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Wir stellen verschiedene Geräte für den Einsatz in der elektronischen Messtechnik her.

DC-Reference-Standard ESN-LTZ 2010

IEEE $88 PC-USB-Interface
Schutzschaltungen mit Diodenübergängen.
Sperrstromtest an Dioden (Reverse-Current)

Eingangsschaltungen von Vorverstärkern benötigen einen Schutz vor unzulässig hohen Spannungen. Insbesondere wo hochohmige Eingangsverstärker z.B. bei Digital-Multimetern, Nullvoltmetern u.a. vor hohen Eingangsspannungen geschützt werden müssen. Vor allem wenn es um sehr empfindliche Messtechnik geht, die hochohmig sehr kleine Spannungen messen kann (uV-Bereich).
Das Problem der Schutzschaltungen ist, dass Längswiderstände der vorgeschalteten Spannungsteiler meist sehr hochohmig (> 1 MOhm) sind und um einen Fehlstrom zu vermeiden, dürfen die Schutzschaltungen im Normalbetrieb keinen nennenwerten Strom ableiten. Dies soll erst passieren, wenn eine unzulässige Eingangsspannung überschritten wird.
Schutzschaltungen werden meist mit antiparrallel geschalteten Dioden die an den Eingang der ersten Verstärkerstufe geschaltet werden. Für diesen Zweck gibt es spezielle Schutzdioden (sind eigentlich JFETs), die einen extrem kleinen Sperrstrom (Reverse-Current) aufweisen. Sperrströme von 1pA sind dabei erreichbar. Allerdings sind diese Dioden schwer beschaffbar und dann auch entsprechend teuer (z.B DPAD1...100).
DADP10 Schutz
Schutzschaltung mit FET (hier als Diode dargestellt)
Schutzschaltung Tr
Schutzschaltung mit Transistoren


Man kann das Problem aber auch sehr preiswert lösen, indem man die P-N Übergänge bestimmter Transistoren oder FETs ausmisst.
Wir haben gute Ergebnisse mit den Transistoren BC546B, sowie mit dem N-Channel JFET 2N4391 erzielt. Bei nicht ganz so hohen Ansprüchen, kann man auch bei den JFETs BF245 gute Exemplare selektieren.
Übrings wurde diese Methode auch in der Industie genutzt. Datron hat in seinen Multimetern dafür FETs eingesetzt.

Die dafür genutzten Prüfschaltungen sehen Sie in der Abbildung.
Pico Diode Tr
Schaltung zur Selektion von Transistoren
Pico Diode FET
Schaltung zur Selektion von FETs

Falls Sie keine Möglichkeiten zum Selektieren haben, können Sie diese Bauteile in unserem Shop erwerben.

Paktischer Einsatz:
Das einzige Problem ist ein empfindliches Pico-Ampermeter (Elektrometer).
Wir haben dafür das gute alte DDR-Pico-Ampermeter MV40 benutzt. Es hat eine Auflösung von < 1pA.
Ausgewertet wird der Sperrstrom (Reverse-Current) der Bauteile.
Wenn man Transistoren verwendet, wird der Zener-Effekt, der in Sperrichtung geschalteten Basis-Emitter-Strecke, genutzt.
Dabei ergibt sich eine Spannung von ca. 6-7V. Man nimmt zwei Transistoren in Reihe gegenläufig gepolt. Dadurch setzte bei einer Spannung > 8V die Begrenzug und somit die
Schutzschaltung ein. Allerdings werden die Bauteile nach geringstem Sperrstrom (<10 pA) selektiert. Man erreicht bei guten Exemplaren einen Sperrstrom < 1..2pA.
Die FETs werden bei 20V und die Transistoren bei 2V selektiert. Der 2N4391 hat eine Breakdown-Spannung von ca. 40V.
Wir bieten selbst produzierte Messtechnik an.
Wir zeigen Ihnen hier eine Möglichkeit mit geringem Aufwand einen hochwertigen DC-Kleinkalibrator anzufertigen.
C565Kali
Dies ist erstmal ein Bauvorschlag, der auf eine Applikation aus DDR-Zeiten vom HFO (Halbleiterwerk Frankfurt/O.) veröffentlich wurde.
Den originalen Beitrag können Sie sich hier downloaden: Application C565
Die Schaltung beruht auf die Verwendung der 12-Bit DAC AD565. Dieser DAC ist einer der wenigen, die sich mit einem parallem 8-Bit-Datenwort ansteuern lassen. Das Interessante an dem IC ist, dass man dazu eigentlich keinen Microprzessor benötigt, sondern ihn auch einfach mit einem BCD-kodierten Drehschalter einstellen kann. Die Applikation verwendet dafür 4 DACs die gewichtet parallel geschaltet werden. Jerder DAC stellt eine Dekade dar. Man hat dadurch 4 Dekaden, mit denen man maximal einen Wert von 9,999V einstellen kann. Bei nicht selektierten Bauteilen erreicht man eine Linearität von etwa 1mV. Wenn man für die erste Dekade einen auf beste Linearität (ca. 0,3 mV) ausgesuchten AD565 verwendet, hat man einen recht genauen Kalibrator mit einem geringen Linearitätsfehler 
Wir haben dazu Versuche unternommen vorhandene (ca. 40 St.) DAC auszumessen (Linearität). Die Teile sind nun mittlerweile über 30 Jahre alt und dabei hat sich gezeigt, dass etliche Bauteile nicht mehr den Specs entsprachen. Die meisten untersuchten Exemplare stammten von HFO. Davon hatten ca. 20% eine sehr lineare Kennlinie. Wir verwendeten eine Testschaltung mit einer BCD-Dekade für eine 10V (9V) Ausgangsspannung. Bei den Schalterstellungen 0...9V ergab sich bei den besten Exemplaren eine Abweichung von +/- 0,3mV. Die meisten Exemplare erreichten dabei ca. 0,7...0,8mV. Ca. 20% der Bauteile lagen zwischen 1...2mV. Etwa 10% waren defekt, da si eine extreme Drift der Ausgangsspannung besaßen. Wir hatte auch einige Exemplare von Analog Device und Herris. Das Ergebnis von von den Bauteilen dieser Hersteller war nicht besser. Dort zeichnete sich etwa das gleiche Qualitätsspektrum ab.
Daher sollten Sie aufpassen, wenn Sie diese Bauteile von dubiosen Anbietern für viel Geld kaufen.
Wir werden in der nächsten Zeit einen Baussatz für einen DC-Kleinkalibrator anbieten, der eine Modifikation der Applikation vom HFO sein wird.
Die DACs bieten wir schon heute in unserem Web-Shop an.
Datenblatt:C565