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Hallo zusammen,

ich habe ein kleines Verständnisproblem in Bezug auf den Eingangsruhestrom eines Operationsverstärkers.
Der Eingangsruhestrom liegt im Bereich von einigen Nanoampere. Meine Feldmühle erzeugt jedoch ebenfalls einige Nanoampere Umladeströme.
Wie kann man verhindern, dass der Umladestrom als Ruhestrom in den (beispielsweise) Impedanzwandler fließt? Oder beachte ich da etwas am OPV nicht?


Gruß
Nick

» Hallo zusammen,
»
» ich habe ein kleines Verständnisproblem in Bezug auf den Eingangsruhestrom
» eines Operationsverstärkers.
» Der Eingangsruhestrom liegt im Bereich von einigen Nanoampere. Meine
» Feldmühle erzeugt jedoch ebenfalls einige Nanoampere Umladeströme.
» Wie kann man verhindern, dass der Umladestrom als Ruhestrom in den
» (beispielsweise) Impedanzwandler fließt? Oder beachte ich da etwas am OPV
» nicht?

Du liegst schon richtig, übersiehst vielleicht etwas anderes. Der Schaltungsaufbau muss extrem geschützt sein vor Umwelteinflüssen. Eine noch so geringe Feuchtigkeit verfälscht das Messresultat massiv!

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Du liegst schon richtig, übersiehst vielleicht etwas anderes. Der
» Schaltungsaufbau muss extrem geschützt sein vor Umwelteinflüssen. Eine noch
» so geringe Feuchtigkeit verfälscht das Messresultat massiv!

Danke, Thomas.
Ok, meine Schaltung wird jedoch keinen Witterungsverhältnissen ausgesetzt sein. In Deinem Elektronik-Kurs zu OPVs konnte ich meine Frage zum Eingangsruhestrom nicht klären. Auch die anderen Hobbybastler lassen sich dazu nicht aus.

Gruß
Nick

Hallo Nick,

» Ok, meine Schaltung wird jedoch keinen Witterungsverhältnissen ausgesetzt
» sein. In Deinem Elektronik-Kurs zu OPVs konnte ich meine Frage zum
» Eingangsruhestrom nicht klären.

Dabei sollte man berücksichtigen, dass die Elektronik-Minikurse kein Ersatz sind für tiefergehende schaltungstechnische Literatur. In den Minikursen wird dann sowas z.T. thematisiert, wenn die involvierte praktische Anwendung dies nötig macht. Aber selbst dann, empfiehlt es sich, will man Elektronik ernsthaft betreiben, passende Literatur anzuschaffen oder auszuleihen, was z.B. an Hochschulbibliotheken möglich ist.

Auch an dieser Stelle möchte ich wieder einmal wärmstens das Buch HALBLEITER-SCHALTUNGS-TECHNIK von U. Tietze und Ch. Schenk empfehlen. Es ist ein gelungenes Kompromisswerk zwischen Theorie und Praxisbezug mit vielseitigen Themen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Danke,

das Buch von Tietze/Schenk habe ich. Trotzdem bekomme ich das Problem mit dem Ruhestrom nicht hin. Die Operationsverstärker oder ein Instrumentationsverstärker wird die Umladeströme als Eingangsruhestrom absaugen.

Gruß
Nick

» Ok, meine Schaltung wird jedoch keinen Witterungsverhältnissen ausgesetzt
» sein.
doch, denke an die Luftfeuchtigkeit, die durchaus schwanken kann, selbst in eng klimatisierten Räumen. Ich hatte zuvor im Rahmen deiner Fragen von Klima/ Witterungsbedingungen gesprochen - worauf Du die Halle erwähnt hast, in der der Teiler steht. Aber bei derartigen Messungen geht es nicht darum, daß ein Gerät im Freien steht. Luftdruck, atmosphärische Aufladungen und auch Luftfeuchtigkeit haben immer einen Einfluß auf das Raumklima, bei diesen Messungen ist das nicht zu vernachlässigen. Wenn Du im Bereich der Eingangsströme (bias-) von FET-OPs arbeiten mußt, sind der Aufbau und auch das Material entscheidend (Stichwort "guard ring" als Beispiel). Denke auch daran, dass sich hier auch noch Temperatureinflüsse bemerkbar machen. Gerätst Du in diese Bereiche, kann die Meßgenauigkeit extrem beeinflußt werden bzw schwanken. Du müsstest dann also z.B. die Feldmühle anders dimensionieren. Daher stellte ich bereits früher die Frage nach den Rahmenbedingungen, dazu gehört auch die geforderte Meßgenauigkeit, Langzeitkonstanz, tolerierterTemperatureinfluß etc. . Und Du erkennst vielleicht jetzt auch, dass mit der Angabe der Ausgangsspannung Deiner Feldmühle von 200mV absolut nichts anzufangen ist. Daher hast Du auch keine Antworten erhalten, nicht weil die "Hobbybastler" (allerdings weiss ich nicht, welche Du meinst...) es nicht wissen. . .
Der Tietze-Schenk ist ein sehr guter Ansatz (wurde Dir ja auch früher schon empfohlen).
Aus Deinen Fragen und den von Dir bereitgestellten Informationen ist keinerlei Konzept zu erkennen, so dass eine detaillierte Hilfe praktisch nicht möglich ist.
Grüße
Hartwig

siehe hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ladungsverst%C3%A4rker
ziemlich weit unten unter "Schaltungstechnik"

und die Elektrodenkapazität bzw Ladungsmenge auf der Elektrode der Feldmühle wird auch eine Rolle spielen.

