-Wald-Wiesen OpAmps können das aber nicht. Selbst wenn
du den OpAmp mit 5V versorgt um 3.3V messen zu können, scheiden
LM358 oder LT1013 aus.

Das verstehe ich jetzt aber wieder nicht. Der LM358 ist kein
Rail-to-Rail, ist das das Problem? Ich hätte gedacht, dass geht in
meinem Fall, weil die 3.3V von den 5V weit genug entfernt sind. Woran
machst du das denn fest, welche Opamps gehen und nicht gehen?

Bitte verstehe mich nicht falsch: Ich bin total dankbar, wenn du mir
Hinweise gibst, welche Typen in meinem Fall funktionieren und welche
nicht. Aber ich weiß halt nicht genau wieso, und das würde ich gern
verstehen.

Post by MaWin
Die TL061 Serie geht, funktioniert aber nicht
an 5V. CA3130/3140 wären brauchbar, oder aktuelle Rail-To-Rail Input
OpAmps wie AD8551 (1uV) LTC1250 (5uV chopperstabilisiert) AD8622
(10uV) AD8671 (20uV) OPA188 (25uV) AD820 (100uV) TS507 (100uV).
Statt dem NPN nimmt man oft einen kleinen MOSFET, weil der noch nicht
mal den Strom um 1% Basisstrom verfälscht.

CA3140 habe ich da, ich versuche mit denen mal die Simulation und werde
beim nächsten Einkauf Rail-to-Rail mit auf die Stückliste schreiben.
Danke für den Tipp NPN -> NFET, das werde ich auch probieren.

Viele Grüße,
Johannes

[Axel Schwenke]

Post by Johannes Bauer

Post by MaWin

Post by Johannes Bauer
Ursprünglich wollte ich einen OP07

Mit 5V ? Klar doch...

Gerade nochmal nachgeschaut: Der ist kein Single-Supply. Das ist das
Problem, oder?

Man kann jeden OPV wahlweise symmetrisch oder asymmetrisch mit
Betriebsspannung versorgen. Man muß lediglich innerhalb der
Grenzwerte bleiben (Differenz Vcc-Vss). Und man muß darauf schauen,
daß die Pegel an Eingängen und Ausgang innerhalb der erlaubten
Grenzen liegt.

Da man Signale typisch auf GND bezieht, werden OPV die am Eingang
(und eingeschränkt am Ausgang) bis GND kommen, gerne als "single
supply" beworben.

Post by Johannes Bauer
Die geben ihre typischen Daten bei +-13V an, aber welche
Angabe sagt mir denn, ab welcher Spannung der OP "ordentlich" anfängt zu
funktionieren?

"Supply Voltage Range"

ist beim OP07 mit +/-3V ... +/-18V angegeben. Also mindestens 6V
zwischen den Versorgungspins.

Post by Johannes Bauer

Post by MaWin
Normale Feld-Wald-Wiesen OpAmps können das aber nicht. Selbst wenn
du den OpAmp mit 5V versorgt um 3.3V messen zu können, scheiden
LM358 oder LT1013 aus.

Das verstehe ich jetzt aber wieder nicht. Der LM358 ist kein
Rail-to-Rail, ist das das Problem?

Ja. Das ist das Problem.

Post by Johannes Bauer
Ich hätte gedacht, dass geht in
meinem Fall, weil die 3.3V von den 5V weit genug entfernt sind. Woran
machst du das denn fest, welche Opamps gehen und nicht gehen?

Na an den Angaben aus dem Datenblatt (hier das von ST)

"Input Common Mode Voltage Range"

0 .. (Vcc - 1.5V) bei 25°C
0 .. (Vcc - 2V) über den gesamten Temperaturbereich

Wobei ich mit Blick auf die Innenschaltung die 1.5V sehr skeptisch
sehe. 2V sind deutlich angemessener.


XL

[Johannes Bauer]

Post by Axel Schwenke

Post by Johannes Bauer
Die geben ihre typischen Daten bei +-13V an, aber welche
Angabe sagt mir denn, ab welcher Spannung der OP "ordentlich" anfängt zu
funktionieren?

"Supply Voltage Range"
ist beim OP07 mit +/-3V ... +/-18V angegeben. Also mindestens 6V
zwischen den Versorgungspins.

Ah, ganz oben! Ich hatte in der tabellarischen Darstellung gesucht und
nichts entsprchendes gefunden.

Post by Axel Schwenke

Post by Johannes Bauer
Ich hätte gedacht, dass geht in
meinem Fall, weil die 3.3V von den 5V weit genug entfernt sind. Woran
machst du das denn fest, welche Opamps gehen und nicht gehen?

