Diese neue Schaltungssammlung enthält Frank Sichla ... · • Wattmeter • Laser-Leistungsmesser...

Frank Sichla

Schaltungssammlung

Über 550 erprobte Schaltungen für Labor, Entwicklung und Anwendung

Mess- undPrüftechnik

Frank Sichla

Das Buch stellt über 550 ausgewählte Schaltungenaus der Mess- und Prüftechnik vor. Viele moderneund anspruchsvolle, aber auch einfache und bewährte Schaltungen sind in diesem Buch enthalten. Damit spart man nicht nur eineMenge Zeit, Arbeit und Geduld, sondern auchGeld für Eigenentwicklungen. So macht sich dieAnschaffung dieser wichtigen Sammlung schonnach kurzer Zeit bezahlt.

Eine unentbehrliche Fundgrube für alle, die in ihrer täglichen Praxis Anregungen für schnelle Problemlösungen suchen.

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Diese neue Schaltungssammlung enthältSchaltungen aus folgenden Bereichen:

FRANZISE L E K T R O N I K

Sichla

Schaltungssammlung


ISBN 978-3-7723-4086-4

Euro 49,95 [D]

• Strommessungen• Gleichspannungsmessungen

mit dem PC• Spannungsmessungen• Schutzschaltungen • Voltmeter• Pikoamperemeter• Spitzendetektor• Verstärker• Messung von Audiosignalen• Lautstärkeanzeige• Gleichrichter• Messschaltungen• HF-Tastkopf• HF-Voltmeter• Leistungsmessungen• Pegelmessungen• Leistungsanzeige mit LEDs• Wattmeter• Laser-Leistungsmesser• Frequenzzähler• Zählerschaltung mit

Zusatzfunktionen• Dipper• Dipmeter• Frequenzvergleicher• Impedanzmessbrücke• Antennenmessbrücke• Antennen-Netzwerk-Analyzer• Messung des Innenwider-

stands einer Batterie• Messung des Stroms eines

Quarzes• Phasenmesser• Verstärkungs- und

Phasenmessung• Messung des

Reflexionskoeffizienten• Messung von Kapazitäten• Bestimmung von Induktivitäten• LC-Messgerät• Temperaturmessungen• Luftstrommessungen• Brückenmessschaltung• Programmierbare

Lichtstärkemessung• Programmierbare

Temperaturmessung• Driftarme Lichtmessschaltung• Programmierbare

Druckmessung• Temperaturfernmessung• Messung des

Sauerstoffgehalts• Thermometer mit Analog-

und Digitalausgang• Verstärker für

piezoelektrischen Wandler• Temperaturmessschaltung• Beschleunigungsmesser• Neigungsmesser• Drehzahlmessung• Magnetfelderfassung• Druckmessung

• Temperaturschaltungen• Luftfeuchtigkeitsmessung• Widerstandsmessbrücke• Tachometer• Beschleunigungsmesser• LC-Panelmeter• Tastverhältnismesser• Drehzahlmesser und

Drehrichtungsanzeige• Pulsbreitenmessgerät• Differenzlicht-Detektor• Höhenmessgerät• Instrumentationsverstärker• Messverstärker • FET-Verstärker • Transimpedanzverstärker• Instrumentationsverstärker• Impedanzwandler • Messverstärker • Differenzverstärker • Chopper-Verstärker • Invertierender Verstärker • Micropower-

Instrumentationsverstärker • Operationsverstärker • Breitbandverstärker• Zwei-IC-Verstärker• Filterschaltungen: Tiefpass,

Bandpass, Notchfilter u. v. m.• Schaltungen für Wandler• Schaltungen für Generatoren• Breitbandiger Rauschgenerator• Rechteck-/Dreieckgenerator• Oszillatoren• Sinusgenerator• Spannungsgesteuerter

Sinusoszillator• Quarzoszillator• Impulsgenerator• Low-Power-Oszillator • Wienbrückenoszillator • Audio-Oszillator• Audio-Rauschgenerator• Funktions- und

Sweeping-Generator• High-Speed-

Funktionsgenerator • Random-Noise-Generator• FM-Messsender• Dreitonoszillator • Schaltungen mit

S&H-Verstärker-ICs • Schneller Spannungsfolger• Logarithmierer • Multiplizierer/Dividierer • Schneller Integrierer • Schaltung eliminiert

Gleichtaktspannung • Hochstabile

Spannungsreferenz• Instrumentationsverstärker

als Operationsverstärker• u. v. m.

Schaltungen für • Messungen an elektrischen Gleichgrößen• Messungen von niederfrequenten Spannungen• Messungen von hochfrequenten Spannungen• Messungen von Leistungen, Impedanzen

und Frequenzen• Messungen weiterer elektrischer Größen

• Messungen nicht elektrischer Größen• Messverstärker, Filter, Wandler, Generatoren• Allgemeine Schaltungen für die Messtechnik• Zusatzschaltungen für Messgeräte• Schaltungen für die Prüftechnik

• 552 Seiten Umfang

• Über 550 neue Schaltungen

• 580 Schaltpläne und Zeichnungen

• Unentbehrlich in der Elektronik

Sonder-

ausgabe

49,95€

4086-4 U1+U4 2 27.04.2009 13:57 Uhr Seite 1

7

Inhalt

1 Messung elektrischer Gleichgrößen ............................................. 191.1 Gleichspannungsmessung mit dem ICL7136 .......................... 191.2 Leistungsarme Strommessung mit Zeigerinstrument ................ 211.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern ..................... 221.4 Interface zur Gleichspannungsmessung mit dem PC ................. 251.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V ........................... 261.6 Schutzschaltungen für Strommess-ICs .................................. 281.7 Strommess-ICs an hoher Betriebsspannung ........................... 291.8 Bidirektionale Motorstrommessung ..................................... 301.9 Kurzschlussschutz für Strommess-ICs ................................... 311.10 Strommmess-IC-Überstromschutz mit Latching ....................... 321.11 High-Side-Strommess-IC an hoher Spannung ......................... 331.12 Bidirektionale Strommessschaltung ..................................... 341.13 Einfache Stromanzeige-Schaltung ........................................ 351.14 Einfacher bidirektionaler Strommonitor ................................. 361.15 Strommessschaltung für 100 pA bis 100 ` A ........................... 371.16 High-Side-Strommessung mit Speisespannung als Referenz ....... 371.17 Präzise Low-Side-Strommessung ......................................... 391.18 Messung des Stroms aus Quelle mit negativer Spannung .......... 401.19 Strommesser mit Digitalanzeige .......................................... 411.20 Strommess-IC versorgt sich selbst aus Stromschleife ................ 421.21 Low-Cost-Strommessschaltung ........................................... 421.22 Strommessungen mit LTC1392 ........................................... 421.23 Gleichspannungsmessung mit UTI ....................................... 441.24 Strommessung an Spannungen bis 1 kV ............................... 441.25 High-Side-Strommessung an hoher Spannung ........................ 471.26 Einfaches zweistelliges Voltmeter ........................................ 481.27 Messung kleiner Ströme ................................................... 491.28 Pikoamperemeter ............................................................ 491.29 Voltmeter mit extrem hohem Eingangswiderstand ................... 50

2 Messung niederfrequenter Spannungen ....................................... 522.1 Driftarmer Spitzendetektor ................................................ 522.2 Präzise arbeitender Vollwellen-Gleichrichter ........................... 53

8

2.3 RMS-zu-DC-Konverter ....................................................... 532.4 Präziser Spitzendetektor ................................................... 552.5 Einfacher 80-dB-Verstärker ................................................ 552.6 Ausgangsverstärker für hochauflösende D/A-Wandler .............. 562.7 Messung von Audiosignalen .............................................. 572.8 Lautstärke-Anzeige .......................................................... 582.9 Aktive Vollwellen-Gleichrichter ............................................ 582.10 Diodenloser Vollwellen-Gleichrichter .................................... 582.11 Verbesserter passiver Gleichrichter ...................................... 612.12 Messung des echten Effektivwerts der Netzspannung ............... 622.13 Messung des echten Effektivwerts sehr keiner Spannungen ....... 65

3 Messung hochfrequenter Spannungen ......................................... 67Vorbemerkung ........................................................................ 673.1 Messung des echten Effektivwerts mit LTC12968 ..................... 683.2 Messung des echten Effektivwerts mit AD636 ......................... 703.3 Messschaltungen mit AD813x und ADC ................................. 743.4 Präziser Gleichrichter für HF ............................................... 753.5 Spannungsmessung mit TruPwr Detection IC .......................... 773.6 HF-Tastkopf bis 2,5 GHz .................................................... 783.7 Weitbereichs-RMS-Spannungsmesser ................................... 793.8 Empfindliches HF-Voltmeter ............................................... 79

4 Messung von Leistungen ........................................................... 824.1 Quadrierer ..................................................................... 824.2 Leistungsmessung im Gigahertzbereich ................................ 834.3 Leistungsmessung mit Log Amp/Detector .............................. 834.4 RMS-Leistungsmesser mit hohem Dynamikbereich .................. 874.5 HF-Pegelmessung mit Demodulating Logarithmic Amlifiers ........ 874.6 NF-Pegelmessung mit Demodulating Logarithmic Amlifiers ........ 924.7 Spitzenleistungsmessung im Gigahertzbereich ....................... 964.8 Pegelmessung im Gigahertzbereich ..................................... 984.9 RMS-Leistungsmessung im Gigahertzbereich ......................... 994.10 Genauer linearer Leistungsmesser ...................................... 1014.11 Selektiver Leistungsmesser mit 120 dB Dynamik ................... 1014.12 Pegelmessung –70 bis +20 dBm bis 500 MHz ....................... 1044.13 Pegelmessung –30 bis +60 dBm bis 500 MHz ....................... 1044.14 Leistungsmessung in 50 Ohm ........................................... 1044.15 Leistungsmessung durch Spannungsmessung an 50 Ohm ........ 1074.16 Thermischer Leistungsmesser ............................................ 108

Inhalt

9

4.17 Nanowatt und Mikrowatt messen ....................................... 1084.18 Mikrowatt und Milliwatt messen ......................................... 1114.19 Leistungsanzeige mit LEDs ................................................ 1124.20 Leistungsmesser für 1 kW ................................................ 1134.21 Leistungsmesser mit Optokoppler ...................................... 1144.22 HF-Leistungsanzeige durch Kompensationsverfahren .............. 1144.23 Wattmeter für kleine Sender .............................................. 1154.24 Einfaches linear anzeigendes HF-Wattmeter .......................... 1174.25 Laser-Leistungsmesser .................................................... 118

