Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

Student

16.08.2017,
15:34
 

Verständnisproblem mit Gain-Widerstand (Elektronik)

Hallo zusammen.

Folgendes:
Ich beschäftige mich zur Zeit praktisch mit einem Instrumentationsverstärker. Zum Probieren habe ich mir den AD620 gekauft.
Im Datenblatt gibt es auf Seite 16 eine Tabelle, in der die Gain-Widerstandswerte angegeben sind, um eine bestimmte Verstärkung einzustellen.

http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD620.pdf

Mir ist nicht klar, wie ich einen Widerstand von 49,9 kilo Ohm herstellen soll, der auch noch eine einprozentige Toleranz aufweist.
Wenn ich die Klemmen offen lasse, ist das Ausgangssignal sehr schlecht, weil stark verbreitert. Also Klemmen offen lassen, wie im Datenblatt beschrieben, um eine Verstärkung von 1 zu bekommen, ist nicht.
Eigentlich dürfte die Genauigkeit des Gain-Widerstandes doch nur die Genauigkeit des Verstärkungsfaktors bestimmen, nicht das Signal verändern (verbreitern).
Übersehe ich da etwas im Datenblatt?


Viele Grüße

xy(R)

E-Mail

16.08.2017,
15:43

@ Student

Verständnisproblem mit Gain-Widerstand

» Mir ist nicht klar, wie ich einen Widerstand von 49,9 kilo Ohm herstellen
» soll, der auch noch eine einprozentige Toleranz aufweist.

Kann man kaufen, ist in der E96-Reihe.



» Eigentlich dürfte die Genauigkeit des Gain-Widerstandes doch nur die
» Genauigkeit des Verstärkungsfaktors bestimmen, nicht das Signal verändern
» (verbreitern).

Ist so, aber natürlich nur im Rahmen von GBW und Slew rate.

Student

16.08.2017,
15:52

@ xy

Gain-Widerstand für Verstärkung von 1

Hallo.

» Kann man kaufen, ist in der E96-Reihe.
Danke, das hatte ich übersehen.


Warum wird das Ausgangssignal des AD620 extrem schlecht, wenn man die Klemmen zum Anschluss des Gain-Widerstandes offen lässt? Laut Datenblatt soll doch dann eine Verstärkung von 1 herrschen.
Ich habe auch schon einen 1 MOhm-Widerstand (kommt dem Leelauf der Gain-Klemmen am nächsten) angeschlossen mit so ziemlich demselben Ergebnis.


Grüße

xy(R)

E-Mail

16.08.2017,
15:58

@ Student

Gain-Widerstand für Verstärkung von 1

» Warum wird das Ausgangssignal des AD620 extrem schlecht, wenn man die
» Klemmen zum Anschluss des Gain-Widerstandes offen lässt? Laut Datenblatt
» soll doch dann eine Verstärkung von 1 herrschen.

Dem ist auch so. Du wirst einen Fehler eingebaut haben. Zeig doch mal was du aufgebaut hast.

Student

16.08.2017,
17:04

@ xy

Verständnisproblem mit Gain-Widerstand

Danke xy.

» Ist so, aber natürlich nur im Rahmen von GBW und Slew rate.

Klar. Die Gegentaktsignale, mit denen ich den AD620 speise, sind quasi rechteckförmig/sinusförmig mit der Frequenz von rund 40Hz.
Ich denke, damit bewege ich mich im Rahmen.


Grüße

Student

17.08.2017,
10:44

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Moin zusammen.

Habe ich das Datenblatt richtig verstanden, dass der Gain-Widerstand das Ausgangssignal des AD620 in seiner Qualität nicht beeinflusst (natürlich aber in seiner Amplitude)? Ohne Gain-Widerstand bzw. mit falschen Widerstandswerten (12kOhm statt 12,4kOhm) funktioniert der AD620 aber nicht, sehr schlechtes Ausgangssignal.


Grüße

Altgeselle(R)

E-Mail

17.08.2017,
12:13

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

» Moin zusammen.
»
» Habe ich das Datenblatt richtig verstanden, dass der Gain-Widerstand das
» Ausgangssignal des AD620 in seiner Qualität nicht beeinflusst (natürlich
» aber in seiner Amplitude)? Ohne Gain-Widerstand bzw. mit falschen
» Widerstandswerten (12kOhm statt 12,4kOhm) funktioniert der AD620 aber
» nicht, sehr schlechtes Ausgangssignal.
»
»
» Grüße

Hallo,
vermutlich liegt es nicht an dem AD620. ;-)
Stelle doch mal das Schaltbild und möglichst ein Bild vom Aufbau rein.

Grüße
Altgeselle

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.08.2017,
12:14

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Hallo Student,

» Habe ich das Datenblatt richtig verstanden, dass der Gain-Widerstand das
» Ausgangssignal des AD620 in seiner Qualität nicht beeinflusst (natürlich
» aber in seiner Amplitude)? Ohne Gain-Widerstand bzw. mit falschen
» Widerstandswerten (12kOhm statt 12,4kOhm) funktioniert der AD620 aber
» nicht, sehr schlechtes Ausgangssignal.

