Frequenzgangkompensation

[Klon5]

Hallo,

ich habe hier die Schaltung aufgebaut, wie im Anhang zu sehen. Sie dient dazu einen chem. Sensor anzusteuern. Dieser Sensor beruht darauf, dass an ihm eine Spannung anliegt von 450mV, damit dann eine Oxidation stattfindet, die mir eine Strom erzeugt. Die gesamte Schaltung wird mit DC betrieben.

Das funktioniert auch alles soweit!

Das einzige, was ich nicht verstehe, ist dieser Kondensator, welcher parallel zum Rückkoppelwiderstand geschaltet wird?!?!

In einem Buch über Sensorschaltungstechnik habe ich eine Schaltung gefunden, die auf dem gleichen Prinzip aufgebaut wurde und auch mit DC betrieben wird. Eine sehr spartanische Erklärung zu dem Kondensator habe ich da auch gefunden. Da heißt es nur, dass dieser Kondensator zur Frequenzgangkompensation dient und mit einigen pF ausgewählt wird.

Wieso ich bei einer Schaltung in DC-Betrieb eine Frequensgangkompensation machen muss, steht da allerdings auch nicht drin. Geschweige denn davon, nach welchen Kriterien ich den Kondensator wählen muss.

Wäre schön, wenn jemand dazu eine Idee hat oder mir eine Erklärung geben kann.



Für Elektrochemiker:

der Tiefpass in meiner Schaltung fängt ab 10Hz an zu dämpfen und hat eine Grenzfrequenz von etwa 340HZ. Dazu meine Frage, bei einem elektrochemischen Verfahren nach dem Prinzip der Amperometrie, treten da Messströme in einem quasistionären Zustand auf?

Bei Unklarheiten bitte einfach anschreiben.

Viel Grüße!

[anders]

Die erste Grafik im Datenblatt zeigt ein Diagramm, in welchem Verstärkung und Phasenverschiebung innerhalb des Opamp über die Frequenz aufgetragen sind.
Wie daraus ersichtlich ist, überschreitet die Phasendrehung innerhalb des Opamp oberhalb 100Hz einen Winkel von 90°
Wenn die Summe der dadurch plus der durch 100MOhm plus (Kabel- plus Elektrodenkapazität) verursachten Phasenverschiebung den Wert von 180° überschreitet, wird aus der Gegenkopplung eine Mitkopplung.
Wenn bei dieser Frequenz die Schleifenverstärkung noch größer als 1 ist, würde der Verstärker schwingen.
Dieser Kondensator verhindert das.


Inwieweit bei deinem Messaufbau neben den Elektroden- und Kabelkapazitäten auch noch andere Energiespeicher, wie z.B. Helmholtz'sche Doppelschichten, eine Rolle spielen, musst du dir selbst beantworten.

[Klon5]

danke für deine antwort..

hab da trotzdem noch ein paar fragen..wie verhindert der kondensator das? sprich, wie such ich ihn mir aus? die grenzflächeneffekte wie helmoltzschicht kannst erstmal weglassen.

erzeugt denn nun die amperometrie (konstante spannung erzeugt strom) einen gleichstrom strom oder nicht? wenn ja, brauch ich dann den kondensator überhaupt?

grüße

[BernhardS]

Hallo,

Murphy für Elektroniker: Verstärker schwingen, Oszillatoren nicht.

Eine Kombination aus Verstärker und Energiespeicher neigt zum schwingen. Elektrodenoberflächen fallen dabei unter Energiespeicher.

In die Niederungen des Alltags: Das ist ein bißchen auch eine Sache des Ausprobierens. Was auch immer an Deiner Elektrode oxidiert wird, es muss aus der Flüssigkeit nachgeliefert werden, durch Anströmen, Rühren und/oder Diffusion. Das kann nicht unendlich schnell geschehen und schon hast Du einen Effekt mit einer Zeitkonstante.

Bernhard

[Klon5]

hmm..

aber was spricht gegen ein tau? ist meiner meinung nach nur eine zeitkonste, die beim anlegen einer gleichspannung zu einem verzögerten erhalt des endwertes beiträgt...

also wenn die schaltung mit wechselspannung betrieben wird, dann könnte ich das ja noch verstehen..aber so?!?!

damit sich etwas aufschwingt, muss es doch periodisch angeregt werden, oder nicht?

grüße

[Stromus]

Ob die gesamte Schaltung schwingt oder nicht, lässt sich nur durch Untersuchung des gesamten Frequenzganges und durch Betrachtung der vorhandenenen Verstärkung, wenn die Phasendrehung 180° beträgt.
Der Kondensator in der Rückschleife hat eine Hochpaßwirkung auf die Schleifenverstärkung. Die Phase wird zurückgedreht. Das bedeutet, am Eingang des OP's steht eine immer höher werdende Amplitude, je größer die eingespeiste Frequenz wird (der Kondensator wird mit der Frequenz niederohmiger). Für diese Art der Kompensation sollte die Grenzfrequenz des Hochpaßes (in Reihe zum C wird auch ein R eingebaut) im Bereich der Schwingfrequenz liegen.
Die gesamte Schaltung mit OP + C in der Rückschleife hat einen Tiefpaßverhalten am OP-Ausgang. So etwas nennt sich aktiver Tiefpaß.
In Deinem Fall ist dies nur gegen eventuelle Störungen gedacht, die Deiner DC-Spannung überlagert werden, zum Beispiel Einstrahlung, oder leitungsgebunden, aber auch die Einschaltung der DC-Spannung (Flanke).