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Thema: Welcher Operationsverstärker für sehr geringe Spannungen

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von avrrobot
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    Welcher Operationsverstärker für sehr geringe Spannungen

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    Hallo,
    Ich möchte eine Spannungsdiffernez von wenigen μV durch einen Operationsverstärker so verstärken,
    dass ich die Spannung gut mit dem ADC auslesen kann.
    Also brauche ich einen Operationsverstärker, der schon bei diesen Spannungen exakt arbeitet.
    Kann das jeder beliebige oder brauche ich da einen speziellen?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Typ kenne ich keinen, du musst aber darauf achten das das Rauschen nicht zu groß ist. Ein weiterer Punkt ist das du einen RTR (Rail to Rail) OP brauchst damit du bis zur Versorgungsspannung (Massepotential und Versorgungspotential) aussteuern kannst. Ansonsten musst du eine bipolare Versorgung vorsehen (z.B. +/-12V). Welche Bandbreite benötigst du?
    Ich habe vor Kurzem mit OPA2340 und OPA2241 gearbeitet. Habe diese beiden für einen Analogoptokoppler eingesetzt (für 0-5V zu 0-10V bzw umgekehrt).

    MfG Hannes

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Unter den genannten gängigen Typen gibt es welche mit kleiner Offsetspannung Voff und geringer Drift Voff/°C, die werden wohl besser geeignet sein.

    http://www.rn-wissen.de/index.php/Operationsverst%C3%A4rker#Liste_g.C3.A4ngiger_Type n_von_Operationsverst.C3.A4rkern

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von avrrobot
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    Der Operationsverstärker dürfte auch recht träge sein, ich brauche ihn nur im Bereich von 0,1-40 Hz.
    Geändert von avrrobot (09.10.2011 um 13:16 Uhr) Grund: Falsche Frequenzen, habs oben verbessert.

  5. #5
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    Wie belastbar ist denn die zu messende Quelle?
    Muss man besonders hochohmig messen?
    Dann wären eventuell FET-Eingänge nützlich.
    Der OpAmp sollte Präzisions-type sein.
    Grüße, Bernhard

  6. #6
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    Als Verstärker kommen da 2 Sorten von OPs in Frage:

    1) Präzisionstypen auf Basis vom Bipolaren Transistoren, wie z.B. OP177, OP27 oder LT1027. Hier hat man etwas Offset in der Größenordnung von vielleicht 50 µV, dafür aber relativ wenig Rauschen. Erst deutlich unter 1 Hz wird das Rauschen dann auch relativ groß (1/f Rauschen). Diese OPs geht nur gut wenn die Quelle relativ niederohmig ist.

    2) Chopperstabiliseirte OPs wie AD8551 oder LTC1050. Hier ist der Offset mit unter 1 µV sehr klein, aber dafür hat man aber relativ viel rauschen, das aber keinen 1/f Anteil mehr hat.

  7. #7
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Zitat Zitat von avrrobot Beitrag anzeigen
    Hallo,
    Ich möchte eine Spannungsdiffernez von wenigen μV durch einen Operationsverstärker so verstärken,
    dass ich die Spannung gut mit dem ADC auslesen kann.
    Also brauche ich einen Operationsverstärker, der schon bei diesen Spannungen exakt arbeitet.
    Kann das jeder beliebige oder brauche ich da einen speziellen?
    Hier musst du auf die Offsetspannung achten, die bei normalen OPs bereits einige mV betragen kann.
    Da die Offsetspannung mit verstärkt wird, verfälscht sie das Signal erheblich.
    Ein gut erhältlicher OP ist AD8551 oder AD8552 mit 1µV Offset. Dieser Typ kann auch Rail-To-Rail am Eingang.

    Beim Verdrahten muss auch auf Thermospannungen geachtet werden.
    Was ist das für ein Signal, das du verarbeiten willst?

    Grüße, Peter

  8. #8
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    Hallo!

    Für Eingangspannung in µV Bereich eignet sich am besten Chopperverstärker, der aber komplizierter ist.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker Avatar von avrrobot
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    Ich weiß nicht genau wie stark belastbar die Quelle ist, kann aber sicher nicht zu viel liefern.
    Soll so eine Art EEG werden, mit Kontakten an der Kopfhaut.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Quelle wird vermutlich schon eher hochohmig sein. Entsprechend müsste man schon auf den Eingangsstrom achten. Typen wie OP27 oder LT1027 fallen damit schon fast raus. Auch werde die ganz Niedrigen Frequenzen unter 0,1 Hz hier keine Rolle spielen, anders als z.B. beim Thermoelement. Vermutlich wird man auch relativ viel Störungen einfangen, so das der Verstärker selber gar nicht so kritisch ist. Eine schöne Sache bei den OPs ist, dass fast alle Typen Pinkompatibel sind, man kann also später noch einfach den Typ in der Fassung tauschen.

    Vermutlich wird man die Schaltung per Batterie betreiben müssen (aus Sicherheitsgründen) - da wäre also ein Typ für eher geringe Spannung (z.B. 5 V) und mit etwas weniger Stromverbrauch besser.

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