Linearer Verstärker

Hallo!

Ich brauche für ein Projekt einen linearen Verstärker. Ich hab eine variable Spannung von 0-10V. Das blöde ist dass ich die Last nicht wirklich gleich ansteuern kann, weil ich nicht genug Strom aus der DAQ Karte rauskriege. Da kommen maxomal 2mA raus soweit ich das verstanden habe. Ich hab jetzt versucht die Sache mal mit einem FET anzusteuern, aber da war der Verlauf leider nicht linear. Also am Besten wärs wenn ich bei 0V keinen Strom habe und bei 10V 500mA fließen. Die Last hängt an einer Spannung von 5V. Ich würde mich sehr über Hilfe freuen.

theodrin

Grundsätzlich geht das mit einem sogenannten Spannungsfolger.
Der Operationsverstärker wird hier noch eine Treiberstufe für größere Ströme benötigen.
Manfred
http://www.ieap.uni-kiel.de/plasma/a...ronik/V15.html

Hallo Manfred!

Erst mal Danke für deine Antwort. Ich hätte noch eine Frage zur Treiberstufe. Wie genau mach ich das. Was für welche Bauteile brauch ich da. Mach ich das mit einem Transistor oder mit einem FET. Aber ist dann der Strom zur Spannung wieder nichtlinear? Ich hab da nicht so viel Ahnung. Ich schick mal einen Plan mit den ich mir mal überlegt hab, und wollte gern wissen, ob das funktionieren kann.
Was muss ich dabei beachten?
Ich hab da jetzt noch dazugezeichnet, wie ich mir das denke und was es können soll (Diagramm)

theodrin

Besser ist es, beim Operatonsverstärker den Treiber zur Linearisierung in die Rückkopplung einzubeziehen.
Manfred

http://www-ebs.e-technik.uni-ulm.de/...401/index.html

Bild hier  

Das gute an der Schaltung von Manf ist das die nichtlinearität des Transistors einfach durch die Regelung des OP's umgangen wird. Es wird auch der Spannungsbereich von 0V bis fast zur Bestriebsspannung ausgesteuert ohne das es sich um einen Rail-To-Rail OP handelt, weil der FET erst bei einigen Volt loslegt.
Nur Dein Wunsch nach einer linnearen Stromsteuerung wird in diesem Fall nicht ganz erfüllt.
Falls Du einen Ohmschen Verbraucher hast dann läßt sich die Sache einfach mit einer geeigneten Beschaltung des OP's erreichen.
Handelt es sich um einen änderliche Verbraucher, dann wird ein Shunt benötigt welcher eine Spannung aus dem Strom macht.

Babbage

Hallo!

Danke für die Antworten. Die Schaltung vom Manfred werd ich so bald als möglich ausprobieren. Hab aber leider noch keinen OPV zu Hause. Muss ich mir vorher noch kaufen, oder wisst ihr wo die drinnen sind? Die sind ja sicher häufig verwendet. Und genug Elektronikschrott hab ich auch zur Verfügung. Dann könnt ich heute schon was machen.
Ich hab nur einen ohmschen Verbraucher angeschlossen und es wäre wirklich sehr wichtig, dass der Stromverlauf zur Spannung linear ist. Wenn du sagst, dass man nur eine einfache Beschaltung für den OPV braucht um das sicherzustellen, dann würde ich dich bitten mir die zu verraten.

theodrin

Ohmscher Verbraucher ist schon mal sehr gut. Das heißt die linear abgenommene Spannung an R0 ist linear dem Strom.
Jetzt kommts drauch an wie hoch der Verbraucher ist.
Wenn Du bei 10V 500mA fleißen lassen willst wärs optimal wenn der Verbraucher 20Ohm hat.
Hat er weniger z.B. 10Ohm, dann liegen bei 500mA nur 5V an U- Eingang des OP's an.

Dann müßte man einen Spannungsteiler am Eingang vorne dran schalten.

Hm, hat er mehr als 20 Ohm, dann langen Dir die 10V Betriebsspannung nicht um 500mA zu erreichen.
Dann müßte man die Betriebsspannung erhöhen und einen Spannungsteiler parallel zu R0 schalten und die geteilte Spannung abgreifen.

Die Betriebsspannung muss sowieso höher sein, mindestens um den Spannungsabfall am OP und Ugs zusammen, geh mal von mindestens 5V aus. Insofern wäre ein Bipolartransistor günstiger, aber dann muss der OP-Ausgang bis unter 0,5V über Masse herunter kommen. Ein LM358 oder LM324 sollte das schaffen. Wenn Du einen MOSFET nimmst bräuchtest Du bei 10V Ausgangsspannung dann ca. 15V Versorgungsspannung, Verluste sind bei halber Aussteuerung maximal mit 2,8W bei 7,5V am Ausgang, Kühlung ist also Pflicht. Mit Bipolartransi siehts auch nur etwas besser aus, 1,5V mehr brauchst Du für den OPV, nochmal knapp 1V für den Transistor, mit 13V Versorgung kommst Du auf etwas über 2,1W, also auch kühlen.

Der Reglungsbereich des OP spielt in dieser Schaltung mit ein FET oft keine Rolle (je nach FET) weil diese oft zwischen 4-6V Ihren Schaltbereich haben, also voll im Regelbereich des OP liegen.
Wird ne Bipolare Transe verwendet dann würde ich einen Spannungsteiler am Ausgang des OP vor den Transistor schalten damit der OP seinen ganzen Bereich verwenden kann und nicht nur zwischen ~0,5 und ~1,5V schalten muß.
Mit einem 5:1 Spannungsteiler müßte das gehen. Dann wird bei einem OP-Ausgangsbereich von 1-9V eine Transistorbasisspannung von 0,2-1,8V erzeugt.
Dann muß die Betriebsspannung nur knappüber der benötigten Ausgangsspannung liegen. (der maximalen Uce Spannung am Transistor)

Hubble

Hier ist dann auch noch mal ein Bild mit einem Bipolartransistor. Das Bild mit dem Fet ist mir nur als erstes über den Weg gelaufen, (und selber malen wollte ich es nicht).

http://www.wam.umd.edu/~toh/ElectroSim/Booster.html

Bild hier