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Hallo,

manchmal habe ich AC-Spannungen zu messen, die kleiner als 10mV sind. Mein Multimeter zeigts zwar an, ich hätte aber gerne noch eine Stelle mehr (Genauigkeit reicht mir aber +/- 5%). Also müßte ich diese kleinen AC-Spannungen verstärken, eine Stelle auf dem Multimeter mehr bedeutet 10fache Verstärkung. Maximale Frequenz ist bis 20kHz ausreichend. Für eine höhere Verstärkung (100fach) wirds bestimmt eng in Bezug höherer Frequenzen und dann kommen Probleme wie Offset, Rauschen etc. sicher hinzu.

Habe mir als OPV den LT1413 ausgesucht. Ist der von seinen technischen Werten geeignet? Datenblatt: www.linear.com/docs/1516

Die genaue Schaltung habe ich noch nicht, brauche ja erst mal eine grobe Vorstellung mit was ich bauen kann.

LG Sel

Hallo Sel,

wie hochohmig muss denn Dein Messeingang sein? 10MOhm wie üblich?
Ich würde es mit diesem IC zumindest mal probieren.
Die Geschwindigkeit ist nicht berauschend, sollte gerade so reichen, dafür ist der Offset klein.

Mikee

» Hallo,
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» manchmal habe ich AC-Spannungen zu messen, die kleiner als 10mV sind. Mein
» Multimeter zeigts zwar an, ich hätte aber gerne noch eine Stelle mehr
» (Genauigkeit reicht mir aber +/- 5%). Also müßte ich diese kleinen
» AC-Spannungen verstärken, eine Stelle auf dem Multimeter mehr bedeutet
» 10fache Verstärkung. Maximale Frequenz ist bis 20kHz ausreichend. Für eine
» höhere Verstärkung (100fach) wirds bestimmt eng in Bezug höherer Frequenzen
» und dann kommen Probleme wie Offset, Rauschen etc. sicher hinzu.
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» Habe mir als OPV den LT1413 ausgesucht. Ist der von seinen technischen
» Werten geeignet? Datenblatt: www.linear.com/docs/1516

Hallo Sel,
ich kenne Deine Projektidee ja nicht im Detail, aber der LT1413 ist in Bezug auf Grenzfrequenz und Rauschen nicht besser als ein TL072 (950kHz Gain-Bandwidth Product; 0.55µVpp, 0.1Hz to 10Hz Noise sagen, daß der OPV eher für DC-Anwendungen konzipiert ist). Der Offset sollt bei einem AC-Verstärker keine so große Rolle spielen. Mit max. Frequenz von 20kHz liegst Du ja im NF-Bereich. Ich würde mit dem TL072 anfangen, single supply auf die Schaltung bezogen ist ja bei AC < 1V kein großes Problem. Sollte ein standard-OPV nicht langen, dann eben NF-ICs wie den NE5532 oder OPA2134 nehmen (ich kenne Deine restlichen Anforderungen nicht). Wenn geringer Stromverbrauch bei Batteriebetrieb eine Rolle spielt, dann sowas wie den TLE2022. Die genannten OPVs fielen mir gerade ein, es mag da durchaus besseres geben. Ich würde annehmen, dass das Rauschen ein Problem werden wird. Und für 10MOhm wird wahrscheinlich ein Impedanzwandler am Eingang fällig.

Grüße
Hartwig

TLE-Opamp-Typen sind Excalibur von TI, welche die Eigenschaften haben, dass antagonistische Daten, wie z.B. geringer Stromverbrauch, dafür mehr Rauschen, weniger extrem sind.

EXCALIBUR, DAS SCHWERT.
VON DEN GÖTTERN GESCHMIEDET.
VON DEN HERRSCHERN GETRAGEN
UND VON DEN DÄMONEN GEWEIHT.

--
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,

» TLE-Opamp-Typen sind Excalibur von TI, welche die Eigenschaften haben, dass
» antagonistische Daten, wie z.B. geringer Stromverbrauch, dafür mehr
» Rauschen, weniger extrem sind.
ich habe Excalibur hauptsächlich wegen des Stromverbrauchs erwähnt, bei der Anwendung ist Batteriebetrieb u.U. von Vorteil. Aber Vielleicht fäll Dir ja auch noch ein für Sel geeigneter OPV ein.
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» EXCALIBUR, DAS SCHWERT.
» VON DEN GÖTTERN GESCHMIEDET.
» VON DEN HERRSCHERN GETRAGEN
» UND VON DEN DÄMONEN GEWEIHT.