5 Messung von Frequenzen ......................................................... 1205.1 Einfacher 1-GHz-Zähler .................................................... 1205.2 Alternatives Frequenzmessverfahren ................................... 1215.3 Mini-Zähler mit Offset ...................................................... 1225.4 Frequenzzähler bis 200 MHz ............................................. 1235.5 2,5-GHz-Zähler .............................................................. 1245.6 Drei-Digit-Zähler ............................................................. 1265.7 Messung einer Frequenzdifferenz ....................................... 1275.8 Frequenzmessung mit Frequenz-Spannungs-Wandler-IC ........... 1285.9 Kostengünstiger 2,8-GHz-Prescaler ..................................... 1295.10 Einfacher zweistelliger Zähler ............................................ 1295.11 50-MHz-Zähler ............................................................... 1295.12 Zählerschaltung mit Zusatzfunktionen ................................. 1315.13 Sechsstelliger 6-MHz-Zähler .............................................. 1315.14 Zwei-Dekaden-Teiler für Frequenzmesser .............................. 1355.15 Über Tastenfeld programmierbarer Teiler .............................. 1355.16 Digital programmierbarer Teiler .......................................... 1375.17 Achtstelliger Zähler mit drei ICs .......................................... 1375.18 Zeitbasis für 1,2-GHz-Zähler .............................................. 1395.19 Dipper mit Stromspar-Oszillator ......................................... 1405.20 Akustisch signalisierendes Dipmeter ................................... 1415.21 Ein VHF-Dipper .............................................................. 1435.22 Dipmeter mit fünf Transistoren ........................................... 1445.23 Vierstellige Zählerschaltung .............................................. 1455.24 Dipper mit Modulationszusatz ........................................... 1465.25 Frequenzvergleicher ........................................................ 147

6 Messung von Impedanzen ........................................................ 149Vorbemerkungen .................................................................... 1496.1 Universelle Impedanzmessbrücke ...................................... 150

Inhalt

10

6.2 Einfache Impedanzmessung ............................................. 1516.3 Impedanzmessbrücke für 2...30 MHz .................................. 1536.4 Antennen-Messbrücke ..................................................... 1536.5 Impedanz-Messbox ........................................................ 1546.6 Aktive Antennen-Messbrücke ............................................ 1556.7 Antennen-Netzwerk-Analyzer ............................................. 1566.8 Messanordnung für Impedanzen ........................................ 158

7 Messung weiterer elektrischer Größen ........................................ 1607.1 Messung des Innenwiderstands einer Batterie ....................... 1607.2 Messung des Stroms eines Quarzes .................................... 1627.3 Messung des echten Effektivwerts eines Stroms .................... 1627.4 Einfacher Phasenmesser für Frequenzen bis 10 MHz ............... 1647.5 Crest-Faktor-Bestimmung im Gigahertzbereich ....................... 1667.6 Verstärkungs- und Phasenmessung .................................... 1677.7 Messung des Reflexionskoeffizienten .................................. 1677.8 Audio-Klirrfaktormesser ................................................... 1697.9 Reflexionsfaktor-Messbrücke bis 1 GHz ................................ 1717.10 Ermittlung der Center-Frequenz bei FM ................................. 1717.11 Messung sehr kleiner Kapazitäten ...................................... 1727.12 Messung des Verlustwiderstands von Elkos .......................... 1727.13 Messung großer Kapazitäten ............................................. 1747.14 Bestimmung von Induktivitäten ......................................... 1767.15 Hochohmiges Rail-to-Rail-Messsystem ................................. 1767.16 230-V-Phasenwinkelmessung ............................................ 1787.17 LC-Messgerät ................................................................ 1797.18 Messbrücke für kleine Kapazitäten ..................................... 180

8 Messung nichtelektrischer Größen ............................................. 1828.1 Einfache Messanordnung für die Batterielebensdauer ............. 1828.2 Betriebsmöglichkeiten für Widerstands-Temperatursensoren ..... 1838.3 Präzise Temperaturmessung mit Mikroprozessor .................... 1848.4 Temperaturmessung im Bereich –200 bis 600 °C ................... 1878.5 Luftstrommessung mit Mikrocontroller ................................. 1878.6 Temperaturmessung mit Widerstandssensor und A/D-Wandler .. 1908.7 Temperaturmessung mit Diodenstrecken .............................. 1928.8 Brückenmessschaltung mit einfacher Versorgung ................... 1968.9 Programmierbare Lichtstärkemessung ................................. 1988.10 Programmierbare Druckmessung ........................................ 1998.11 Programmierbare Temperaturmessung mit PTC ...................... 200

Inhalt

11

8.12 Programmierbare Temperaturmessung mit NTC ...................... 2028.13 Programmierbare Temperaturmessung mit Halbleitersensor ...... 2028.14 Programmierbare Lichtstärkemessung ................................. 2058.15 Driftarme Lichtmessschaltung ........................................... 2058.16 Temperatur-Fernmessung mit Quarz und PIC ......................... 2078.17 Messung des Sauerstoffgehalts ......................................... 2078.18 Thermometer mit Analog- und Digitalausgang ....................... 2098.19 Verstärker für piezoelektrischen Wandler .............................. 2108.20 Einfache Temperatur-Messschaltung ................................... 2118.21 Lichtmessung in weitem Bereich ........................................ 2128.22 Temperaturmessung mit Cold-Junction-Kompensation ............. 2128.23 Multikanal-Temperaturmessung ......................................... 2138.24 Temperatur-Strom-Wandler für Fernmessung ......................... 2148.25 Temperaturmessung über 4...20-mA-Loop ............................ 2148.26 Beschleunigungsmesser mit ADXL05 ................................... 2148.27 Neigungsmesser mit Frequenzausgang ................................ 2208.28 Messschaltung 0...500 °C mit Cold-Junction Compensation ....... 2208.29 Drehzahlmessung mit magnetoresistivem Sensor ................... 2208.30 Dreidimensionale Magnetfeld-Erfassung .............................. 2258.31 Druckmessung mit A/D-Wandler ........................................ 2258.32 Temperaturmessung mit A/D-Wandler ................................. 2258.33 Einfache und genaue Temperatur-Fernmessung ...................... 2258.34 Einfache und genaue Temperatur-Messschaltung ................... 2298.35 Luftfeuchtigkeits-Messung ................................................ 2308.36 Temperaturmessung mit UTI .............................................. 2308.37 UTI mit Widerstands-Messbrücke ....................................... 2318.38 UTI mit potentiometrischen Gebern ..................................... 2318.39 Kapazitätsmessung mit dem UTI ........................................ 2318.40 Mehrkanal-Messsystem mit UTIs ........................................ 2378.41 Lichtleitfaser-Messkopf .................................................... 2378.42 Tachometer mit Bargraph-Anzeige ...................................... 2408.43 Messung der Batterie-Lebensdauer ..................................... 2418.44 Luftfeuchtigkeits-Sensor ohne Batterie ................................ 2418.45 TTL-Signal informiert über Luftfeuchtigkeit und Temperatur ....... 2418.46 Umschaltendes Anemometer ............................................ 2448.47 Piezoelektrischer Beschleunigungsmesser ............................ 2458.48 Druckmesser mit Digitalanzeige ......................................... 2458.49 Simpler Tastverhältnis-Messer ........................................... 2488.50 Drehzahl- und Drehrichtungsanzeige ................................... 2488.51 Pulsbreiten-Messgerät ..................................................... 249

Inhalt

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8.52 Differenzlicht-Detektor ..................................................... 2508.53 Hochauflösender Drehzahlmesser ...................................... 2518.54 Höhenmessgerät mit LC-Panelmeter .................................... 253

9 Schaltungen für Messverstärker ................................................. 2549.1 Instrumentationsverstärker mit Operationsverstärker-ICs ......... 2549.2 Hohe Spannung und Last für chopperstabilisierte Operations-

verstärker ..................................................................... 2559.3 Rauscharmer und temperaturstabiler Messverstärker .............. 2579.4 Breitbandiger chopperstabilisierter FET-Verstärker .................. 2599.5 Empfindlicher und stabiler Transimpedanzverstärker ............... 2599.6 Instrumentationsverstärker für hohe Frequenzen .................... 2629.7 Laststromverdopplung mit Dual-Operationsverstärker ............. 2639.8 Einfachst-Impedanzwandler mit Operationsverstärker ............. 2659.9 Spannungsgesteuerter Messverstärker ................................ 2659.10 Differenzverstärker mit einfacher Betriebsspannung ................ 2679.11 Chopper-Verstärker mit sehr geringem Stromverbrauch ............ 2689.12 Impedanzwandler mit sehr hochohmigem Eingang ................. 2699.13 Rauscharmer Messverstärker ............................................ 2699.14 High-Performance-Instrumentationsverstärker ....................... 2719.15 Instrumentationsverstärker mit Spannungsfolger-ICs ............... 2739.16 Instrumentationsverstärker mit einfach einstellbarer Verstärkung 2749.17 Einfacher Instrumentationsverstärker .................................. 2749.18 Invertierender Verstärker mit hochohmigem Eingang ............... 2749.19 Elektronisch schaltbare Verstärkung .................................... 2779.20 Instrumentationsverstärker mit zwei Operationsverstärkern ...... 2789.21 Digital programmierbarer Präzisionsverstärker ....................... 2789.22 Micropower-Instrumentationsverstärker ............................... 2809.23 Messverstärker mit Opto-Isolation ...................................... 2809.24 Differenzausgang für Instrumentationsverstärker ................... 2829.25 Präzise 20-dB-Verstärker ohne externe Komponenten .............. 2839.26 Instrumentationsverstärker mit einem Operationsverstärker ...... 2859.27 Einfacher breitbandiger Messverstärker ............................... 2859.28 Instrumentationsverstärker aus Stromquelle und Operationsver-

stärker ......................................................................... 2879.29 Differenzverstärker mit digitalen Potentiometern .................... 2899.30 Operationsverstärker verarbeitet große Messsignale ............... 2909.31 Instrumentationsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz und

geringer Drift ................................................................. 2909.32 Rauscharmer Verstärker zur Messung des Phasenrauschens ..... 292