» Und Du erkennst
» vielleicht jetzt auch, dass mit der Angabe der Ausgangsspannung Deiner
» Feldmühle von 200mV absolut nichts anzufangen ist. Daher hast Du auch keine
» Antworten erhalten, nicht weil die "Hobbybastler" (allerdings weiss ich
» nicht, welche Du meinst...) es nicht wissen. . .

Hallo Hartwig,

die 200mV sind nicht die Ausgangsspannung meiner Feldmühle. Es ist eine Spannung, die ich an einem Widerstand bekomme, wenn ich den Propeller über der Sektorelektrode ( mit Flächeninhalt A) mit 50Hz rotieren lasse. Also die Verstärker-Eingangsspannung.

Mit den "Hobbybastlern" meine ich das beispielsweise: http://www.qsl.net/dh1stf/
Auf Witterungsverhältnisse und mein Problem mit dem Ruhestrom der OPVs geht er nicht ein. Scheint also alles halb so wild zu sein, so mein Eindruck.
Iddeen zum Ladungsverstärker gibt es auch nicht.

Gruß
Nick

Hallo Hartwig,

» Luftdruck, atmosphärische Aufladungen und auch Luftfeuchtigkeit haben immer einen Einfluß auf das Raumklima, bei diesen Messungen ist das nicht zu
» vernachlässigen.

Dazu kommt noch, wie ich vor langer Zeit mal gelernt habe, dass sehr viele Stoffe hygroskopisch sind. Es stellt sich also die Frage, ob dies nicht auch beim Epoxyharz (Printmaterial) zutrifft. Wenn ja, dürfte dies eine vermutlich recht massive Auswirkung auf die Langzeitstabilität des Messsystems haben, wenn da nA oder weniger im Spiel sind.

Es gibt für solche Fälle die Möglichkeit des Schaltungsaufbaus auf das (seifige) Teflon. Wie einfach man das hinkriegt, habe ich keine Ahnung...

Ich erinnere mich übrigens, es gibt Transistorsockel aus Teflon. Die könnten nützlich sein, wenn man die Vorstufe diskret mit MOSFETs realisiert. Oder vielleicht gibt es auch IC-Sockel aus Teflon.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo Thomas,

ja , wenn es um nA geht, kann es schwierig werden. Selbst bei Teflon gibt es keine gurndsätzliche Sicherheit, da spielt die Verarbeitung eine gewisse Rolle. Ich kenne einen Fall, wo Teflonisolierung im Langzeiteinsatz in Feuchtigkeit nach 2-3 Jahren versagte - Grund war ein zuvor nicht beobachtetes Verabeitungsproblem. Vor etlichen Jahren hatte ich mit Photomulipliern gearbeitet, deren Vorstufen waren auf Epoxyd-Basismaterial aufgebaut. Die gesamte Vorverstärkerschaltung ab Kathode des PMT wurde dann definiert getrocknet und dann getränkt/vergossen, die Dynoden-Spannungsteiler waren ohne besondere Maßnahmen (außer den bei Hochspannung üblichen Vorkehrungen) aufgebaut.

Bei der Aufgabenstellung hier kommt ja von der Feldmühle als Signal die Entladung der rotierenden Elektrodenflächen. Das sollte also eine Art Wechselspannung sein. Nimmt man Bias-I und Offset-I in erster Näherung als konstant an, sollte ein Ladungsverstärker als Messverstärker funktionieren. Nur werden auch Isolation, Temperaturdrift etc eine Rolle spielen, da muß man wohl Größe der Feldmühle und den Verstärker an die Meßaufgabe (Meßbereich, Genauigkeit, Langzeitkonstanz) anpassen. Und genau da sehe ich das Problem, aber das habe ich dem TE ja schon erklärt. Eigentlich wissen wir von der Aufgabenstellung fast nix (außer dass ein Spannungsteiler elektrostatisch vermessen werden soll ).
Viele Grüße
Hartwig

Hallo,
wichtig wäre hier, die Ladung zu kennen. Der Ladungsverstärker ist ja kein Verstärker im eigentlichen Sinne, es ist mehr ein Integrator mit sehr geringen Eingangswiderstand - daher befindet sich ja auch kein Widerstand im Eingangskreis.
in der gezeigten Schaltung befinden sich eingangsseitig Parallelwiderstände von 10MOhm - bei 200mV würden da also 20nA fließen. Da die Offset- und Bias-Ströme von IC zu IC stark variieren, wird dadurch wahrscheinlich eine gewisse Reproduzierbarkeit erreicht. Die gezeigt Schaltung könnte also als Basis für Versuche genommen werden. Ob die allerdings Deinen Anforderungen genügt,, kannst nur Du sagen.
Grüße
Hartwig