Da bist Du wohl einer der vielen Dämonen, denen das geweiht ist. (Die Auswahl traf ich nach dem Ausschlußverfahren )

Grüße
Hartwig

» ich kenne Deine Projektidee ja nicht im Detail,

Ich auch noch nicht genau. Soll eben ein Vorverstärker fürs Multimeter werden.

» aber der LT1413 ist in
» Bezug auf Grenzfrequenz und Rauschen nicht besser als ein TL072 (950kHz
» Gain-Bandwidth Product; 0.55µVpp, 0.1Hz to 10Hz Noise sagen, daß der OPV
» eher für DC-Anwendungen konzipiert ist). Der Offset sollt bei einem
» AC-Verstärker keine so große Rolle spielen. Mit max. Frequenz von 20kHz
» liegst Du ja im NF-Bereich. Ich würde mit dem TL072 anfangen, single supply
» auf die Schaltung bezogen ist ja bei AC < 1V kein großes Problem. Sollte
» ein standard-OPV nicht langen, dann eben NF-ICs wie den NE5532 oder OPA2134
» nehmen (ich kenne Deine restlichen Anforderungen nicht). Wenn geringer
» Stromverbrauch bei Batteriebetrieb eine Rolle spielt, dann sowas wie den
» TLE2022. Die genannten OPVs fielen mir gerade ein, es mag da durchaus
» besseres geben.

Ok, danke. Also probieren. Ist eigentlich eine schwankende Gleichspannung wie eine Wechselspannung zu behandeln? Also beispielsweise eine Rechteckspannung, lediglich auf Masse bezogen? Ja klar, um das genau zu messen muß man aufpassen, ist ja keine Sinusform.

» Ich würde annehmen, dass das Rauschen ein Problem werden
» wird. Und für 10MOhm wird wahrscheinlich ein Impedanzwandler am Eingang
» fällig.

Einen so hohen Eingangswiderstand halte ich nicht für notwendig. Für meine bescheidenen Verhältnisse werden 1 MOhm reichen, dafür brauchts keinen Impedanzwandler.

LG Sel

Hallo Sel,

Die Vorschläge von Hartwig finde ich okay. Aber man sollte von Dir noch etwas genauere Infos haben.

» manchmal habe ich AC-Spannungen zu messen, die kleiner als 10mV sind. Mein
» Multimeter zeigts zwar an, ich hätte aber gerne noch eine Stelle mehr
» (Genauigkeit reicht mir aber +/- 5%). Also müßte ich diese kleinen
» AC-Spannungen verstärken, eine Stelle auf dem Multimeter mehr bedeutet
» 10fache Verstärkung. Maximale Frequenz ist bis 20kHz ausreichend.

Damit Du möglichst keine Spannungsverluste (Dämpfung) hast bei 20 kHz, sollte die Bandbreite etwa 100 kHz haben.

Nehmen wir mal den Allerwelts-JFET-Opamp TL071. Dieser hat eine Unity-Bandbdreite von 3 MHz. Das heisst, wenn Du mit 1 verstärkst, hast Du eine Bandbreite von 3 MHz (-3dB).

Du willst mit 10 verstärken, dann reduziert dies die Bandbreite auf 300 kHz (-3dB). Das ist ausreichend gut genug. Wenn Du mit 30 verstärkst, hast Du noch immer eine Bandbreite von 100 kHz (-3dB).

Da stellt sich jetzt die Frage nach den Quellen, die Du messen willst. Wie hoch- oder niederohmig sind diese Spannungsquellen, die Du messen willst?

Wenn Du das nicht weisst, erkläre einfach mal was Du so messen willst. Man kann dann vielleicht so etwa den Quellwiderstand abschätzen...

Wenn Du wirklich nur AC-Spannungen messen willst, ist es gut zu wissen wie niedrig die minimale Frequenz ist, bei der Du die Spannung messen willst. Es macht vielleicht Sinn, vor dem Opamp-Eingang ein passives Hochpassfilter (einfaches CR-Glied) zu schalten, wenn das Messobjekt auch ein DC-Spannungsanteil hat, den man nicht auch noch mitverstärken will. Die Grenzfrequenz dieses einfachen HP-Filter, muss gut 10 mal niedriger sein, als die niedrigste Frequenz die Du messen willst, um möglichst wenig Dämpfung zu haben.

