Hallo ich möchte gerne ein Signal (AC) aus den µV-Bereich auf in V-Bereich (1-3V). Allerdings brauch ich mein Signal so störfrei wie möglich. D.h. größer SNR. Ich habe etwas auf dem Papier rum gebastelt und würde mit einen Impedanzwandlerstufe beginnen und zwar mit dem Ina 116 von Ti da der ein besonderes hohen Eingangswiderstand hat(Verstärkung = 1). Danach zwei OPV´s (OPA 227), invertiernd geschaltet, mit jeweils einer Verstärkung von 100, wobei ich den zweiten dann evtl. nochmal schalten will mit einen anderen Widerstand, so dass ich vlt. auch eine Verstärkung von 200 oder sogar auch mal 1000 habe. Einfach zum testen. Allerdings weiß ich nicht wie es mit der Betriebsspannung aussieht, brauch ich wirklich so eine Schaltung wie im Tutorial? Die Netzteile die mir zu Verfügung stehen sollen sehr genau sein. Reicht es nicht einfach einen 10µF Kondensator dazwischen zu bauen. Ein weiteres Problem ist das der INA 116 in der Beschaltung im Datenblatt vor den Eingängen zwei 100Mohm Widerstände hat, sind die Notwendig? Sollte man die einzelnen Stufen nochmals mit Kapazitäten entkoppeln? Welche Widerstandsverhältnisse sind nützlich also lieber 100/1 oder 200/2 oder 10000/100 oder ist das mir überlassen? Desweiteren wollte ich das ganze dann noch Filtern und habe mir Filter ausrechenen lassen von dem TI-FilterPro Tool. Aber dort bekomm ich natürlich Werte für Widerstände und Kondensatoren die ich so nich zu kaufen bekomme. Ich denke dort kann man mit kleinen Abweichungen leben oder? Ist es vlt. nicht sogar schlauer erst zu filtern und dann zu verstärken oder verstärken/filtern/verstärken? Danke für euer Hilfe, wenn ihr noch was wissen müßt fragt einfach.
Welches Tutorial? Welches Datenblatt? Welche Seite?
welcher Frequenzbereich? grundsätzlich würde ich hier nichts zu hochohmig machen - zumindest nicht in der Eingangsstufe wegen dem Rauschen und externe Störeinstrahlungen. Und vor allem dort einen rauscharmen OPV nehmen. Die Spannungsanschlüsse würde ich über je ein RC-Glied an den Saft hängen. Das mit dem Filtern ist eigentlich (fast) egal. Wenn die OPV's aber recht breitbandig sind, erhöht sich auch deren Rauschspannung, so daß bei entsprechender Verstärkung die Ausgangsstufen bereits übersteuert werden könnten. Deshalb die Filterstufe weiter vorne einsetzen. Ich würde hier einfach mit der ersten Stufe erstmal verstärken um 100, dann Filter rein, dann weiter verstärken.
Ich schliess mich dem Vorredner an. Der INA116 ist fuer die Tonne. Der bringt da nichts. Was ist die Quellenimpedanz ? Ja, der Strom geht gegen Null, die Spannung aber auch. Die Qellenimpedanz muss tief sein, sonst hat man verloren. Ich wuerd auch mit einem hinreichend rauscharmen Verstaerker zB einem LT1128 mit 0.9nV/rtHz um einen Faktor 100 verstaerken, in elektrometerschaltung, dh nichtinvertierend. Dann einen schmalen filter und nochmals einen Faktor 100. Was soll das Ganze ? N' Lock-in ?
Datenblatt des INA116 Tutorial hier auf der Seite glaube unter OPV´s. Frequenzbereich zwischen 5Hz - 1kHz Geht um ein Sensor, der geteste werden soll. Wie genau das Signal aussieht weiß ich noch nicht. Allerdings ist ein Hohereingangswiderstand (100Tohm) gefordert. Wie ist das mit den Verhältnissen? Egal? N' Lock-in ???? Der OPA227 ist doch gut rauscharm genauso wie der Ina116 oder hab ich mich da vertan?
> Allerdings ist ein Hohereingangswiderstand (100Tohm) gefordert. Ja, dann war da noch das Widerstandsrauschen... :-/ http://www.elektronikinfo.de/strom/op_rauschen.htm http://www.elektronikinfo.de/strom/widerstandsrauschen.htm
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Eine Simulation fehlt leider bei den Links. TeraOhm sind leider ausgeschlossen. Das wird nichts. Siehe 1000 Hz und die Spannung gegen den Widerstand bei Raumtemperatur.
> Allerdings ist ein Hohereingangswiderstand (100Tohm) gefordert.
Haha! Hier wird es immer lustiger!
100.000.000.000.000 Ohm Eingangswiderstand, 0,34 Picosekunden
Anstiegszeit, vor einigen Wochen ein 1000-Volt-Netzteil mit Genauigkeit
im Mikrovolt-Bereich und noch vieles mehr...
Bitte mehr davon!
