Sehr schnelle spannungsgesteuerte Stromquelle

Elektor

7-8/98

einer Spannung von 1,25 V
leuchtet. Die Abstufung der
LED-Skala beträgt somit 0,125
V, oder umgerechnet 16,32 mg
oder 1° Abweichung von der
Horizontalen.
Einen kleinen Makel hat die
elektronische Wasserwaage
doch: Der Sensor ist mit einem
Temperaturkoeffizienten von 0,4
mV/°C behaftet. Durch die rela-

tiv hohe Verstärkung von 38,3
ergibt sich eine Drift von 15
mV/°C oder ein Gradient von 8
°C/LED. Bei starken Tempera-
turänderungen sollte die Was-
serwaage ab und an kalibriert
werden.
Diesem Zweck dient Trimmpoti
P1, das zusammen mit R3 als
ein Netzwerk zur Offsetkompen-
sation (etwa ±0,3 V) fungiert.

Außerdem sorgt es dafür, daß
die mittlere LED D6 leuchtet,
wenn der Sensor exakt horizontal
( 0 g) ausgerichtet ist. Zum
Abgleich stellt man die Wasser-
waage auf eine horizontale
“Referenz” und dreht das Gerät
um 180°.
Die Verschiebung der LED muß
jetzt mit P1 korrigiert werden.
Bei optimalem Abgleich soll die

leuchtende LED in beiden Posi-
tionen den gleichen Abstand
von der Mitte des LED-Balkens
(LED D6) anzeigen. Die elek-
tronische Wasserwaage gibt sich
mit einer Stromaufnahme von
20 mA zufrieden, so daß man
mit einem 9-V-Block als Ener-
giequelle recht lange auskommt.

(984036)rg

Die hier vorgestellte, sehr einfa-
che Schaltung stellt eine Strom-
quelle dar, die sehr schnell auf
Änderungen des Eingangssig-
nals reagiert. Eine derartige,
breitbandige Stromquellen-
schaltung kann zum Beispiel für
Meßzwecke verwendet werden.
Der spezielle Differenzverstär-
ker (AD830 von Analog Devi-
ces) sorgt dafür, daß die Span-
nung über R2 gleich der Ein-
gangsspannung ist:

Für die Bandbreite gilt rechne-
risch:

80MHz (R

R )

load

⋅

≥

out

Der Eingang ist mit R1 so abge-
schlossen, daß man die für Meß-
geräte übliche Impedanz von 50

Ω erhält, gleichzeitig erfolgt

über diesen Widerstand auch
die Gleichspannungseinstel-
lung. Wenn die Verbindung zur
steuernden Signalquelle kurz
und gleichspannungsgekoppelt
ist, kann R1 eventuell auch ent-
fallen.
Das IC verfügt über eine
Begrenzung der Amplitude zwi-
schen den Eingängen X1 und
X2 auf 2,1 V, so daß ein zu
großer Strom am Ausgang ver-
mieden wird. Der maximale
Ausgangsstrom beträgt somit 2,1
V/100

Ω = 21 mA.

984091

Sehr schnelle spannungs-
gesteuerte Stromquelle

045

AD830

IC1

OUT

Ω

100

Ω

25V

100n

15V

984091 - 11

Von G. Baars

Die angenehm einfache Schal-
tung arbeitet nach dem Prinzip
des gewichteten Summierens
analoger Spannungen, so daß
sich eine digitale Ausgangsin-
formation ergibt. Der A/D-
Wandler ist mit Komparatoren
und Widerständen aufgebaut.
Die Auflösung, also die Anzahl
der Bits ist theoretisch unbe-
grenzt. Pro Bit ist ein Kompara-
tor plus einige Koppelwider-
stände notwendig. Für die
Dimensionierung der Wider-

stände gilt:

R1 : R2 = 1 : 2
R3 : R4 : R5 = 1 : 2 : 4
R6 : R7 : R8 : R9 = 1 : 2 : 4 : 8

Abgesehen davon, daß die
errechneten Widerstandswerte
um so genauer eingehalten wer-
den müssen, je höher die Auflö-
sung des Wandlers ist, ist die
Linearität der Schaltung abhän-
gig von der Lage der Schwellen-
spannungen der Komparatoren
so dicht wie möglich an der hal-

ben Versorgungsspannung.
Außerdem sollen die Ausgangs-
widerstände der Komparatoren
so niedrig und die Eingangs-
widerstände im Verhältnis zu
den belastenden Widerständen
so hoch wie möglich sein.
Schließlich ist eine möglichst
hohe Verstärkung wünschens-
wert. Je mehr die Komparatoren
von diesen Voraussetzungen
abweichen, desto ungenauer,
nichtlinearer wird der A/D-
Wandler. Werden die Wider-
standswerte nicht allzu gering

angesetzt, sind Inverter mit
FET-Eingängen nahezu ideal.
Die hier gezeigte Wandler-Ver-
sion nutzt als Komparatoren
preiswerte CMOS-Inverter, die
trotz ihrer etwas zu geringen
Verstärkung in der Praxis ganz
ordentlich arbeiten. Es können
auch “echte” Komparatoren
eingesetzt werden, wobei man
allerdings die nichtinvertieren-
den Eingänge auf das Potential
der halben Versorgungsspan-
nung legen und außerdem den
Ausgangsspannungsbereich im

4-bit A/D-Wandler

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