Aber VORSICHT! Man muss dabei auch wieder wissen wie hoch der Quellwiderstand des Messobjektes ist.

Dieses Problem kann man umgehen, wenn nötig, wenn man nach dem Messobjekt erst ein Impedanzwandler schaltet und zwischen diesem Ausgang und dem Eingang des verstärkenden Opamp das HP-Filter schaltet.

» Für eine höhere Verstärkung (100fach) wirds bestimmt eng in Bezug höherer Frequenzen
» und dann kommen Probleme wie Offset, Rauschen etc. sicher hinzu.

Das ist klar. Betreffs Rauschen noch folgendes. Wenn wenig Rauschspannung sehr wichtig ist, und der Quellwiderstand ist relativ hochohmig, muss man in der Regel ein Opamp nehmen, der eingangsseitig J-FETs oder MOSFETs hat. Der LT1413 hat dies nicht. Es sind bipolare Transistoren (BJT). Allerdings hat er seltsamerweise sehr niedrige Rauschstromwerte für einen BJT-Opamp.

Auf den Rauschstrom kommt es an, wenn das Messobjekt hochohmig ist, weil dieser Rauschstrom über diesem Quellwiderstand eine Rauschspannung erzeugt.

» Habe mir als OPV den LT1413 ausgesucht. Ist der von seinen technischen
» Werten geeignet? Datenblatt: www.linear.com/docs/1516

Der TL071 rauscht (Spannung) etwas weniger als der LT1413. Einizig signifikanter Unterschied ist der DC-Offset. Da ist der LT1413 um einen Faktor 30 besser als der TL071. Wenn Du also direkt am Opamp-Ausgang messen willst und Du willst eine Spannung am Opamp-Ausgang messen von z.B. 100 mV-AC, dann ist der LT1413 deutlich überlegen. Die Unity-Bandbdreite ist mit typisch 950 kHz deutlich kleiner als beim TL071, geht aber für gain =10 noch immer, - warum, habe ich bereits beschrieben.

Ich hoffe, diese Angaben helfen Dir mal ein Stück weiter...

Ob ich morgen dazu komme Dich weiter zu unterstützen, ist leider ungewiss. Aber andere lesen ja ach mit....

Hier noch das TL071-Datenblatt:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl071.pdf

--
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 Sel,

» » Ich würde annehmen, dass das Rauschen ein Problem werden
» » wird. Und für 10MOhm wird wahrscheinlich ein Impedanzwandler am Eingang
» » fällig.
»
» Einen so hohen Eingangswiderstand halte ich nicht für notwendig. Für meine
» bescheidenen Verhältnisse werden 1 MOhm reichen, dafür brauchts keinen
» Impedanzwandler.

Lies mal meine Antwort. Es geht primär um den Quellwiderstand des Messobjektes. Danach richtet sich der Eingangswiderstand der messenden Schaltung, was dies auch immer sein mag.

--
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

» Lies mal meine Antwort. Es geht primär um den Quellwiderstand des
» Messobjektes. Danach richtet sich der Eingangswiderstand der messenden
» Schaltung, was dies auch immer sein mag.

Danke.
Habe alles gelesen. Quellwiderstand wird kaum mehr als 1kOhm sein, eher vom mOhm-Bereich bis wenige Ohm. Die allermeisten Messungen (so meine Praxis) haben als unterste Frequenz die Netzfrequenz. Einen AD624 einzusetzen wäre echt rausgeschmissenes Geld

LG Sel

» » Lies mal meine Antwort. Es geht primär um den Quellwiderstand des
» » Messobjektes. Danach richtet sich der Eingangswiderstand der messenden
» » Schaltung, was dies auch immer sein mag.
»
» Danke.
» Habe alles gelesen. Quellwiderstand wird kaum mehr als 1kOhm sein, eher vom
» mOhm-Bereich bis wenige Ohm. Die allermeisten Messungen (so meine Praxis)
» haben als unterste Frequenz die Netzfrequenz. Einen AD624 einzusetzen wäre
» echt rausgeschmissenes Geld