Inhalt

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9.33 Digital einstellbarer Messverstärker .................................. 2929.34 Auto-Zero-Breitbandverstärker ......................................... 2949.35 Verstärker für 40 dB/100 MHz ......................................... 2949.36 Verstärker für 20 dB/100 MHz ......................................... 2979.37 Instrumentationsverstärker mit aktivem Filter ...................... 2979.38 ECG-Frontend mit einfacher Versorgung .............................. 2999.39 Instrumentationsverstärker mit uni- und bipolarem Ausgang ... 3009.40 Einfachst-Verstärker mit Verstärkungsfaktor 3 ...................... 3019.41 Programmierbarer Chopper-Verstärker ............................... 3029.42 Zwei-IC-Verstärker ohne externe Beschaltung ....................... 3039.43 Präziser Instrumentationsverstärker .................................. 3039.44 Präzisionsverstärker mit Booster ...................................... 3049.45 Schneller Präzisionsverstärker ......................................... 3049.46 Einfache Messverstärker mit Mikro-Power-IC ........................ 3069.47 Instrumentationsverstärker mit Dual-Operationsverstärker ...... 3079.48 Sehr verzerrungsarmer Verstärker ..................................... 3089.49 Breitband-FET-Verstärker ................................................ 309

10 Schaltungen für Filter ............................................................ 31010.1 Gute Filter – ganz einfach .............................................. 31010.2 Qualifiziertes Antialiasing-Filter ...................................... 31110.3 Filter mit Fixed-Gain-Operationsverstärkern ....................... 31310.4 Kerbfilter mit einstellbarer Güte ...................................... 31510.5 Einfaches Kerbfilter ..................................................... 31510.6 Tiefpassfilter mit minimalem Aufwand ............................. 31710.7 Bandpass mit hoher Güte ............................................. 31710.8 Einfaches Notchfilter mit hoher Güte ................................ 31910.9 Fliege-Notchfilter ........................................................ 32010.10 Einfaches 20-kHz-Filter dritter Ordnung ............................ 32110.11 Aktives 20-MHz-Filter ................................................... 322

11 Schaltungen für Wandler ........................................................ 32311.1 Spannungs-Frequenz-Konverter für 1 Hz bis 100 MHz .......... 32311.2 Einfacher Temperatur-Pulsweiten-Wandler ......................... 32611.3 Frequenz-Spannungs-Wandler mit VCO-IC .......................... 32611.4 Stromarmer Spannungs-Frequenz-Wandler ........................ 33211.5 Hochlinearer Spannungs-Frequenz-Wandler ....................... 33211.6 Einfacher Spannungs-Pulsweiten-Wandler ......................... 33211.7 D/A-Wandler mit 0...10-V-Ausgang .................................. 33511.8 Low-Cost-Spannungs-Frequenz-Wandler ........................... 336

Inhalt

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11.9 Frequenz-Spannungs-Wandler 10 Hz bis 10 kHz ................. 33711.10 Spannungs-Frequenz-Wandler für schwankende Betriebs-

spannung ................................................................. 33811.11 Spannungs-Frequenz-Wandler für stabile Betriebsspannung .. 33911.12 Spannungs-Frequenz-Wandler für positive und negative

Spannungen .............................................................. 34011.13 Pulsbreiten-Spannungs-Wandler ..................................... 34011.14 CMOS-Pegel für HF-Signale ............................................ 34111.15 A/D-Wandler mit LC-Display ........................................... 34311.16 Ansteuerschaltung für Fluoreszenz-Display ........................ 34311.17 Ansteuerschaltung für ein achtstelliges Display .................. 34611.18 Einfache Analog-Digital-Wandlerschaltungen ..................... 346

12 Schaltungen für Generatoren ................................................... 35012.1 Breitbandiger Rauschgenerator ...................................... 35012.2 Preiswerter Generator für weißes Rauschen ....................... 35212.3 Quarz formt reines Sinussignal ....................................... 35412.4 Vierfach-Quadratursignal-Generator ................................ 35512.5 Rechteck-Sinus-Wandlung mit SC-Filter ............................. 35512.6 Einfacher, aber stabiler Rechteck-/Dreieckgenerator ............ 35712.7 Rechteck- und Sägezahngenerator mit hoher Linearität ......... 35812.8 Negative-Resistance-Oszillator ....................................... 35912.9 Hochstabiler 100-kHz-Oszillator ..................................... 36112.10 Hochwertiger einstellbarer Sinusgenerator ........................ 36112.11 Spannungsgesteuerter Sinusoszillator für 1 Hz bis 30 kHz .... 36412.12 Quarzoszillator mit hoher Leistung .................................. 36412.13 Impulsgenerator mit Triggerausgang ................................ 36712.14 Low-Power-Oszillator mit weitem Betriebsspannungsbereich 36912.15 1-kHz-Sinusgenerator mit Mikrocontroller ......................... 36912.16 Einfacher und stabiler Tieffrequenz-Sinus-/Cosinusoszillator 37112.17 NF-Sinus-/Cosinusgenerator .......................................... 37212.18 NF-Wienbrückenoszillator mit FET-Stabilisator .................... 37312.19 Vielseitiger Dreieck-/Rechteckgenerator ............................ 37512.20 Micropower-Wienbrücken-Generator ................................ 37612.21 Einfacher Rechteckgenerator .......................................... 37612.22 Wienbrücken-Generator mit einfachem Potentiometer .......... 37712.23 Präziser Rampengenerator ............................................ 37812.24 Sinusgenerator mit quarzgenauer Frequenz ....................... 37912.25 Drei-Dekaden-VFO ....................................................... 38012.26 Präziser HF-Generator .................................................. 381

Inhalt

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12.27 Erzeugung von HF-Rechtecksignalen ................................ 38212.28 Frei einstellbarer Sägezahngenerator ............................... 38212.29 Mini-Audio-Oszillator ................................................... 38212.30 Generator für rosa Rauschen .......................................... 38612.31 Mikrofonschaltungs-Testoszillator ................................... 38612.32 Einfacher Phasenschieber-Oszillator ................................ 38612.33 Sinusoszillator mit entkoppelten RC-Gliedern ..................... 38912.34 Quadraturoszillator mit zwei Operationsverstärkern ............. 38912.35 Bubba-Oszillator ......................................................... 39012.36 Impulsgenerator mit weitem Frequenzbereich .................... 39112.37 Audio-Rauschgenerator ................................................ 39112.38 Programmierbarer Sinusgenerator ................................... 39312.39 Impuls- und Pausenzeit getrennt einstellbar ...................... 39312.40 Funktionsgenerator mit weitem Frequenzbereich ................ 39312.41 Wienbrückenoszillator mit Diodenarray ............................ 39612.42 Funktions- und Sweeping-Generator ................................ 39712.43 Quarzoszillatoren mit ungepufferten Invertern .................... 40212.44 High-Speed-Funktionsgenerator ...................................... 40312.45 Random-Noise-Generator .............................................. 40312.46 FM-Messsender .......................................................... 40512.47 Dreiton-Oszillator ........................................................ 405

13 Weitere Schaltungen für die Messtechnik ................................... 40713.1 Schaltungen mit S&H-Verstärker-ICs ................................ 40713.2 Langlebige portable Referenzquelle ................................. 41113.3 Schneller Spannungsfolger ............................................ 41213.4 Quellen für negative Referenzspannung ............................ 41213.5 Präzisions-Stromquelle und -Stromsenke .......................... 41313.6 Logarithmierer mit 100 dB Dynamikbereich ....................... 41413.7 Schneller Logarithmierer ............................................... 41513.8 Anti-Logarithmierer ..................................................... 41613.9 Mathematische Verarbeitung mit minimaler Drift ................ 41713.10 Multiplizierer/Dividierer ............................................... 42013.11 Schneller Integrierer .................................................... 42113.12 Schaltung eliminiert Gleichtaktspannung .......................... 42213.13 Abgleichbarer Logarithmierer ......................................... 42313.14 Digitaler Nullabgleich von Präzisions-Operationsverstärkers .. 42413.15 Präzise Betragsbildung ................................................. 42513.16 Präziser Multiplizierer/Dividierer ..................................... 42513.17 Hochstabile Spannungsreferenz ..................................... 425

Inhalt

16

13.18 Präzise duale Spannungsreferenz ................................... 42813.19 Micropower-Referenzspannungsquelle für 1,23 V ............... 42913.20 Bilaterale Spannungs-Strom-Umsetzer ............................. 43013.21 Instrumentationsverstärker als Operationsverstärker ........... 43113.22 Ansteuerschaltung für Differential-ADC ............................. 43213.23 Programmierbare Stromquelle ........................................ 43213.24 Dämpfender aktiver Desymmetrierer ................................ 43313.25 Vierquadranten-Multiplizierer ........................................ 43513.26 Schnelle S&H-Schaltung ............................................... 43513.27 Stromquelle mit Schaltregler .......................................... 43713.28 Spannungsreferenz mit Driftabgleich ............................... 43713.29 Hochgenaue S&H-Schaltung .......................................... 43813.30 Vollwellen-Gleichrichter ohne Dioden ............................... 43913.31 Diodenloser Gleichrichter .............................................. 44013.32 Lineare Gleichrichtung ohne Diode .................................. 44113.33 Breitbandiger Gleichrichter ............................................ 44113.34 Leistungsfähiger Transistorprüfer .................................... 44213.35 Präzise –10-V-Referenz ................................................. 44413.36 Störsichere Datenübertragung ........................................ 44513.37 Einfacher Frequenzmultiplizierer ..................................... 44613.38 Frequenzmultiplizierer mit D/A-Wandler ........................... 44613.39 Messwertübertragung auf der Stromversorgungs-Leitung ...... 44813.40 Spannungsgesteuerte Konstantstromquelle ....................... 44813.41 Stabile exponentielle Stromquelle ................................... 45013.42 Qualifizierte 1-A-Injektorschaltung .................................. 45113.43 Einfacher breitbandiger Frequenzverdoppler ...................... 45113.44 Bargraph-Anzeige mit PIC .............................................. 45113.45 Konstantleistungs-Quelle .............................................. 45513.46 Referenz-IC mit Stromverstärker ...................................... 45513.47 Verbesserte Stromquelle ............................................... 45713.48 Low-Cost-Dividierer ..................................................... 45713.49 9-Bit-Digital-Analog-Konverter ........................................ 45913.50 Einfaches S&H-System ................................................. 45913.51 Symmetrische Messwert-Übertragung .............................. 46113.52 Stromsenke mit Fehlerkorrektur ...................................... 46113.53 Fünfstelliger Ereigniszähler mit Voreinstellung .................... 46313.54 Kaskadischer Abwärts-Ereigniszähler ............................... 46313.55 Ereigniszähler zählt auf- oder abwärts .............................. 46313.56 Zweifach-Fernanzeige .................................................. 46613.57 Digitale Einstellung des Übertragungsfaktors ..................... 46613.58 LED-Zeile am Mikrocontroller ......................................... 466

