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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Instrumentenverstärker modifizieren


Autor: Hermann Günther (hahgeh)
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Hallo,

Es gibt ja den klassischen Instrumentenverstärker mit 3 OPVs wie er im 
Anhang zu sehen ist. Über R4 ist die Verstärkung einstellbar.
Ich hatte nun die Idee, wenn man R4 in 2 gleichgroße Widerstände 
aufteilt, und den Mittelpunkt mit GND verbindet, dann könnte man 
zusätzlich die absoluten Eingangssignale verstärkt verwenden. Denn dann 
handelt es sich einfach um 2 nichtinvertierende Verstärker, die einem 
beide Absolutsignale verstärken, und der Differenzverstäker liefert 
einem noch das Differenzsignal wie beim normalen Instrumentenverstärker.

Das Schaltbild dazu kommt gleich noch.

Die Fragen ist, ob ich mir da gravierende Nachteile durch die Verbindung 
mit GND einhandele. Verändert sich dadurch z.B. die 
Gleichtaktunterdrückung?
Dass die paarweisen Widerstände immer genau gleich sein müssen ist klar, 
aber die kann man zur Not auch noch einstellbar machen.

Autor: Hermann Günther (hahgeh)
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Mist ich wollte eigentlich das Bild anhängen.

Autor: Hermann Günther (hahgeh)
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Und nun noch das zweite Bild.

Autor: Franko Phil (sgssn)
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Hallo Hermann

dann ist das aber kein Instrumentenvrstärker mehr. Die Idee des 
Instrumentenverstärkers beruht ja darauf, dass die beiden Eingangs-OP's 
mit den gleichen Widerständen (hier R3,4,5) arbeiten, und somit keine 
Fehler durch unterschiedliche Werte auftreten. Der 
Instrumenten-Verstärker hat ja dafür ein andere Schwäche: dadurch dass 
er die beiden Eingangssignale zuerst verstärkt und dann erst abzieht, 
sind Gleichanteile und hohe Verstärkunge nicht vereinbar. Bei hohen 
Gleichanteilen ist nach wie vor der einzelne OP in Differenzschaltung 
besser geeignet.


Gerhard

Autor: Hermann Günther (hahgeh)
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Hallo,

Also die Widerstände R3, R5 und R4, R8 wollte ich ja auch als genau 
gleich annehmen. Ich verstehe nur nicht ganz, was sich am Verhalten der 
Schaltung ändert, wenn man diese Masseverbindung herstellt, außer 
natürlich, dass sich die Absolutspannungen vor dem 3. OPV nun auf GND 
beziehen.
Das wäre ja genauso, als wenn im normalen Instrumentenverstärker für R4 
ein Poti eingebaut ist, bei dem der Mittelanschluss genau in der Mitte 
ist und mit GND verbunden ist.

Meine Idee war halt, mit der gleichen Schaltung sowohl kleine 
Differenzspannung zu verstärken, als auch großen Absolutspannungen zu 
messen. Zur Not könnte man ja auch die Masseverbindung über einen 
Analogschalter zuschaltbar machen, dann wäre es bei offenem Schalter 
wirklich ein reiner Instrumentenverstärker.

Autor: Franko Phil (sgssn)
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Hallo Herman

ich verstehe was du meinst. Klr kannst du die schaltung so erweitern. In 
meiner vorigen Post wollte ich nur sagen, dass der Begriff 
Instrumentenverstärker daher kommt, dass die Genauigkeit der 3 
Widerstände R3-R5 die Präzision des Versärkers unterstützt. Wenn du eine 
Masseverbundung einbaust, bestimmen die Widerstände R3/R4 und R5/R8 die 
Verstärkung der beiden Eingangs-OP's. damit verlierst du eine gewisse 
Präzision. das ist eben das, was den Instrumentenverstärker ausmacht.
Ansonsten macht deine modifizierte Schaltung das gleiche.


Gerhard

Autor: yalu (Gast)
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Der Instrumentenverstärker ist aus zwei Gründen wie im ersten Bild
aufgebaut:

1. Gleichtaktunterdrückung

Der Instrumentenverstärker hat im linken Teil keinen durch
Ungenauigkeiten der Widerstände R3, R4 und R5 bedingten
Gleichtaktfehler. Die Genauigkeit der Widerstände ist nur zur exakten
Einhaltung des gewünschten Verstärkungsfaktors wichtig.

Beim Verstärker im zweiten Bild hängt der Gleichtaktfehler von der
Ungenauigkeit der vier Widerstände ab, und wird bei höherer
Verstärkung entsprechend größer.

Genau das will man aber beim Instrumentenverstärker vermeiden.


2. Aussteuerbarkeit:

Mit dem Instrumentenverstärker können die beiden Eingangssignale auch
bei hoher Verstärkung bis fast an die Versorgungsspannung
heranreichen, solange das Differenzsignal hinreichend klein ist.

Bei der zweiten Variante dürfen sich die Eingangssignale nur in einem
kleinen Bereich um GND herum bewegen, sonst übersteuern die beiden
OVs.

Damit ist aber der Sinn eines Differenzverstärkers mit hohem
Verstärkungsfaktor (was der Instrumentenverstärker ja letztendlich
ist) verflogen. Dieses Problem bekommt man auch durch genaue
Widerstände nicht weg.

Autor: hans (Gast)
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Ich hab ein Problem!!
Ich brauche ein Instrumentenverstärker 4-leiter schaltung
Ich habe aber leider noch keine gefunden und ich wollte fragen ob mir 
vielleicht irgendwer weiter helfen kann???

Autor: Norgan (Gast)
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> Ich hab ein Problem!!

Du hast sogar das selbe Problem zweimal.
Beitrag "Re: Instrumentenverstärker/DMS"

> Ich brauche ein Instrumentenverstärker 4-leiter schaltung
> Ich habe aber leider noch keine gefunden und ich wollte fragen ob mir
> vielleicht irgendwer weiter helfen kann???

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