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Board-AnsichtNebenbei guggte ich meine Baustelle Millivoltmeter an (Elektronik)
verfasst von Hartwig
, 27.10.2021, 00:16 Uhr
Hallo Sel,
» Und denke das ein Schutz des Eingangs (jetzt über Bifet-Schaltung als
» Eingangsverstärker) bei der Schaltung nicht angebracht wäre.
na ja, Schutzdioden jeweils vom EIngang an die positive und negative Versorgungsspannung würde ich schon vorsehen. Ich habe hier DMMs aus dem "Militärdienst", da sind JFETS als Dioden (Gate als Kathode, Drain und Source parallel als Anode) verbaut. Im "Schutzfall" verbindet die Diode die interne Versorgungsspannung mit dem Meßobjekt. Und der Gatestrom von JFETS ist eng begrenzt. Da würde ich noch über Schutzwiderstände zur Strombegrenzung nachdenken. HF spielt da eher eine untergeordnete Rolle (bis auf die Kapazität)
» Trotzdem soll
» der Eingangswiderstand und die Kapazität vornedran möglichst nicht
» schlechter werden.
gehen wir mal von einem Oszi aus. Die Dinger haben z.B. eine Eingangskapazität von 15pF parallel 1Meg. Das Xc vo 15pF beträgt ~ 1 Meg bei 10kHz, bei 1MHz sind es dann nur noch 10kOhm. Du mißt also mit einem Oszi gleich welcher Preisklasse mit einer frequenzabhängigen Eingangsimpedanz.. Die 1Meg Eingangswiderstand sorgen dafür, daß sich der Meßfehler im unteren Frequenzbereich in Grenzen hält. Würdest Du auf einen Ri von 10Meg gehen, macht sich die Frequenzabhängigkeit durch die Kapazität stärker bemerkbar
Allerdings wirst Du selten eine "Drahtlose" Verbindung zwischen Deinem Meßeingang und dem Meßobjekt haben. Also kommt irgendeine abgeschirmte Leitung dazu. Das standardmäßige 50-Ohm HF Koaxkabel (gleich ob RG58 oder RG174) haben eine Kapazität von etwa 100pF/m. Bei niedrigen Frequenzen, bei denen sich die Leitungsimpedanz noch nicht so bemerkbar macht, ist das also eine Kapazität zwischen Seele und Schirm (=Masse) und wirkt parallel zur Eingangskapazität des Voltmeters.
Da wäre selbst ein Verstärker mit nur wenigen pF Eingangskapazität wenig hilfreich.
Bei Industriegeräten findet man eher genau festgelegte Eingangskapazitäten. Ich habe hier ein mV-Meter mit 1mV -Bereich, da ist die Eingangsimpedanz 35pF/1MOhm bei einer oberen Frequenzgrenze von 1MHz.. Auch bei DMMs findet man EIngangskapazitäten von etwa 50pF ohne Meßkabel. Und mir sind auch schon Geräte z.B. von HP/Agilent begegnet, die im AC-Bereich den EIngangswiderstand von 10Meg auf 1Meg umschalten - das ist ja nicht ganz abwegig..
Die Auswirkung der Kabelkapazität läßt sich mit einem Tastkopf reduzieren, Die Tastkopfimpedanz läßt sich bei geschickter Bauart auf wenige pF reduzieren, Die Kabelkapazität bleibt zwar, aber bei Proportionalität von R und Xc im Tastteiler - also unter Einbeziehung von Kabel- und Eingangsimpedanz- ist die Frequenzabhängigkeit der Messung weitgehend kompensiert. Da der Meßfehler von der Frequenz, der Eingangsimpedanz des Meßgerätes und der Quellimpedanz abhängig ist, sollte man diesen bei jeder AC-Messung ab dem oberen NF-Bereich abschätzen. Grundsätzlich den Tastkopf zu benutzen macht also Sinn - oder man mißt korrekt angepaßt und abgeschlossen mit 50Ohm.
» Bei der Recherche begegneten mir Schaltungen mit
» normalen Schottkydioden, sog. Pikoamperedioden, explizite HF-Dioden (gehen
» bis in den GHz-Bereich rein) und mit Transistoren. Was ist nun optimal? Wie
» beschrieben, ich bleibe unter 1...4 MHz. In der Bastelkiste fand ich ein
» paar BAY45 und andere Typen. Ich denke die BAY45 reichen dicke aus. Oder
» irre ich wieder mal aufm falschen Gleis rum?
Wie ich schon eingangs erwähnte, spielt die HF hier eine eher untergeordnete Rolle. Bei Schutzdioden ist die Durchlaßspannung auch nicht sooo kritisch, wohl aber der Sperrstrom (Ri des Meßgerätes bei DC!). Da könnte ich mir vorstellen (habe hier im Moment nicht die Daten der BAY 45 zur Hand), dass die JFET-Diode da deutlich besser geeignet ist, deren Gate-Kapazität liegt oft im Bereich um 5pF, vorsicht, BJTs für Schaltanwendungen haben nach meiner Erfahrung da leicht höhere Kapazitäten im Vergleich zu HF-Typen wie BF245/BF256.
»
» Erst wollte ich den Eingang mit IC machen. Doch schnelle OPV kosten bissel
» was. Diskreter Aufbau ist mir aber sowieso lieber, da kann man so schön
» viel verkehrt machen. Trotzdem ist eine diskrete Fummelei für mich zum
» lernen gut und ich habe ne Hand voll diverse Bauelemente dafür bereits
» rumliegen.
Wie Du siehst, spielen bei Deinem Vorhaben die parasitären Kapazitäten eine gewisse Rolle. Da man die nicht eliminieren kann, sollte man sie zumindest konstant (=berechenbar) halten und wo möglich, kompensieren.
Jetz liegt es an Dir, anhand der AC-Impedanzen (Quelle und Messgerät) zu überschlagen, welche Fehler Du in welchen Bereichen akzeptieren willst, daraus ergibt sich dann Die Art der Eingangsschaltung. viel Spaß und Erfolg!
Hartwig
Gesamter Thread:
, 26.10.2021, 18:47 (Elektronik), 27.10.2021, 00:16, 27.10.2021, 07:30, 27.10.2021, 10:12, 27.10.2021, 12:10, 27.10.2021, 13:46