Inhalt

17

13.59 Kompakter Oszilloskoptester ......................................... 46813.60 Logikpegel-Tester ........................................................ 471

14 Zusatzschaltungen für Messgeräte ............................................ 47214.1 Induktivitätsmess-Vorsatz für Multimeter .......................... 47214.2 Vorteiler und -verstärker für Frequenzmesser ..................... 47314.3 Präziser Audio-Spitzenspannungs-Messvorsatz .................. 47414.4 Millivoltmeter-Adapter für Multimeter .............................. 47514.5 Schaltung zur Verbesserung der Klirrfaktor-Messung ............ 47714.6 Messschaltung für die Settling Time ................................ 47814.7 Goniometer – der bessere Phasenmesser ......................... 47914.8 HF-Tastkopf mit Log Amp/Detector .................................. 48014.9 Phasenwinkel bis 360 Grad messen ................................ 48114.10 Einfacher Kabelbruchdetektor ........................................ 48314.11 Differenzielle Frequenzmessung ..................................... 48414.12 Phasenmesser ........................................................... 48514.13 Vorteiler 0,1...3,5 GHz .................................................. 48514.14 Vorverstärker und Vorteiler ............................................ 48714.15 Einfache Messung der Settling Time ................................ 48714.16 Einfache aktive Tastkopfschaltungen ............................... 48914.17 Audiofilter-Wobbler ..................................................... 49114.18 Vielseitiger NF-Wobbler ................................................ 49214.19 Low-Cost-HF-Wobbler ................................................... 49314.20 Bargraph-Anzeige für Oszilloskop ................................... 49414.21 Tastkopf für Frequenzzähler ........................................... 49614.22 Universeller aktiver Tastkopf .......................................... 49614.23 Modulationsmonitor-Zusatz ........................................... 49714.24 LC-Generator als Frequenzzähler-Zusatz ............................ 49914.25 Tester für Leistungstransistoren ...................................... 49914.26 Einfaches Milliohmmeter .............................................. 50114.27 Einfacher Spectrum Analyzer ......................................... 50214.28 HF-Wobbler mit großem Frequenzbereich .......................... 50314.29 Ein VHF-Wobbler ......................................................... 50514.30 Kapazitäts-/Induktivitäts-Messvorsatz ............................. 50614.31 Einfache Magnetfeldmessung ........................................ 50614.32 Instrumentationsverstärker als Oszilloskop-Vorsatz ............. 50814.33 Einfache Induktivitätsmessung ....................................... 51014.34 Kennlinienschreiber für FETs .......................................... 51014.35 Vorteiler zur Frequenzmessung mit Multimeter ................... 51114.36 Achtkanal-Chopper ...................................................... 51314.37 Vorverstärker für Zähler ................................................ 513

Inhalt

18

15 Schaltungen für die Prüftechnik ............................................... 51515.1 Einfacher Negative-Resistance-Oszillator ........................... 51515.2 Leistungsstarker Audio-Prüfgenerator ............................... 51615.3 Einstellbarer Batteriesimulator ....................................... 51715.4 Einfacher Feldstärke-Indikator ........................................ 51815.5 Testoszillator für HF bis UHF ........................................... 51915.6 Batterie-Checker ......................................................... 52115.7 Einfacher Dreibereichs-KW-Prüfgenerator .......................... 52215.8 Einfacher KW-Generator mit MC1648 ............................... 52315.9 Mehrbereichsgenerator mit MC1648 ................................ 52415.10 Stereo-Prüfsender mit SMD-IC ........................................ 52515.11 Verlustfaktor-Vergleichsschaltung ................................... 52615.12 Testoszillator zur Induktivitätsermittlung ........................... 52715.13 Magnetfeld-Detektor .................................................... 52715.14 Mehrdraht-Kabeltester ................................................. 52815.15 CMOS-Logiktester ....................................................... 52815.16 Transistorprüfer und Testgenerator .................................. 53015.17 Praktisches Kabelprüfgerät ............................................ 53115.18 Tester für 6-V-NiCd/MiMH-Akkus ..................................... 53215.19 Ladestromindikator ..................................................... 53215.20 Batteriespannungs-Tester ............................................. 53415.21 Aufspürgeräte für 2,4-GHz-Quellen .................................. 53415.22 Überwachung optischer Signale ...................................... 53615.23 Logikpegel-Test-Set ..................................................... 53615.24 Logikanalysator .......................................................... 53715.25 Einfacher NF-Frequenzanalysator .................................... 53815.26 Tönender Durchgangsprüfer .......................................... 53915.27 Einfacher High/Low-Tester ............................................. 54015.28 Schonender Batterietester ............................................. 54115.29 Akustischer Widerstandstester ....................................... 54115.30 Breitbandiger Testgenerator ........................................... 54215.31 RFID-Sendefelddetektor ................................................ 54215.32 Leitungsfinder ............................................................ 54515.33 Magnetpol-Indikator .................................................... 54615.34 Nulldurchgangs-Detektor .............................................. 54615.35 Pegel- und Impulsrichtungs-Indikator ............................... 54715.36 Infrarot-Detektor ......................................................... 54715.37 Dreistufiger Spannungsdetektor ..................................... 548

Stichwortverzeichnis ................................................................... 549

Inhalt

19

1 Messung elektrischerGleichgrößen

1.1 Gleichspannungsmessung mit dem ICL7136

Der ICL7106 war der erste IC, welcher alle aktiven Komponenten zur qualifiziertenGleichspannungsmessung mit digitaler Anzeige auf einem LC-Display enthielt.Neben dem LCD waren nur vier Widerstände, vier Kondensatoren sowie ein Ein-gangs-RC-Filter als Außenbeschaltung erforderlich.

Der ICL7136 ist die Ultra-Low-Power-Version des ICL7106. Nach Abb. 1.1 ist auchdie Außenbeschaltung identisch. Sie gilt für maximal 1999 mV Eingangsspannung.Für 1,999 V müssen folgende Bauelementeänderungen erfolgen: R1 150 kOhm,

Abb. 1.1

20

Abb. 1.2

Intersil Application Note 023

R2 1,8 MOhm, R4 100 kOhm, C2 22 nF. Außerdem sollte der Dezimalpunkt gesetztwerden.

Abb. 1.2 zeigt eine Anwendung der Bausteine einschließlich des ICL7136 im Zusam-menwirken mit einer Messbrücke. Der Eingang ist massebezogen, somit ist eindirekter Anschluss an die Brücke nicht möglich. Zwei Operationsverstärker bildendaher einen Differenzverstärker; auch ein einfacher Differenzverstärker (mitunsymmetrischem Ausgang) scheint möglich, wenn die Brücke genügend nieder-ohmig ist. Man sollte natürlich auch dabei einen Operationsverstärker mit geringerDrift bevorzugen.

1 Messung elektrischer Gleichgrößen

21

1.2 Leistungsarme Strommessung mitZeigerinstrument

Schaltet man ein Zeigerinstrument direkt in eine Leitung, um den darin fließendenStrom zu messen, hat das Nachteile. Zunächst verursacht der Innenwiderstand desInstruments einen gewissen Spannungsabfall. Dann muss das Instrument eventuellgegen Überlastung geschützt werden, üblicherweise mit zwei antiparallelen Si-Leis-tungsdioden. Schließlich kann eine Leitungsumverlegung erforderlich sein, denndas Instrument muss in der Regel an einem bestimmten Ort zwecks guter Ablesbar-keit angeordnet werden.

Hat man eine Hilfsspannung von z. B. 5 V zur Verfügung, kann man diese Pro-bleme mit der Schaltung nach Abb. 1.3 umgehen. Der in die Leitung einzufügendeWiderstand ist mit 1 Ohm recht klein. Ein Strom von 100 mV verursacht daraneinen Spannungsabfall von 100 mV. Der Differenzeingang des MAX4172 erhält denSpannungsabfall und wandelt ihn in einen Strom um. Bei 100 mV zwischen denPins 1 und 2 fließt 1 mA aus Pin 6. Das bedeutet 1 V an 1 kOhm. Die Eingangs-spannung wurde verzehnfacht. Ein Einstellwiderstand an dieser Stelle erlaubt denAbgleich der Schaltung. Der einfache Spannungs-Strom-Wandler mit dem Opera-tionsverstärker MAX495 erzeugt im Kollektorkreis des Transistors bei 1 V Ein-gangsspannung einen Strom von etwa 15 mA (1 V/66 Ohm). Man sollte besser einInstrument mit 10 oder 100 mA Endausschlag benutzen. Der Widerstand mussdann 100 Ohm bzw. 10 Ohm haben.

Abb. 1.3

MaximApplicationNote 3536

1.2 Leistungsarme Strommessung mit Zeigerinstrument

22

1.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern

Ein Instrumentationsverstärker zeichnet sich durch einen hochohmigen Differenz-eingang mit hoher Gleichtaktunterdrückung aus. Somit sind qualifizierte, nichtmassebezogene Spannungsmessungen möglich. Der typische Anwendungsfall istdie indirekte Strommessung durch Messung des Spannungsabfalls an einem mög-lichst niedrigen Widerstand in der Stromleitung.

In Abb. 1.4 beträgt dieser Widerstand nur 5 Milliohm. Der maximale Strom von10 A verursacht daran einen Spannungsabfall von 50 mV. Dennoch ist es für denStabilisierungsschaltkreis wichtig, dass die Vergleichsspannung direkt an der Lastabgenommen wird. Die Eingänge des Instrumentationsverstärkers sind mit Wider-ständen von 10 kOhm geschützt. Gleichzeitig ergeben sich mit den KapazitätenTiefpassfilter. Die Kondensatoren sind für wenige Hertz Grenzfrequenz zu bemes-sen. Die Verstärkung von 50 wird mit den Widerständen an Pin 5 bestimmt. Dasergibt eine Ausgangsspannungsänderung von 250 mV pro Ampere.

