Ladungsverstärker vs. Spannungsverstärker

Hallo…

habe eine ganz zimple Frage und hoffe mir kann das wer anschaulich erklären.

wo ist der Unterschied zwischen einem Ladungs und einem Spannungsverstärker?

also Spannung ist für mich Widerstand*Strom
und Strom ist für mich Ladung je Zeit.

somit ist für mich Ladung und Stannung nicht zu trennen. und gelernt habe ich auch, dass es eigentlich keine Stromquellen gibt, sondern nur Spannungsquellen. (ist ja alles ein umgerechne über den Widerstand)

also was Macht der Ladungs, und was der Spannungsverstärker?

Hallo Maik,

also Spannung ist für mich Widerstand*Strom
und Strom ist für mich Ladung je Zeit.

somit ist für mich Ladung und Stannung nicht zu trennen. und
gelernt habe ich auch, dass es eigentlich keine Stromquellen
gibt, sondern nur Spannungsquellen. (ist ja alles ein
umgerechne über den Widerstand)

Dein Denkfehler ist das Wort „den“ im letzten Satz. „Welchen“ Widerstand? Da ist keiner!

Ich gehe stark davon aus, dass der gebräuchliche Begriff „Ladungsverstärker“ schlicht und ergreifend üblicherweise falsch angewendet wird. Gemeint ist ein Ladungs-zu-Spannungskonverter. (Für Verstärker, die eine Eingangsladung zu einer Ausgangsladung verstärken sehe so gut wie keine praktische Anwendung.)

Ladung hat nichts mit Spannung zu tun. Sie kann sogar spannungsfrei existieren bzw. fließen. Der Ladungs-zu-Spannungskonverter integriert einen Strom über die Zeit (Zitat: „Strom ist für mich Ladung je Zeit“) und muss dafür eine Eingangsimpedanz von 0 haben (d. h., es darf durch die Messung keinen durch den Strom und das Messgerät verursachten Spannungsabfall geben).

Praktisch ist das die übliche Operationsverstärkerschaltung als Integrator (Kondensator in der Gegenkopplung), aber der übliche Eingangswiderstand, mit dem die Eingangsspannung in einen Eingangsstrom gewandelt wird, entfällt.

Wenn ein leichter Spannungsabfall toleriert werden kann, ist ein einfacher Kondensator auch schon ein Ladungs-zu-Spannungskonverter.

Grüße

Uwe

Hallo Maik

wo ist der Unterschied zwischen einem Ladungs und einem
Spannungsverstärker?

Es gibt nur Verstärker für Spannung oder Strom, nicht aber für Ladung. Die Ladung fließt auf einen (vorher entladenen) Kondensator (oft 100 nF), dadurch steigt U© und dieser *Spannungs*anstieg wird verstärkt.

tschüss
herbert

Hallo,

wo ist der Unterschied zwischen einem Ladungs und einem
Spannungsverstärker?

Ein Spannungsverstärker macht genau das, was das Wort sagt, nämlich
eine Eingangsspannung verstärkt am Ausgang ausgeben.
Dazu werden z.B. die OPV-Grundschaltungen verwendet
-> invertierender OPV
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/021014…
oder
-> nichtinvertierender OPV
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsve…

Für die Quelle wird dabei mehr oder weniger eine hinreichend niedrige Impedanz
angenommen, so daß der Eingangswiederstand der Spannungsverstärkerschaltung
keine besonderen Anforderungen erfüllen muß. Es sollte nur Ri >> Ra gelten.
Wenn rein theoretisch annimmt, daß Spannungsquellen einen Innenwiderstand
haben, der gegen Null geht, ist der Eingangswiderstand des Spannungs-
Verstärkers ziehmlich egal, solange er größer Null ist…

Nun zum Ladungsverstärker. Dieser wird benutzt, um (kleine) Ladungen, welche
ein elektr. Potential = Spannung repräsentieren, zu detektieren.
Diese Ladungen werden praktisch durch eine kleine Kapazität repräsentiert.
Die Anzahl der Ladungen in der Kapazität verursacht die Spannung

Das Problem dabei ist, daß in dem Moment wo ein Stom abfließt, die Ladung
nicht mehr die gleiche ist. Wenn die Ladung winzig ist, reicht auch ein
winziger Strom, um die Ladung abfließen zu lassen.

Um sowas also praktisch sinnvoll umzusetzen, muß der Ladungsverstärker
einen Eingangswiderstand gegen unendlich haben. Praktisch ist der Strom so
klein, daß die Ladung nur sehr geringfügig enladen wird.

Zum Einsatz kommt hier z.B. die Elektrometerschaltung (nichtinvertierender OPV).

Dann sind aber noch einige Randbedingungen, nicht nur bei der Grundschaltung,
sondern auch bei der Auswahl der Bauelemente zu beachten.
Normale (bipolare) OPV habe keinen vernachlässigbaren Bias-Strom. Es fließt
dann immer Strom in den OPV-Eingang, der nicht so klein wie nötig ist
(z.B. im nA bis uA-Bereich).

Deshalb gibt es für solche Zwecke (Ladungsverstärkung) auch sehr spezielle BE.
Ein OPV, der für sowas gedacht ist, heißt z.B. OPA128.
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa128.pdf

Im Datenblatt sind auch speziell Schaltungen zur Verwendung als Ladungsverst.
-> siehe FIRURE:3 und FIRURE:4 .

also Spannung ist für mich Widerstand*Strom

und Widerstand ist Spannung durch Strom - So dreht man sich im Kreis!

und Strom ist für mich Ladung je Zeit.

Das ist eher von Wert.

somit ist für mich Ladung und Spannung nicht zu trennen und

Was ja richtig ist.
Nur wird eine „Spannungsquelle“ nicht mit Ladungen definiert.

gelernt habe ich auch, dass es eigentlich keine Stromquellen gibt,

Eine Stromquelle (=Spannungsquelle mit unendlicher Spannung und unendlichem
Innenwiderstand) ist eine reine Definitionssache.
Praktisch gibt es sowas aber schon (in Annäherung).

sondern nur Spannungsquellen. (ist ja alles ein
umgerechnen über den Widerstand)
also was Macht der Ladungs, und was der Spannungsverstärker?

Der Spannungsverstärker verstärkt eine Signalspannung.
Der Ladungsverstärker macht das gleiche, aber mit fast unendlichem Eingangswiderstand.

Gruß Uwi

Hallo,

Spannungsverstärker verstärkt eine (meist dauerhaft anliegende)Spannung, möglichst ohne sie zu belasten.

Ladungsverstärker misst und summiert kurzzeitig entstehende Ladung, bevor sie sich „verflüchtigt“.

Ladungsverstärker generiert eine der Ladung proportionale Spannung. Dabei wird die Ladung i.d.R. „entladen“, die Spannung aber bleibt weiterhing bestehen (durch Kondensator, also wieder eine Ladung, aber schon deutlich verstärkt:wink:

Ladungsverstärker kenne ich nur aus dem Bereich Piezos, dort wird bei Druckänderungen eine Ladung generiert. Da Ladungen sich i.d.R. auch so verflüchtigen (z.B. durch Leckströme) werden Ladungsmessungen meist für kurzzeitige Messaufgaben verwendet (z.B. Stöße bei Kraftmessung), während Spannungsmessungen (DMS, auch zur Kraftmessung) langzeitstabil sind.