Was genau heisst denn schlecht? Ist die Ausgangsspannung mit Rauschen überlagert?

Das ist nämlich dann der Fall, wenn G =1 und die Ausgangsspannung niedrig ist. Ist die Verstärkung G deutlich grösser als 1 dann nimmt in Relation zur gleich grossen Ausgangsspannung die Rauschspannung ab.

Studiere dazu im Datenblatt das Kapitel zum Rauschen auf Seite 4 bei Parameter "Noise". Beachte die Peak-to-peak-Werte.

Wenn Du kein Oszi-Foto machen kannst, dann beschreibe möglichst genau, was Du als schlechtes Signal siehst. Vielleicht kommt man dann weiter Dich zu unterstützen.

Wenn es Dir an praxisbezogener Erfahrung mangelt, schau mal hier rein:
. . . . . "Echter Differenzverstärker I"
. . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/diffamp.htm

Weiterer Link zu "Echter Differenzverstärker II" am Schluss.
Zeit zum Lesen und Studieren muss man sich halt nehmen.

Hier noch die Übersicht zu allen Opamp- und Diffamp-Elektronik-Minikursen:
. . . . . " Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, OTA, Instrumentationsverstärker, Isolationsverstärker... "
. . . . . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#verstaerker

Viel Spass! :ok: :cool:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Student

17.08.2017,
16:36

@ schaerer

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Vielen Dank, Thomas.
Dein Ratschlag hat mich in die richtige Richtung geführt.
Sorry, dass ich erst jetzt antworte.

Erst einmal das entsprechende Bild.
So wie es aussieht, liegt es nicht am Eigenrauschen, wie Altgeselle auch schon richtig vermutete.



Dem Ausgangssignal ist ein Sinus mit der Frequenz 105MHz (Uni-Radio) überlagert.
Konnte dieses Signal sogar am Schraubendreher empfangen und auf dem Oszi darstellen.

Ich werde morgen meinen Aufbau in einer Absorberhalle testen. Theoretisch müsste es dann auch bei Verstärkung 1 ein sauberes Signal sein.

Der AD620 hat ein geringes Rauschen. Ich denke, dass kann nicht so stark wie im obigen Bild einwirken.
Was ist Deine Meinung zu dem Bild bezüglich Eigenrauschen?


Viele Grüße

Student

17.08.2017,
16:38

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Hier noch ein Ausgangssignal, das in Ordnung ist bei einer Verstärkung von 50.






Viele Grüße

xy(R)

E-Mail

17.08.2017,
17:01

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

» Dem Ausgangssignal ist ein Sinus mit der Frequenz 105MHz (Uni-Radio)
» überlagert.

Dann gönn der Schaltung ein paar 47pF Kondensatoren.

Student

17.08.2017,
17:52

@ xy

Vergleich zwischen AD620 und TL082 in Bezug auf "Rauschen"

» Dann gönn der Schaltung ein paar 47pF Kondensatoren.
Danke für den Rat. Die Schaltung wird aber auch später in einer abgeschirmten Umgebung betrieben.

Ich habe ziemlich große Lücken in Bezug auf das elektronische Rauschen.

Hier also noch einmal den AD620:
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD620.pdf

Und nun der TL082:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl082.pdf

Könntest Du mir sagen, welcher der beiden geringere Rauschwerte hat in Bezug auf die Überlagerung auf Ausgangssignale?
Die Problematik, die oben schon Thomas angesprochen hat.
Blicke bei "Rauschen" noch nicht so durch.


Grüße und Dank

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.08.2017,
18:34

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

» Vielen Dank, Thomas.
» Dein Ratschlag hat mich in die richtige Richtung geführt.
» Sorry, dass ich erst jetzt antworte.
»
» Erst einmal das entsprechende Bild.
» So wie es aussieht, liegt es nicht am Eigenrauschen, wie Altgeselle auch
» schon richtig vermutete.
»
»
»
» Dem Ausgangssignal ist ein Sinus mit der Frequenz 105MHz (Uni-Radio)
» überlagert.

Wie hast Du das am Oszi gemessen? Die Zeitablenkung so schnell eingestellt, dass Du das 105MHz-Siniussignal gesehen hast ?

» Konnte dieses Signal sogar am Schraubendreher empfangen und auf dem Oszi
» darstellen.
»
» Ich werde morgen meinen Aufbau in einer Absorberhalle testen. Theoretisch
» müsste es dann auch bei Verstärkung 1 ein sauberes Signal sein.
»
» Der AD620 hat ein geringes Rauschen. Ich denke, dass kann nicht so stark
» wie im obigen Bild einwirken.
» Was ist Deine Meinung zu dem Bild bezüglich Eigenrauschen?

