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Hallo,

folgendes versuche ich zu realisieren:
Einen Strom-Monitor, der in gewissen zeitlichen Abständen einen Strom aufzeichnet.

Das Einganssignal ist ein Photodiodenstrom, welcher z.B. zwischen 10 nA und 1 mA variieren kann (im Extremfall zw. 1 nA und 10 mA). Da der Strom über viele Zehnerpotenzen variieren kann, ist ein einfacher Widerstand und eine Spannungsmessung mit einem ADC-Wandler nicht geeignet.
Vereinfachend(?) kommt hinzu, dass mich der absolute Strom eigentlich nicht unbedingt interessiert, sondern mehr der zeitliche Verlauf, d.h. der Strom zum Anfangszeitpunkt (den ich z.B. mit einem Trigger vorgebe) beträgt 100%. In meinem speziellen Fall ist zu erwarten, dass der Strom mit der Zeit langsam abnimmt. Dabei möchte ich in der Lage sein, Änderungen von ca. 0.1% oder besser detektieren zu können.
Mein Gedankengang wäre folgender:
Mit einem OP wandle ich den Strom in eine Spannung von ca. 5 V um. Diese Spannung taste ich dann z.B. mit einem 10-14bit ADC ab. Um den Verlauf des Stromes aufzeichnen zu können, müsste allerdings der anfänglich eingestellte Verstärkungsfaktor absolut konstant bleiben. Den möchte ich allerdings nicht von Hand einstellen müssen, sondern der ergibt sich ja aus dem Anfangsstrom, z.B. 100 nA und der "Abtastspannung" 5 V. Wie halte ich diesen Verstärkungsfaktor konstant? Oder bin ich mit diesem Ansatz auf dem Holzweg?
Das ganze soll möglichst kompakt und bezahlbar sein, da ich das ganze ca. 32 oder 64 mal benötige. Ein teures Digitalmulitmeter ist also keine Option.
Wer kann mir Hinweise geben?
Vielen Dank!
Theo.

» Das Einganssignal ist ein Photodiodenstrom, welcher z.B. zwischen 10 nA
» und 1 mA variieren kann (im Extremfall zw. 1 nA und 10 mA). Da der Strom
» über viele Zehnerpotenzen variieren kann, ist ein einfacher Widerstand und
» eine Spannungsmessung mit einem ADC-Wandler nicht geeignet.

1 nA bis 10 mA sind sage und schreibe sieben Zehnerpotenzen. Mein erster Vorschlag wäre die Verwendung eines analogen Logarithmierers. Damit sind sechs Zehnerpotenzen wohl durchaus drin, sieben könnte sehr schwer werden. Die Diode auf jeden Fall durch die Diodenstrecke eines Kleinsignaltransistors ersetzen, um die Leckströme gering zu halten.
Das ganze entweder temperaturstabilisiert betreiben oder mit einer zweiten Diode kompensieren, ggf. sogar beides kombinieren.
Danach ganz stupide mit einem geeigneten AD-Wandler abtasten.

Gruß
Torsten

Hallo Torsten,
danke für den Hinweis. 1 nA bis 10 mA ist vielleicht etwas übertrieben, aber 10 nA bis 1 mA können es sicher sein.
Aha, also quasi den logarithmischen Bereich von 1 nA bis 10 mA linear z.B. auf 3 bis 10 V "abbilden", das hieße bei Maximalstrom: 10 V = 100%, 9 V = 10%, 8 V = 1%.
Da log(10)-log(9.99) = 4.3e-4, müsste man mit einem 14bit ADC dann auch in allen Bereichen ca. 0.1% Änderung detektieren können...?!
Müsste man den Logarithmierer selber aus OPs zusammenbauen oder gibt's da vielleicht schon entsprechende (Präzisions)-Bausteine?
Schönen Gruß, Theo.

» Müsste man den Logarithmierer selber aus OPs zusammenbauen oder gibt's da
» vielleicht schon entsprechende (Präzisions)-Bausteine?

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8304.pdf

Hi x y,
das scheint genau das zu sein, was ich benötige...
Werde es ausprobieren.
Vielen Dank! Theo.