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Stromquelle Rauschminderung

From	Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Stromquelle Rauschminderung
Date	2016-08-01 12:09 +0200
Organization	[ posted via ] IN-Ulm
Message-ID	<nnn74qUjbbcL1@news.in-ulm.de> (permalink)

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Wir haben hier im Institut eine Stromquelle (100 A, 30 V max.), die 
schon ziemlich rauscharm ist. Aber das soll nach Möglichkeit noch 
verbessert werden. Bisher liegt sie etwa bei 5E-5, bezogen auf Maximalstrom.

Es kam hier mal der Gedanke auf, die vorhandenen Schwankungen zu messen 
und entsprechend gegenphasig wieder aufzuprägen. Kann das prinzipiell 
funktionieren?

Ein naiver Ansatz wäre eispielsweise, am Ausgang der Stromquelle über 
einen Kondensator das Rauschen abzunehmen und zu invertieren. Ebenso 
könnte an dieser Stelle über einen Tiefpass der mittlere Spannungspegel 
abgegriffen werden. Beides zusammen auf einen Summenverstärker ergäbe 
dann die Spannung, die zur Korrektur notwendig wäre. Nur kann ich die ja 
nicht an der gleichen Stelle wieder einspeisen...

Abgesehen davon wird es wohl schwierig sein, OpAmps zu finden, die mit 
30 V zurechtkommen und gleichzeitig wenig Eigenrauschen und Offset haben 
(das ganze spielt sich ja im Bereich mV ab). Und die Geschichte mit dem 
Tiefpass könnte Probleme beim Einschalten oder bei schnellen 
Stromänderungen machen.

Hat jemand einen Tip, wie ich da ansetzen könnte?

Eine andere Alternative wäre parallel zur Last einen zweiten Strompfad 
mit Transistor zu legen. Der Transistor wird dann so angesteuert, daß 
die Störungen darüber fließen. Das hat in einer Simulation mit LTSpice 
auch ganz gut geklappt, aber nur für bestimmte Fälle von Bauteilen und 
Parametern. Wird da leicht gedreht, etwa beim Lastwiderstand oder der 
Signalverstärkung, dann fängt es zu schwingen an. Hier haben OpAmps und 
Transistoren mit größerem GBW geholfen.

Insgesamt war eine Ableitung des simulierten Rauschens und somit eine 
Verbesserung um einen Faktor 5 durchaus drin. Ich frage mich allerdings, 
inwieweit ich der Simulation trauen kann, also ob das dann "in echt" 
genauso gut funktionieren wird. Zudem muß ich noch mal das echte 
Rauschen aufnehmen und schauen, ob ich das auch halbwegs passend simuliere.

Außerdem ist die eigentliche Last kein Widerstand, sondern eine Spule 
zur Erzeugung eines Magnetfelds. Falls da schnelle Änderungen gefragt 
sind, können ja auch Überspannungen auftreten, die dann der 
Transistorpfad wieder nicht mag. Damit habe ich jedoch keine brauchbare 
Simulation hinbekommen, weil die mittels Kondensator C1 abgegriffene 
Spannung entweder schwingt oder in einen Anschlag geht.

Was meinen die Experten hier?

Danke und Gruß
Holger

---- LTspice-Modell ----
http://www.uni-ulm.de/~koh08/Stromquelle-Abgriff4b-LT1468-2SC6097.asc

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Stromquelle Rauschminderung Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2016-08-01 12:09 +0200
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              Re: Stromquelle Rauschminderung Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2016-08-04 16:34 +0200
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              Re: Stromquelle Rauschminderung Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2016-08-12 10:12 +0200
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                Re: Stromquelle Rauschminderung Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2016-08-12 15:33 +0200
                Re: Stromquelle Rauschminderung Volker Staben <volker.staben@hs-flensburg.de> - 2016-08-12 18:01 +0200
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  Re: Stromquelle Rauschminderung Bernd Mayer <beam.bam.boom@knuut.de> - 2016-08-01 15:30 +0200
  Re: Stromquelle Rauschminderung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-08-01 14:21 +0200
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    Re: Stromquelle Rauschminderung Holger Schieferdecker <spamless@gmx.de> - 2016-08-18 09:31 +0200
      Re: Stromquelle Rauschminderung Stefan Heimers <stefan.usenet@heimers.ch> - 2016-08-18 09:55 +0200
        Re: Stromquelle Rauschminderung Hans-Peter Diettrich <DrDiettrich1@aol.com> - 2016-08-18 12:11 +0200

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