Das beträgt bei G=1, wie Du auf Seite 4 selbst feststellen kannst, max 6µVp-p und bei G=10 nur noch 0.8µVp-p.

Ist dieser UKW-Radiosender in der Nähe?

Das was Dir xy mit 47pF Kerko empfiehlt, lohnt sich um zusetzen, und zwar bei allen Signal-Ein/Ausgängen der abgeschirmten Box, so dass möglichst nichts mehr an HF-Verseuchung reinkommt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Student

17.08.2017,
18:48

@ schaerer

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Hallo.

» Wie hast Du das am Oszi gemessen? Die Zeitablenkung so schnell eingestellt,
» dass Du das 105MHz-Siniussignal gesehen hast ?
Ja, anhand der Zeitablenkung. AutoScale hat es auch auf Anhieb gefunden.


» Das beträgt bei G=1, wie Du auf Seite 4 selbst feststellen kannst, max
» 6µVp-p und bei G=10 nur noch 0.8µVp-p.
Leider sagt mir das in Bezug auf eine mögliche Beeinträchtigung noch nicht so viel. Ist es dementsprechend eher unwahrscheinlich, dass diese Rauschspannung ein AD620-Ausgangssignal im dreistelligen Millivolt-Bereich (120mV) dermaßen beeinträchtigt wie im Bild?


» Ist dieser UKW-Radiosender in der Nähe?
Ja und zwar unmittelbar. Ich habe gerade nachgeschaut. Auf dem Dach des Gebäudes gegenüber. Ich kann die Sendeantenne sogar sehen. :lookaround:
Ich denke, das erklärt es.


Grüße

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.08.2017,
20:05

@ Student

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

» » Das beträgt bei G=1, wie Du auf Seite 4 selbst feststellen kannst, max
» » 6µVp-p und bei G=10 nur noch 0.8µVp-p.
» Leider sagt mir das in Bezug auf eine mögliche Beeinträchtigung noch nicht
» so viel. Ist es dementsprechend eher unwahrscheinlich, dass diese
» Rauschspannung ein AD620-Ausgangssignal im dreistelligen Millivolt-Bereich
» (120mV) dermaßen beeinträchtigt wie im Bild?

So ist es. Das kommt nicht vom AD620.

» » Ist dieser UKW-Radiosender in der Nähe?

» Ja und zwar unmittelbar. Ich habe gerade nachgeschaut. Auf dem Dach des
» Gebäudes gegenüber. Ich kann die Sendeantenne sogar sehen. :lookaround:
» Ich denke, das erklärt es.

ist denn das überhaupt ein legaler Sender und welche Sendeleistung hat er? Frage die dort doch mal.

Es gibt legale UKW-Sender die im 100 kW-Bereich senden. Das ist unglaublich viel um einen Radius von vielleicht 50 bis maximal 100 km abzudecken. Ich hatte in den 1960er-Jahren einen selbstgebastelten UKW-Schwarzsender mit etwa 1 Watt Sendeleistung, abgestrahlt mit einem Faltdipol. Man konnte den Sender noch in 17 km Entfernung in guter Qualität empfangen.

BTW.: Bei der heutigen Überwachungstechnik muss ich dringend empfehlen, solche Schwarz-Experimentene zu unterlassen! :lol3:

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Student

17.08.2017,
20:22

@ schaerer

AD620 liefert schlechtes Ausgangssignal ohne Gain-Widerstand

Vielen Dank, Thomas.
Elektronik ist schon nicht einfach.

» ist denn das überhaupt ein legaler Sender und welche Sendeleistung hat er?
» Frage die dort doch mal.
Ja, er wird vom Fachbereich der Hochfrequenztechnik zur Verfügung gestellt und sendet mit 50W.
Der Fachbereich betreibt auch nebenbei Amateurfunk.


» Es gibt legale UKW-Sender die im 100 kW-Bereich senden. Das ist unglaublich
» viel um einen Radius von vielleicht 50 bis maximal 100 km abzudecken. Ich
» hatte in den 1960er-Jahren einen selbstgebastelten UKW-Schwarzsender mit
» etwa 1 Watt Sendeleistung, abgestrahlt mit einem Faltdipol. Man konnte den
» Sender noch in 17 km Entfernung in guter Qualität empfangen.
Sehr Interessant.


» BTW.: Bei der heutigen Überwachungstechnik muss ich dringend empfehlen,
» solche Schwarz-Experimentene zu unterlassen! :lol3:
Selbstverständlich.
Für solche Experimente ist die Uni gut mit ihrer geschirmten Hochspannungshalle oder den EMV-Kabinen.


Noch eine Frage zu dem Signal bei einer Verstärkung von 50, das ich mit "in Ordnung" bezeichnet habe.
Man sieht, dass die "Dächer" der Amplituden etwas verbreitert sind. Wie kommt diese Verbreiterung zustande? Ist es das geringe Eigenrauschen des AD620?
Die Signale im Datenblatt haben diese geringe "Verbreiterung" ebenfalls.

Grüße