Na an den Angaben aus dem Datenblatt (hier das von ST)
"Input Common Mode Voltage Range"
0 .. (Vcc - 1.5V) bei 25°C
0 .. (Vcc - 2V) über den gesamten Temperaturbereich
Wobei ich mit Blick auf die Innenschaltung die 1.5V sehr skeptisch
sehe. 2V sind deutlich angemessener.

Hm, im Datenblatt des CA3130 steht aber für V_ICR bei Betrieb an +5V
0..2.8V. Wieso geht der dann?

Umgekehrt heißt das aber doch, wenn ich eine genügend hohe Spannung
bereitstellen könnte, also z.B. 10V, dann könnte ich auch den OP07
problemlos verwenden, oder?

Viele Grüße,
Johannes

[Axel Schwenke]

Post by Johannes Bauer
Hm, im Datenblatt des CA3130 steht aber für V_ICR bei Betrieb an +5V
0..2.8V. Wieso geht der dann?

Da hat MaWin sich wohl verhauen. In der Tat kommt der CA3140 nicht
weiter als ca. 2.5V an die positive Betriebsspannung ran.

Post by Johannes Bauer
Umgekehrt heißt das aber doch, wenn ich eine genügend hohe Spannung
bereitstellen könnte, also z.B. 10V, dann könnte ich auch den OP07
problemlos verwenden, oder?

Ganz genau.


XL

[Marc Santhoff]

Post by Axel Schwenke

Post by Johannes Bauer
Hm, im Datenblatt des CA3130 steht aber für V_ICR bei Betrieb an +5V
0..2.8V. Wieso geht der dann?

Da hat MaWin sich wohl verhauen. In der Tat kommt der CA3140 nicht
weiter als ca. 2.5V an die positive Betriebsspannung ran.

Da geht es wohl erstens um den CA3140 und zweitens ist das offenbar
Herstellerabhängig. Im Datenblatt von Intesil steht es extra im
Einleitungstext:

"The
use of PMOS field effect transistors in the input stage results
in common mode input voltage capability down to 0.5V below
the negative supply terminal, an important attribute for single
supply applications. The output stage uses bipolar transistors
and includes built-in protection against damage from load
terminal short circuiting to either supply rail or to ground.
"

und in der Tabelle steht Vicr = -0,5V

Das heißt dann wohl ST kann keinen funktionierenden Nachbau herstellen. ;)

Marc

[Axel Schwenke]

Post by Marc Santhoff

Post by Axel Schwenke
Da hat MaWin sich wohl verhauen. In der Tat kommt der CA3140 nicht

~~~~~~

Post by Marc Santhoff

Post by Axel Schwenke
weiter als ca. 2.5V an die positive Betriebsspannung ran.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Post by Marc Santhoff
Da geht es wohl erstens um den CA3140

~~~~~~

Post by Marc Santhoff
"The
use of PMOS field effect transistors in the input stage results
in common mode input voltage capability down to 0.5V below
the negative supply terminal

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Das mit dem Lesen mußt du noch üben. Ich hab dir das wesentliche
nochmal unterstrichen.


XL

[MaWin]

Post by Johannes Bauer
Hm, im Datenblatt des CA3130 steht aber für V_ICR bei Betrieb an +5V
0..2.8V. Wieso geht der dann?

Nein, richtig entdeckt, der hält zwar 8V mehr aus als die positive
Versorgung beträgt, aber kann nicht bis dort hin korrekt messen,
das klappt nur bis VDD-2.2V, wie das Datenblatt sagt. Hatte mich
irritieren lassen.

Post by Johannes Bauer
Umgekehrt heißt das aber doch, wenn ich eine genügend hohe Spannung
bereitstellen könnte, also z.B. 10V, dann könnte ich auch den OP07
problemlos verwenden, oder?

Ja. Ggf. brauchst du auch eine NEGATIVE Versorgubg damit sein Ausgang
weit genug runter kommt.

[Uwe Hercksen]

Post by Johannes Bauer
Ursprünglich wollte ich einen OP07 verwenden, aber mittlerweile weiß ich
gar nicht mehr, was ich da nehmen soll, weil bisher alles gescheitert
ist.

Hallo,

ein Blick in das Datenblatt des OP07 würde helfen. Da steht gleich zu
Anfang:
Wide Input Voltage Range 0 to ±14 V Typ
Wide Supply Voltage Range ±3 V to ±18 V

Daraus sieht man das der nur für bipolare Speisung empfohlen wird und
das die Eingangsspannung mindestens 4 V kleiner als die Versorgung sein
sollte. Üblicherweise wird der mit +- 15 V versorgt um dann mit Ein- und
Ausgangsspannungen von maximal +- 10 V zu arbeiten. Laut Datenblatt
gehen dabei auch +- 12 V am Ausgang und +- 13 V am Eingang. Für Deinen
Fall also nicht geeignet.

Bye