In Abb. 1.5 beträgt der Shuntwiderstand 10 Milliohm, und der IC-Eingang wirddurch Widerstände und antiparallel geschaltete Dioden geschützt. Dies deshalb,weil Strom in beide Richtungen fließen und erfasst werden kann. Die Gegenkopp-lungsbeschaltung muss daher beide Feedback-Pins betreffen. Beim Strom null sollbereits eine Ausgangsspannung von 2 V vorliegen. Das bedeutet 20 mV Versatz anPin 8 gegenüber Pin 5. Denn die Widerstände sind für eine Verstärkung von 100ausgelegt. Somit bedeuten –2 A 0 V Ausgangsspannung und 2 A 4 V Ausgangsspan-nung. Durch die einfache Versorgung kann diese nicht negativ werden. Mit derSchaltung kann man Lade- und Entladeströme von Akkus messen.

In Abb. 1.6 ist eine weitere interessante Anwendung zu sehen. Es kommen dreimoderne Instrumentationsverstärker zum Einsatz. Dieser Aufwand erlaubt dieMessung von positiven und negativen Strömen mit Anzeige der Polarität. Auch hierist der Shuntwiderstand sehr klein. Bei einem Ampere entsteht ein Spannungsabfallvon 10 mV. Der obere Verstärker misst positive, der mittlere negative Ströme. DieEingänge liegen parallel, die Pins sind aber vertauscht. Der untere Verstärker wertetdie Polarität aus. Die Kondensatoren bilden mit den Widerständen Tiefpassfilterund sind nur bei Anwendungen erforderlich, wo eine Filterwirkung erzielt werdenmuss (z. B. Überwachung von Pulsbreitensteuerungen). Die Verstärkung beträgt100, somit gilt am Ausgang 1 V/A.

In Abb. 1.7 ist der Einsatz einer bidirektionalen Strommessschaltung in einerMotorsteuer-Brückenschaltung gezeigt.


23

Abb.

1.4

1.3 Strommessung mit Instrumentationsverstärkern

24

Abb. 1.5

Abb. 1.6


25

Abb. 1.7

Intersil Application Note 1298

1.4 Interface zur Gleichspannungsmessungmit dem PC

Die 25-polige Sub-D-Buchse zum Druckeranschluss ist auch heute noch an vielenPCs vorhanden. Stattet man einen solchen PC mit der Schaltung nach Abb. 1.8 aus,kann man vier Gleichspannungen erfassen. Für hohe Werte kann man an den Ein-gängen die angedeuteten Spannungsteiler anordnen. Die Kondensatoren bewirkenzusammen mit den Längswiderständen eine Signalfilterung. Der MAX4164 enthältvier Operationsverstärker, die jeweils als Spannungsfolger geschaltet sind. DerMAX1248 ist ein 10-bit-A/D-Wandler.

Die Betriebsspannung erhält das Interface von der Sub-D-Buchse. Sie wird in derRegel 5 V betragen. Notebooks bieten oft nur etwa 3 V – auch dann arbeitet dieSchaltung einwandfrei. Die Stromaufnahme ist hier mit etwa 1 mA sehr gering.Liegt die Quellimpedanz unter 3 kOhm, können die Operationsverstärker entfallen.Andernfalls wird der Vierfach-Operationsverstärker vorgesehen. Er arbeitet auchnoch mit 2,7 V, hat Rail-to-Rail-Eingänge und verbraucht nur etwa 100 ` A.

1.4 Interface zur Gleichspannungsmessung mit dem PC

26

Abb. 1.8Maxim Application Note 1988

1.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V

Die Analog-Digital-Wandler CD5521/23, CS5522/24/28 und CS5525/26 besitzeneinen chopperstabilisierten programmierbaren Instrumentationsverstärker mit maxi-mal 300 pA Eingangsstrom. Eine Ladungspumpenschaltung ist ebenfalls integriert,um eine negative Versorgungsspannung zu erzeugen. Das macht die Messung masse-bezogener Spannungen möglich (Abb. 1.9). Der Instrumentationsverstärker (PGIA,programmable gain instrumentation amplifier) hat die Low-Level-Eingangsbereiche:+/–25, +/–55 und +/–100 mV. Der Eingangsstrom ist von Sampling-Kondensatorund Sampling-Frequenz abhängig. Hält man diese Größen klein, ist auch er gering.Dann ist das Vorschalten eines hochohmigen Spannungsteilers bei geringem Fehlermöglich. So kann ein Eingangsspannungsbereich von +/–10 V gemäß Abb. 1.10 beinur 0,03 % Fehler erreicht werden. Senkt man den Widerstand gegen Masse, sinkt derFehler entsprechend. In Abb. 1.11 wurde der Widerstand auf 1 kOhm vermindert. Mitfünf Widerständen 2 MOhm können nun Spannungen bis zu +/–1000 V gemessenwerden, wobei über jedem Widerstand maximal 200 V abfallen.


27

Abb. 1.9

Abb. 1.10

Mit 32,768 kHz Eingangstaktfrequenz ergibt sich eine niedrige Chopperfrequenzvon 256 Hz. Das bedeutet nur etwa 100 pA Eingangsstrom bei Zimmertemperaturund maximal 300 pA im industriellen Standardtemperaturbereich.

1.5 A/D-Wandler misst Spannungen bis 1000 V

28

Abb. 1.11

Crystal Application Note 158, Keith Coffey/Jerome Johnston

1.6 Schutzschaltungen für Strommess-ICs

Zur permanenten Strommessung in der Industrie werden oft sogenannte High-Side-Transimpedance-ICs eingesetzt, die es in in einem breiten Typenspektrumgibt. Sie messen den Spannungsabfall über einem Shuntwiderstand zwischen Lastund Betriebsspannung. Daher erfassen sie auch einen eventuellen Kurzschlussstrominfolge fehlerhafter Verbindung der Leitung zwischen Shuntwiderstand und Lastmit Masse. Bei einer Low-Side-Messung (Shuntwiderstand zwischen Last undMasse) wäre das nicht möglich.

Diese High-Side-Wandler sollten oder müssen in vielen Fällen gegen Überspan-nung geschützt werden. Weiterhin wird oft ein Schutz der nachfolgenden Schaltunggefordert. In Abb. 1.12 links ist der Schutz des Strommess-ICs mit einer Z-Diodegezeigt, in der Mitte der Schutz der Last mit Z-Diode und Vorwiderstand. BeideMethoden lassen sich, wie rechts gezeigt, problemlos kombinieren.

Abb. 1.12

Zentex Application Note 39


29

1.7 Strommess-ICs an hoher Betriebsspannung

Zentex-Strommess-ICs können eine separate Betriebsspannung benötigen, diemindestens 2 V höher als die Betriebsspannung im Messstromkreis ist. Bei kleinemStrom und hoher Betriebsspannung können sie aber auch ohne diese überlastetwerden. Über dem Widerstand, welcher den Ausgangsstrom in eine Spannung wan-delt, liegt dann nur eine geringe Spannung; fast die volle Betriebsspannung fällt amIC ab.

In einem solchen Fall kann man nach Abb. 1.13 vorgehen. Die linke Schaltung istam einfachsten, die mittlere schützt auch vor transienten Überspannungen. DieDesignregeln gelten für diese mittlere Schaltung. Die rechte Schaltung arbeitet sehrpräzise.

Abb. 1.13

Zentex Application Note 39

1.7 Strommess-ICs an hoher Betriebsspannung

30

1.8 Bidirektionale Motorstrommessung

In Abb. 1.14 ist links eine H-Brücke zur Ansteuerung eines Motors zu sehen, wobeiRechts- und Linkslauf möglich ist. Zur Erfassung dieser Ströme sind zwei Shuntwi-derstände und zwei High-Side-Strommess-ICs eingefügt. Diese Konfiguration isteinfach, kommt mit den verbreiteten High-Side-ICs aus, benötigt aber zwei Shuntsim Motorstromkreis. Das lässt sich gemäß Abb. 1.15 vermeiden. Die eingesetzten

Abb. 1.14

Abb. 1.15

Zentex Applica-tion Note 39


31

ICs ZXCT1050 und ZXCT1051 arbeiten auch im Low-Side-Betrieb und könnendaher für Antiparallelbetrieb konfiguriert werden. Das erfordert nur einige Zusatz-widerstände. Nun ist allerdings auch eine separate Versorgungsspannung erforder-lich.

1.9 Kurzschlussschutz für Strommess-ICs

In Abb. 1.16 dient der Transistor Q1 dazu, die Spannung an U1 zu reduzieren. Erarbeitet wie eine Z-Diode im Durchbruchsbereich. Q1 ist nicht erforderlich, wenndie Betriebsspannung an U1 unter dessen maximaler Betriebsspannung lt. Daten-blatt liegt. Die an R3 abfallende Spannung speist U2, eine einstellbare Spannungsre-ferenz. Wenn die Spannung am Pin VRef dieses Bauelements 1,24 V übersteigt, leitetdie Referenzquelle und zieht den Open-Collector-Ausgang gegen Masse. Der erfor-derliche Pull-up-Widerstand kann an Spannungen bis 20 V gelegt werden. Der Vor-teil der Nutzung des Bausteins ZR431L als Pegeldetektor gegenüber einem Transis-tor liegt darin, dass der Schaltpegel unabhängig von Temperaturänderungen undExemplarstreuungen ist.

Die Empfindlichkeit der Strombegrenzungsschaltung kann über R3 beeinflusstwerden. Der Strom, welcher zur Auslösung führt, lässt sich lt. Formel berechnen. In

Abb. 1.16Zentex Application Note 39

1.9 Kurzschlussschutz für Strommess-ICs

32

der angegebenen Schaltung beträgt er 5,6 A. C3 bewirkt eine Zeitverzögerung, umFehlschaltungen vorzubeugen. R2 und C4 sind ein besonders bei induktiven Lastennützliches Filter.

1.10 Strommmess-IC-Überstromschutz mit Latching

Der Strommmess-IC-Überstromschutz mit Latching nach Abb. 1.17 teilt sich indrei Stufen. Er ist besonders für Anwendungen mit niedrigen Leistungen geeignet,kann aber leicht für hohe Leistungen ausgelegt werden, indem man für Q5 einenkräftigeren Transistor einsetzt.