Hallo Sel,

wie Thomas beschrieb, geht das wohl schon mit einem standard OPV wie dem TL072. Wenn ich Dich richtig verstehe, wird der Verstärker Deinen DVM im AC-Messbereich vorgeschaltet. Damit wären durch das DVM eigentlich obere und untere Frequenzgrenze definiert - nur Achtung - Du hast ja mit dem Vorverstärker und dem DVM eine Reihenschaltung von Filtern. Um also die Bandbreite des DVM zu erhalten, sollte der Vorverstärker deutlich breitbandiger sein. Nach "oben" hängt das vom OP ab, nach "unten" von Deinem Eingangs-Koppel-C. Da sind natürlich die 10MOhm etwas handlicher. Da dein DVM ja einen AC-Eingang hat, wird die Offsetspannung des Vorverstärker-ICs das DVM nicht erreichen.

Grüße

Hartwig
»
» LG Sel

Schau dir mal ICL7650 an.

» Schau dir mal ICL7650 an.

Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe ist das Eingangsrauschen 4x größer bei diesem OPV als bei z.B. TL071. Allerdings sind die restlichen Daten excellent. In die Chopper-Technologie muß ich mich noch einlesen, aber da gibts ja einen Minikurs

Danke!

LG Sel

» » Schau dir mal ICL7650 an.
»
» Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe ist das Eingangsrauschen 4x größer
» bei diesem OPV als bei z.B. TL071. Allerdings sind die restlichen Daten
» excellent. In die Chopper-Technologie muß ich mich noch einlesen, aber da
» gibts ja einen Minikurs

Da gibt es nur einen mit dem ISO120 (ISO121) und eine quasi-diskrete Methode mittels Optokoppler, das eigentliche Hauptthema. Aber ich denke, für das was Du vorhast - nur AC-Spannungen messen - wäre dies mit einer H-Bombe auf einen Regenwurm geschossen.

Hier das Innenleben des ISO121:


Und hier der ganze Minikurs:
. . . . . "Isolations-/Trennverstärker (HCNR200)"
. . . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/isoamp1.htm

--
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

» » Schau dir mal ICL7650 an.
»
» Wenn ich das Datenblatt richtig verstehe ist das Eingangsrauschen 4x größer
» bei diesem OPV als bei z.B. TL071.

das kommt wahrscheinlich darauf an, in welche Datenblätter Du schaust - ich sehe nur Daten mit unterschiedlicher Bezugsbandbreite - demnach liegen beide etwa in der gleich Größenordnung (geschätzt und nicht nachgerechnet), auf keinen Fall sehe ich einen Unterschied wie bei den DC-Daten.

» Allerdings sind die restlichen Daten
» excellent.

Vielleicht wollte xy damit nur sagen, dass Du Dir für 2€ das Leben leichter machen kannst. Du sparst Koppel-Cs und hast einen Verstärker mit hervorragender DC-Stabilität und kannst den somit auch für DC-Messungen benutzen. Bei geschicktem Aufbau geht der auch als Vorsatz für den Oszi - dann braucht man den nicht immer umstellen, wenn man den Tastkopf benutzt und man nicht zu hohe Frequenzen messen will .....

» In die Chopper-Technologie muß ich mich noch einlesen, aber da
» gibts ja einen Minikurs
»
» Danke!
»
» LG Sel

» Vielleicht wollte xy damit nur sagen, dass Du Dir für 2€ das Leben leichter
» machen kannst. Du sparst Koppel-Cs und hast einen Verstärker mit
» hervorragender DC-Stabilität und kannst den somit auch für DC-Messungen
» benutzen. Bei geschicktem Aufbau geht der auch als Vorsatz für den Oszi -
» dann braucht man den nicht immer umstellen, wenn man den Tastkopf benutzt
» und man nicht zu hohe Frequenzen messen will .....

Diesen Gedanken habe ich noch gar nicht gehabt. Das wäre ja echt noch eine richtig gute Variante den Vorverstärker zu nutzen. Habe eh manchmal Probleme mit der kleinsten Einstellung vom Oszi. Auf hohe Frequenzen kommts mir ja nicht an. Na dann mache ich mich mal ans Schaltung entwickeln...

LG Sel

» Vielleicht wollte xy damit nur sagen, dass Du Dir für 2€ das Leben leichter
» machen kannst. Du sparst Koppel-Cs und hast einen Verstärker mit
» hervorragender DC-Stabilität und kannst den somit auch für DC-Messungen
» benutzen.

Ich werde zu schnell durchschaut!