Stufe A stellt einen abhängig geboosteten Stromindikator (COCM, compliance-boos-ted current monitor) dar. Die Z-Diode stellt dabei eine Referenzspannung bereit.

Stufe B ist ein Komparator. Er vergleicht den COMC-Ausgang mit der halben Refe-renzspannung. Wenn der Ausgang diese überschreitet, steht an R5 nur noch einesehr geringe Spannung an.

Abb. 1.17Zentex Application Note 39


33

Stufe C ist die Schaltstufe. Bei geringer Spannung an R5 werden Q4 und der Längs-transistor Q5 gesperrt. Hierbei ergibt sich eine Verriegelung durch R10. Der Strom-indikator kommt in einen Overdrive-Modus. Erst nachdem die Last abgetrenntoder vermindert wurde, ist ein normaler Betrieb wieder möglich. Der zulässigeMaximalstrom errechnet sich gemäß der angegebenen Gleichung.

1.11 High-Side-Strommess-IC an hoher Spannung

Ein High-Side Current Sense Amplifier misst den Spannungsabfall an einemWiderstand in einer Stromversorgungsleitung zwischen Betriebspannung und Last,daher der Name. (Eine Low-Side-Messung bedeutet Anschluss des Shuntwider-stands und Strommess-ICs zwischen Last und Masse.) Es gibt praktische Fälle, wodie Spannung am Shuntwiderstand im dreistelligen Voltbereich liegt. Dann müssenbesondere Maßnahmen ergriffen werden, um den Einsatz üblicher Strommess-ICszu ermöglichen.

Eine dieser Maßnahmen zeigt Abb. 1.18. Die Schaltung ermöglicht es einemüblichen 32-V-High-Side-Strommess-IC, einen Strom zu messen, der von einerSpannung von 100 bis 250 V getrieben wird. Dieser Strom kann maximal 4 A betra-


1.11 High-Side-Strommess-IC an hoher Spannung

34

gen. Die spannungsfesten externen Bauelemente fangen die hohe Differenz zwi-schen der Spannung im Messstromkreis und der Betriebsspannung des ICs ab.Diese beträgt etwa 23,3 V. Der Strom durch die Z-Diode sollte etwa 500 ` A betra-gen und wird durch R1 bestimmt. Ein Maximalwert von 220 kOhm ist möglich.

Die Transistoren bilden eine Stromspiegelschaltung, welche das Ausgangssignal desICs gegen Masse zur Verfügung stellt. Ab 30 mA Laststrom kann eine Toleranz von1 % erreicht werden.

1.12 Bidirektionale Strommessschaltung

Der MAX4377 ist ein dualer Strommess-IC für kleine Ströme. Legt man die Ein-gänge der internen Verstärker über Kreuz an den Shuntwiderstand im Messstrom-kreis, wird der Strom in jeder Richtung (z. B. Lade- und Entladestrom) erfasst. EinAusgang liefert dann eine zum positiven Strom proportionale Spannung, währendder andere nahe Masse liegt und umgekehrt. Ein Zweikanal-Analog/Digital-Wand-ler wird daher für die exakte Auswertung per Mikrocomputer benötigt.

Abb. 1.19 zeigt das. Die Verstärkung jedes internen Operationsverstärkers ist 20.Somit gilt für den Betrag der jeweiligen Ausgangsspannung 20 × Stromstärke ×Shuntwiderstand. Beispielhaft ergibt sich bei 0,1 Ohm und 1 A eine Ausgangsspan-nung von 2 V.

Abb. 1.19


35


Die Schaltung in Abb. 1.20 geht einen Schritt weiter. Ein konventioneller Differenz-verstärker fasst nun die beiden Ausgangssignale zusammen. Da auch er an einfacherBetriebsspannung arbeitet, ist eine direkt Differenzbildung nicht möglich, denndazu müsste er in den negativen Spannungsbereich steuern können. Daher wirdeine Referenzspannung z. B. in Höhe der halben Betriebsspannung zugeführt. Die-ses Niveau gilt als null. Der MAX4070 enthält diese Differenzstufe bereits.

1.13 Einfache Stromanzeige-Schaltung

Die Schaltung nach Abb. 1.21 wandelt einen geringen bis hohen Strom in eine pro-portionale Spannung, welche gegen Masse auftritt. Der Strom fließt durch R1. Bei1 A entsteht dort ein Spannungsabfall von 100 mV. Die Spannung am Pluseingangsinkt entsprechend. Um diesen Betrag regelt der FET die Spannung am Minusein-gang nach, denn im linearen Betrieb ist die Differenzeingangs-Spannung einesOperationsverstärkers immer vernachlässigbar klein. Dies ist mit einem strompro-portionalen Anstieg der Spannung an R3 verbunden.

Das Umsetzverhalten ist von allen drei Widerständen abhängig. Man kann alsoleicht für den jeweils vorliegenden speziellen Anwendungsfall dimensionieren.

1.13 Einfache Stromanzeige-Schaltung

36

Abb. 1.21National Semiconductor Application Note 31

1.14 Einfacher bidirektionaler Strommonitor

Die Schaltung nach Abb. 1.22 stellt einen High-Side-Strommonitor dar – allerdingsnicht mit Spezial-IC, sondern mit Operationsverstärker. Der Operationsverstärkerist als Differenzverstärker beschaltet. Wenige Widerstände genügen dazu. Dennochist die Schaltung vielseitig nutzbar. Die Spannung V1 muss allerdings innerhalb derBetriebsspannungsgrenzen des Operationsverstärkers liegen. Je nach Stromrichtungwird die Ausgangsspannung positiv oder negativ.

Die sehr hohe Betriebsspannungs-Unterdrückung (120 dB) des OP-77 macht eineStabilisierung meist überflüssig.

Abb. 1.22Analog Devices Application Note 106, James Wong


37

1.15 Strommessschaltung für 100 pA bis 100 �A

Zur Ermittlung von Halbleiter-Sperrströmen oder Elektrolytkondensator-Leckströ-men kann die Schaltung nach Abb. 1.23 eingesetzt werden. Sie verzichtet auf hoch-ohmige Widerstände, sodass die Gefahr der Verfälschung des Messergebnissesdurch Verschmutzung oder Feuchtebeschlag nicht besteht. Eine Messtoleranz von1 % ist möglich.

Der Schlüssel zu hoher Genauigkeit und Temperaturstabilität ist der Operationsver-stärker OP-41 mit nur 5 ` A Biasstrom. Weiterhin zur Temperaturstabilität trägt dasintegrierte Transistorpaar MAT-02 bei. Der Operationsverstärker arbeitet in inver-tierender Grundschaltung. Der Spannungsabfall am Eingang für Vollausschlag liegtbei maximal 500 ` V.

Die Kalibrierung ist einfach und beschränkt sich auf die Einstellung des Skalenfak-tors mit R4. Dies sollte bei 1 ` A Eingangsstrom im entsprechenden Bereich gesche-hen.

Ein 100- ` A-Instrument ist relativ leicht erhältlich, nicht so ein siebenstelliger Dreh-schalter, weshalb man eventuell auf den größten Bereich verzichten wird.

1.16 High-Side-Strommessung mit Speisespannungals Referenz

Der High-Side-Strom-Spannungs-Wandler AD8210 besitzt zwei Referenzspan-nungs-Eingänge. Mit einer Referenzspannung kann man sein Ausgangspotenzialfür den Nullwert des Stroms auf einen bestimmten Wert vorbestimmen, sodassbidirektionales Messen möglich ist. Man kann die Referenzspannungsquelle sparen,wenn man die Betriebsspannung des nachgeschalteten A/D-Wandlers von 3,3 Vnutzt.

In der in Abb. 1.24 oben gezeigten Beschaltung ist die Ausgangsspannung ohneStrom halb so groß wie die Spannung an Pin 7, also 1,65 V. Die Ausgangsspannungkann sich im Bereich 0,05 bis 4,9 V ändern. D1 hat Schutzfunktion. Falls der Hin-strom kleiner oder größer als der Rückstrom ist, kann diese Schaltung besondersvon Vorteil sein. Man legt dann die Eingänge entsprechend an den Shunt.

In der Schaltung unten liegen beide Referenzeingänge an 3,3 V. Dies bedeutet glei-che „Nullspannung“ am Ausgang. Allerdings ist nun ein bidirektionaler Betriebnicht möglich, obwohl der Ausgang dies erlauben würde. Der Strom sollte nur inder eingezeichneten Richtung fließen.

1.16 High-Side-Strommessung mit Speisespannung als Referenz

38

Abb.

1.23

Ana

log

Dev

ices

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ion

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e10

6,Ja

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Won

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39

Abb. 1.24Analog Devices Application Note 815, Henri Sino

1.17 Präzise Low-Side-Strommessung

Die Operationsverstärker AD8638 und AD8639 sind Auto-Zero-Verstärker, regelnalso ihre Offsetdrift selbständig aus. Nach Abb. 1.25 kann man damit beispielsweiseeine sehr genaue Strommessschaltung realisieren. Um den empfindlichen Verstärkernicht zu überlasten, wurde der Shunt auf der geerdeten Seite der Last angeordnet.Er arbeitet als normaler Differenzverstärker. Durch die hohe Verstärkung von 1000ergibt sich eine Ausgangsspannungs-Änderung von 100 mV/mA im Lastkreis.

1.17 Präzise Low-Side-Strommessung

40

Abb. 1.25Analog Devices Data Sheet AD8638/AD8639

Eine solch empfindliche und präzise Strommessmöglichkeit hat in der modernenElektronik vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

1.18 Messung des Stroms aus Quelle mit negativerSpannung

Beispielsweise mit dem High-Side-Strommess-IC MAX4172, welcher eigentlich fürdie Messung von Strömen aus Quellen mit positiver Spannung entwickelt wurde,kann man auch den Stroms aus einer Quelle mit negativer Spannung messen. DieseQuelle ist links oben in Abb. 1.26 eingezeichnet.

Abb. 1.26


41

Der MAX4172 erhält eine positive Betriebsspannung von 2,2 bis 5 V. Obwohl einnegativer Strom gemessen wird, erscheint an Pin 6 eine Ausgangsspannung von 1 %der Spannung RO × RS × IS. Die maximale Ausgangsspannung muss 1,2 V unter derBetriebsspannung an Pin 8 liegen.

1.19 Strommesser mit Digitalanzeige

Der A/D-Wandler-IC ICL7107 gestattet den Anschluss von LED-Siebensegment-Anzeigen. Die Zusatzbeschaltung zum Aufbau einer Strommessschaltung ist –wie Abb. 1.27 beweist – gering. Die Anzeige ist 3,5-stellig. Man muss auf dieShuntwiderstände achten. Der Widerstand 0,01 Ohm kann ein Stück Kupfer-draht mit 1,5 mm Durchmesser und 5 cm Länge sein. Die Widerstände 0,1 und1 Ohm sollten mit 5 W belastbar sein. Man hat hier natürlich Gestaltungsmög-lichkeiten.

Die Schaltung verbraucht etwa 25 mA.

Abb. 1.27http://electronics-diy.com

1.19 Strommesser mit Digitalanzeige

42

1.20 Strommess-IC versorgt sich selbst ausStromschleife

Die einfache Schaltung in Abb. 1.28 nutzt einen Low-Current-Drain-VerstärkerMAX4073H, um ohne eigene Versorgungsspannung den Strom in einer 4...20-mA-Stromschleife zu messen. Fließen beispielsweise 10 mA durch den 1-Ohm-Shuntwi-derstand, so beträgt die Ausgangsspannung 1 V, denn die Verstärkung ist 100. DerIC benötigt selbst nur 500 ` A an Versorgungsstrom. Dieser ist nicht Teil des gemes-senen Stroms. Daher werden 500 ` A zu wenig angezeigt. Damit dieser Fehler rechtkonstant bleibt und sich also bei Bedarf möglicht vollständig kompensieren lässt,sorgen die Dioden für eine konstante Betriebsspannung.

Die Ausgangsspannung ist mit –50 mV Fehler linear zwischen 350 und 1950 mV.

Abb. 1.28

Shyam Tiwari: A 4- to 20-mA loop needs no external power source, EDN, September 13,2001

1.21 Low-Cost-Strommessschaltung

In der Schaltung nach Abb. 1.29 kommt ein moderner Strommess-IC aus der Fami-lie INA19x zur Anwendung. Die maximale Spannung von 100 mV über dem Shuntresultiert in einer Spannung von 2 V am Pin OUT. Die Stromquelle mit dem Ope-rationsverstärker und dem MOSFET liefert dann 15 mA (2 V / 133 Ohm = 15 mA).

1.22 Strommessungen mit LTC1392

Der LTC1392 ist ein Mess-IC für Temperatur oder Spannung und benötigt keineoder nur minimale Außenbeschaltung. Es ist ein 10-bit-A/D-Wandler integriert.Mit diesem beträgt der Stromverbrauch 350 ` A, ohne den Wandler nur 1 ` A.


43

Abb. 1.29

Thomas Kugelstadt: Low-cost current-shunt monitor IC revived moving-coil meter design,Analog Application Journal, 2Q 2006

Abb. 1.30

Linear Technology Design Note 106

Abb. 1.30 zeigt eine Beschaltung zur Strommessung. Außer Abblockkondensatorenund dem Shuntwiderstand sind keine externen Komponenten erforderlich.

1.22 Strommessungen mit LTC1392

44

1.23 Gleichspannungsmessung mit UTI

Der UTI (universal transducer interface) von Smartec ist ein analoger Messwert-Umformer für Signale mit niedriger Änderungsrate. Der UTI-IC arbeitet auf Basiseines pulsbreitenmodulierten Oszillators. Die Sensoren werden direkt angeschlos-sen, die Messsignal-Auswertung erfolgt mit einem Mikroprozessor. Es genügt eineeinzige Signalleitung.

In einer Drei-Zyklen-Technik erfolgt im UTI eine automatische Korrektur des Off-sets und der Verstärkung; außerdem wird die Netzfrequenz unterdrückt.

Das UTI kennt je nach Messgröße verschiedene Betriebsarten (Modi). Es ist zwarnicht direkt für die Gleichspannungsmessung vorgesehen, kann aber in der Kapazi-tätsmessfunktion Gleichspannungen messen. In der Schaltung nach Abb. 1.31 wirddie Betriebsart C23 dafür genutzt. VX ist die unbekannte Spannung. Eine Referenz-spannung VRef ist erforderlich.

Der Kondensator CS und die elektronischen Schalter bilden Signalproben (samples)von beiden Größen. Die entsprechenden Ladungen wandelt der UTI in Periodenseiner Ausgangsspannung um.

1.24 Strommessung an Spannungen bis 1 kV

Bei der High-Side-Strommessung mit Direktanschluss des Strommess-ICs erhältdieser (etwa) die Spannung im Messstromkreis als Gleichtaktspannung an seinenEingängen. Damit ist die Spannung im Messstromkreis in der Regel auf einige 10 Vbegrenzt.

Man kann in Kreisen mit wesentlich höherer Spannung messen, wenn man in dieMessanordnung einen entsprechend spannungsfesten Optokoppler einbringt.Abb. 1.32 gibt ein Schaltungsbeispiel. Hierbei erfolgt eine separate Versorgung derSchaltkreise IC1 und IC2 vor dem Optokoppler mit 9 V. Der Optokoppler IC3besitzt zwei Fotodioden und weist hohe Linearität auf. Die Fotodiode auf der „floa-ting“ Seite kompensiert die Nichtlinearität der internen LED. Auf der „grounded“Seite arbeitet IC4 als Transimpedanzverstärker.

IC1 liefert 10 mA/V am Shunt. Die Ausgangsspannung ist fünf mal höher als dieSpannung am Shunt: UOUT = ISHUNT × 0,01 × R1 × R2.


45

Abb. 1.31

Application Note of UTI

1.24 Strommessung an Spannungen bis 1 kV

46

Abb.

1.32

Roge

rGri

swol

d:O

ptoc

oupl

erex

tend

shi

gh-s

ide

curr

ents

enso

rto

1kV

,ED

N,M

arch

1,20

01


47

1.25 High-Side-Strommessung an hoher Spannung

Die Strommessschaltung nach Abb. 1.33 benötigt außer VCC keine (isolierte) Versor-gungsspannung. Der Gleichtaktbereich wird nur durch die ausgewählten Transisto-ren begrenzt.

Q1 und Q2 bilden eine Stromspiegelschaltung. Die Kollektorströme dieser Transis-toren sind immer gleich. Diese Ströme werden von der zusätzlichen Stromspiegel-schaltung mit Q3 bestimmt. Es gilt VO = IS × RS × RG / R1.

Abb. 1.33

Bob Bell/Jim Hill: Circuit senses high-side current, EDN, March 1, 2001

1.25 High-Side-Strommessung an hoher Spannung

48

1.26 Einfaches zweistelliges Voltmeter

Die in Abb. 1.34 gezeigte Schaltung ist modern und preiswert. Sie zeigt Spannungenzwischen 10 und 990 mV an. Der PIC16F84A besitzt keinen internen Analog-Digi-tal-Wandler. Daher wird eine klassische RC-Zeitverzögerungs-Beschaltung für dieAnalog-Digital-Wandlung vorgesehen. Für Q3 ist wegen des bestimmten On-Widerstands die Spezifikation A erforderlich.

C1 und C2 haben lt. PIC-Datenblatt 15...33 pF.

Mit einem 20-MHz-Quarz ist eine dreistellige Anzeige möglich.

Die Firmware ist über www.edn.com/060622di1 zugänglich.

Abb. 1.34

Noureddine Benabadji: Microcontroller, JFET form low-cost, two-digit millivoltmeter, EDN,June 22, 2006


49

1.27 Messung kleiner Ströme

Die Messung kleiner Ströme gestaltet sich oft schwierig. Die Schaltung nachAbb. 1.35 ist kein Verstärker, sondern ein aktiver Stromreduzierer. Die Reduktionerfolgt mit dem Faktor R2/R1. Wenn das Instrument an der Spannungsquelle alsobeispielsweise 100 ` A anzeigt, fließt durch den Lastwiderstand ein Strom von 100nA. Die am Laborgerät eingestellte Spannung und die Spannung über dem Lastwi-derstand sind gleich, es handelt sich also nicht um eine Stromquelle. Die Lastbestimmt den Strom.

Die gestrichelt eingezeichneten Bauelemente sind bei großer Lastkapazität vorteil-hafter.

Abb. 1.35

Intersil Data Sheet CA3240, CA3240A

1.28 Pikoamperemeter

Zur Messung von Leckströmen an Kondensatoren oder Sperrströmen an Halblei-tern kann die Schaltung nach Abb. 1.36 dienen. Der besonders niedrige Eingangsru-hestrom des modernen Operationsverstärkers CA3420 von typisch 200 fA (0,2 pA)macht sie möglich. Man muss sich allerdings einen 10-GOhm-Widerstand besorgenund die Schaltung äußerst sauber aufbauen, um Kriechströme zu vermeiden.

1.28 Pikoamperemeter

50

Der 1-MOhm-Widerstand schützt den Eingang. Der 10-MOhm-Widerstand hältdie Eingangskapazität des ICs vom Eingang der Schaltung fern und verhindertSelbstoszillation.

Nullpunkt und Skalierung lassen sich abgleichen.

Statt des CA3420 lässt sich auch der CA5420A einsetzen.

Abb. 1.36

Intersil Data Sheet CA3420

1.29 Voltmeter mit extrem hohemEingangswiderstand

In der Voltmeterschaltung nach Abb. 1.37 addieren sich die Widerstände 22 MOhmund 10 MOhm mit dem Differenzeingangswiderstand des Operationsverstärkerszum Eingangswiderstand der Schaltung. Da der IC-Eingangswiderstand extremhoch ist, kann man die Widerstände vernachlässigen und von einem Eingangswi-derstand über 1000 GOhm ausgehen.

Der Stromverbrauch in Nullstellung liegt bei 300 ` A. Nullpunkt und Skalierungsind einstellbar.

Die Schaltung lässt sich auch mit dem CA5420A realisieren.


549

Stichwortverzeichnis

Numerisch4...20-mA-Stromschleife 424-Bit-Aufwärts-/Abwärts-

zähler 1378-Bit-Speicher-Flip-

flop 53716-bit-Analog-Digital-

Wandler 190

AAdmittanz 150AM-Demodulator 497Analog-Digital-Wandler 48Antennen-Analyzer 155Antennenimpedanz 150Antialiasing-Filter 311Anti-Logarithmierer 416Antiparallelbetrieb 31Audio-Testgenerator 530Automatisierte Messun-

gen 265Auto-Ranging 129Auto-Zero-Verstärker 39,

55

BBalun 171Bandgap-Prinzip 429Batteriekontrolle 541Batteriesimulator 517Beschleunigungssensor-

IC 220Biegewandler 210BiMOS-Operationsverstär-

ker 250, 303, 399, 459Biosignal-Verstärker 287Blindanteil 149Bootstrap-Schaltung 269Breitband-Operationsver-

stärker 322

Brückenmessschaltung 196Brückennull 156Brückenschaltung 176Bubba Oscillator 390

CCharakteristische Impe-

danz 149Chopperstabilisierter Opera-

tionsverstärker 254, 255,323

CMRR 262COCM 32Codier-Baustein 135Cold-Junction Compensa-

tion 220Colpitts-Schaltung 519Core Oscillator 323CPLD 123Crest Factor Detector 166Crest-Faktor 53Current Probe 162

DdB ` 67dBm 67Delta-Sigma-Prinzip 176Dezibel-Modus 79Digitaler Spannungstei-

ler 466Diodendetektor 111Doppel-VCO 503Dreileitertechnik 184Drei-Zyklen-Technik 44,

231Druckmesssensor 199DSO 468Dünnfilm-Platium-Tech-

nik 187DUT 477

EECG-Verstärker 299E-Feldmessung 518Einfachst-Digital-Analog-

Wandler 369Einfachst-Instrumentations-

verstärker 253Einfachst-Logikpegel-

Anzeige 536Elastomer-Membran 253Energie-Bandgap-Span-

nung 429Ersatzwiderstand 172ESR 172, 174

FFaltungseffekt 311Fast-Settling-Präzisionsver-

stärker 304FDNR 311, 312Feed-Through-Übertra-

gungsschalter 459Fixed-Gain Amplifier 297Fixed-Gain-Operationsver-

stärker 313FM 171Frequenzgang 61Frequenz-Spannungs-Wand-

ler 328Frequenzunterschied 147Fünf-Dekaden-Zähler 139Funkelrauschen 56F/U-Wandler 127

GGlockenkurve 492Goniometer 479Go/No-Go-Tester 527Good-Battery Checker 521Großsignalbetrieb 290

550

HHallsensor 546Hallsensor-IC 506H-Brücke 30H-Feldmessung 518High-Performance-Instru-

mentationsverstärker 200High-Performance-Opera-

tionsverstärker 459High-Precision-Operations-

verstärker 176High-Side Current Sense

Amplifier 33High-Side-Strommess-

IC 30, 40High-Side-Strommes-

sung 44High-Side-Strommoni-

tor 36High-Side-Strom-Span-

nungs-Wandler 37High-Side-Transimpedance-

ICs 28High-Side-Wandler 28High-Speed-Kompara-

tor 58, 341High-Speed-Operationsver-

stärker 55, 294Hochfrequenzzähler 139Howland Current

Pump 431Hub 171Hüllkurven-Detektor 166Hybridschaltung 115

IImpedanzwandler 256, 265Instrumentationsverstär-

ker 254, 262, 282, 287,297, 302, 303, 508

ISM-Band 534IVGA 87

JJittereffekt 367

KKabelprüfgerät 531Kaskadierung 409Kaskodeschaltung 496Kennlinienschreiber 510Kerbfilter 315Kleinsignalbetrieb 290Klirrfaktomessung 169Komplexer Widerstand 149Konstantleistungs-

Quelle 455Kreisentdämpfung 146

LLadungspumpe 323Ladungspumpen-Schaltung

26, 147Lastspannung 160Latch-Schaltung 328LC-Messgerät 179LED-Multiplexanzeige 145Leerlaufspannung 160Leistungsmessadapter 107Leistungsmesser mit Ther-

mosensor 108Linearisierungsschal-

tung 158Lissajous-Figuren 479LNA 352Log Amp/Detector 87, 90,

98, 101, 480, 481Logarithmic Intercept 481Loop 543Low-Battery Checker 521Low-Bias-Current-Opera-

tionsverstärker 341Low-Cost-A/D-Wandler-

schaltung 346Low-Cost-Beschleunigungs-

sensor 214Low-Cost-Mikrocontrol-

ler 129Low-Cost-

Temperatursensor 225Low-Current-Drain-Verstär-

ker 42

Low-Drift-Operationsver-stärker 194

Low-Drop-Linearreg-ler 214

Low-Power-Operationsver-stärkern 332

Low-Side-Betrieb 31Low-Side-Messung 28Luftfeuchte-Sensor 230Luftstrommessung 187

MMagnetfeld-Erfassung 225Magnetoresitiver Sen-

sor 220Markenmischer 503, 504Matched Pair 113, 249Micropower-Instrumentati-

onsverstärker 280Mikro-Power-Operationsver-

stärker 207, 306Mittenfrequenz 171Monitor-Ausgang 169Motorsteuer-Brückenschal-

tung 22MSOP 77Multikanal-Messsys-

tem 237Multiplexer 494

NNegative-Resistance-Oszilla-

tor 515Neigungsmesser 220Nordpol/Südpol-Indika-

tor 546NTC 108, 202

OOberwellen 169On-Chip-Temperaturkom-

pensation 96One Quadrant 420One-Time-Programmable-

Mikrocontroller 451Opto-Isolation 280, 282


551

OTA 393Overdrive-Modus 33OVGA 87

PPanelmeter 253PAR 99Parallelresonanz 162Peak-Hold-Modus 167Pegeldetektor 31Pegelmesser 83, 87, 92PGA 205, 292Phasendetektor 167Phasenmesser 164Phasenrauschen 292Phasenschieber-Netz-

werk 516Phasenschieber-Oszilla-

tor 389, 390Phasenversatz 166Phasenwinkel 149Phasenwinkelmessung 178Piezoelektrischer

Effekt 210Piezoelektrischer Wand-

ler 210Piezosummer 547Platinum-RTD 209Platin-Widerstandssenso-

ren 209Power-Down-Funktion 237PPM 57, 121Präzisionsgleichrichter 441Präzisions-Operationsver-

stärker 429Precision Gain Block 433Progressive-Compression-

Technik 89PRTD 200PSMC 187, 190PTC 200

QQuad-Operationsverstär-

ker 240Quadraturoszillator 389

Quarzgenerator-Modul 176

RRail-to-Rail-Fähigkeit 225,

257Rail-to-Rail-Operationsver-

stärker 225, 267, 321, 439Reflexionskoeffizient 167,

158RFID 542RMS to DC Converter 68,

77RMS to Voltage Conver-

ter 62, 65, 403RMS 53, 83, 162, 166RMS/DC-Konverter 162RSSI-Ausgang 534RTD 176, 187, 190, 192,

209, 210Rückkopplungs-Netz-

werk 61

SSägezahngenerator 503,

506Sample-and-Hold-

Schaltung 438, 459Sample-and-Hold-

Stufe 435Sample-and-Hold-

Verstärker 407SC 355Schaltmodus-Mikrocontrol-

ler 187Scheinwiderstand 149, 150SC-Tiefpassfilter 355Selbststart-Block 337Serienresonanz 162Settling Time 478S&H-Schaltung 409Signalkonditionierer 300Silizium-Piezo-Brücke 199Silizium-Temperatursenso-

ren 202Single-Supply-Operations-

verstärker 220, 440

Sinus-Rechteck-Wand-ler 355

Sinus-Rechteck-Wand-lung 164

Slew Rate 164Smith-Diagramm 158SOT-23 77Spannungsdetektor 548Spannungs-Frequenz-Wand-

ler 210, 214, 391Spannungs-Frequenz-Wand-

lung 340Spannungs-Strom-Umset-

zung 214Spannungs-Strom-Wand-

ler 21Spitzendetektor 474Spitzenspannungs-Mes-

sschaltung 55Spitzenwert-Detektor 96Spitzenwert-Gleichrich-

tung 441SPPT 199Stehwellen-Messgerät 155Stepper-Motor 183Strombalun 171Strombegrenzungsschal-

tung 31Stromindikator 32Stromschleife 214Stromwandler 101Summationspunkt 487Supermatch Pair 271, 417,

419Sweeping-Generator 397,

399Synchron-Demodula-

tion 160

TTemperatur-Frequenz-

Umsetzung 326Temperatur-Frequenz-

Wandlung 207Temperaturmessschal-

tung 192


552

Temperaturmonitor 213Temperatur-Pulsbreiten-

Wandlung 326Temperatursensor 184Temperatur-Spannungs-

Wandlung 326Temperaturstabilität 162Terminationswider-

stand 207Thermokoppler 176, 213Thermokoppler-Verstär-

ker 212Torzeitgenerator 121Track-and-Hold-Schal-

tung 408Transconductance-Verstär-

ker 350Transducer-IC 340Transienten 178Transimpedanz 261Transimpedanzverstär-

ker 44, 198, 259, 287Transistorprüfer 530Transistor-Temperatursenso-

ren 214Transmit-Mode 207TruPwr Detection RFIC 77

UU/F-Wandler 127

Ugly Construction 519UKW-Sender 525Unity-Gain-Operationsver-

stärker 463UTI 44, 230, 231

VVakuum-Fluoreszenz-Dis-

play 343Variable-Gain Amplifier 87VCO 220, 326, 364VCO-Modul 505Vektorielles Reflektome-

ter 168Verformer 397Verlustwiderstand 172Vierfach-Current-Feedback-

Operationsverstär-ker 382

Vierfach-Präzisions-Opera-tionsverstärker 225

Vierleitertechnik 183, 190,231

Vierquadranten-Multiplizie-rer 101, 112

Virtuelle Masse 274Vollwellen-Gleichrich-

tung 58, 439Vollwellen-Präzisionsgleich-

richter 52, 53

Voltage-Controlled Oscilla-tor 523

Vorteilerschaltung 135VU 57

WWechselspannungs-Messvor-

satz 475Wellenwiderstand 149WFGA 297Widerstandsoperator 149Widerstandssensor 184Widerstands-Temperatur-

fühler 220Widerstands-Temperatur-

sensoren 183Wienbrücke 373Wireless-Anwendungen 83Wobbel-Zusatzschal-

tung 493

ZZähler-IC 137, 145Zehnsegment-Bar-

graph 190Zerhacker-Stabilisator 257Zweikanal-Analog/Digital-

Wandler 34


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