Sorry versteh ich grad nicht, was du da meinst Aehh! Hier mal der Link zum INA116: http://www.ti.com/lit/gpn/ina116
Wie kommt man auf TOhm? Ist der Sensor so hochohmig, daß er so hoch abgeschlossen sein soll? Wie dem auch sei - wenn der Sensor so hochohmig sein sollte, dann rauscht er vermutlich recht kräftig. Der INA rausch lt. DB ebenfalls ganz toll (bei ein paar Hz hat er 1µV/rtHz). Hochgerechnet auf die Bandbreite kommste auf wenige 10µV Rauschenalleine vom OPV. Da ist nicht mehr viel mit µV-Signalen verstärken wollen.
Was für'n ominöser Sensor ist das eigentlich?!? Ich kenne eigentlich nur einen Sensor, bei dem man wirklich einen hohen Eingangswiderstand benötigt - und der widerrum benötigt einen sogenannten Ladungsverstärker! Wenn es sich also um solch einen Sensor handelt, sind alle bisherigen und gut gemeinten Beispiele für die 'Katz'.
Wie sollte ich die Sache dann angehen? Wie bekomme ich mein Rauschen am Besten unterdrückt? Ja ich denke der Senor rauscht sehr. Es wird kapazitiv gemessen.
Ich vermute mit "TOhm" sind kOhm gemeint oder Daniel? Das funktioniert nicht einmal mit Röhren oder FETs.
Nein leider nicht, finde die 100Tohm auch viel zu hoch. Doch laut meiner Vorlage, das heißt irgend ein Japaner hat diesen Sensor schonmal getestet und das mit einen Verstärker der 100Teraohm Eingangswiderstand hatte. Welcher das genau ist verrät er natürlich nicht. Vlt. versuch ich es mit einen kleinern. Welchen würdet ihr mir empfehlen? Also sollte schon noch ein hohen Eingangswiderstand haben.
Man unterscheidet Strom- und Spannungsrauschen, je nach Impedanz der Quelle können unterschiedliche Operationsverstärker die beste Lösung sein. Eine Applikationsschrift von Analog Devices: http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN_940.pdf "Low Noise Amplifier Selection Guide for Optimal Noise Performance" zeigt das in mehreren Diagrammen und Tabellen
Daniel Knobl schrieb: > Datenblatt des INA116 > Tutorial hier auf der Seite glaube unter OPV´s. > Frequenzbereich zwischen 5Hz - 1kHz > Geht um ein Sensor, der geteste werden soll. Wie genau das Signal > aussieht weiß ich noch nicht. > Allerdings ist ein Hohereingangswiderstand (100Tohm) gefordert. > Wie ist das mit den Verhältnissen? Egal? > > N' Lock-in ???? > > Der OPA227 ist doch gut rauscharm genauso wie der Ina116 oder hab ich > mich da vertan? Die haben halt einen Verstärker mit Jfet-Eingang genommen. Da gibt es welche die bei Raumtemperatur sub-pA EIngangsstrom haben. Ri = 1V/1pA = 1Tera-Ohm Jetzt suchst du dir einen mit 0,0xpA Eingangsstrom und gut ist. Wenn der Sensor wirklich so hochohmig ist, z. B. zig-MegaOhm, dann brauchst du dir um das Spannunsgrauschen des Opamp nicht die ganz großen Sorgen machen.
> Doch laut meiner Vorlage, das heißt irgend ein Japaner hat > diesen Sensor schonmal getestet und das mit einen Verstärker > der 100Teraohm Eingangswiderstand hatte. Wunder sind selten seriös. Alleine das Widerstandsrauschen ist grösser als deine uV. Der Mann hat Mist gemessen.
Es ist sehr unwahrscheinlich, dass man bei uV Signalen noch TeraOhm braucht. Um welchen Typ Sensor geht es denn ?
Selbst bei 5 Hz entspricht eine Kapazität von 1 pF schon einer Impedanz von rund 0,03 Tohm. Mit 1 pF kreigt man gerade mal etwa 1 cm Kabel. Ganz so hochohmig muß der Verstärker also gar nicht sein. Ein Bias Strom könnte aber schon stören. Auch ist es so das man bei mehr Bias Strom in der Regel auch mehr Stromrauschen hat, und das wird auch mehr stören als das Spannungsrauschen. Realistisch sind Werte von rund 1 TOhm in etwas unter 1 pA. Schon dafür ist das Layout und Sauberkeit wichtig, sonst helfen die besten Teile nichts. Eine Alternative zum OP oder INA ist eventuell auch ein JFET als Sourcefolger. Bei einigen Typen kann man da direkt mit kapazitver Kopplung am Eingang arbeiten, ohne sich um ein Vorspannung zu kümmern. Das Rauschen der Verstärker dahinter kann man dann schon ziehmlich vergessen, selbst wenn die Eingangsstufe nur etwa 10 (oder gar 1 fache) fache Verstärkung hat. Es sollte klar sein, dass ein so hochohmiger Eingang nicht vernünftig gegen ESD zu schützen ist.
>... würde mit einen >Impedanzwandlerstufe beginnen und zwar mit dem Ina 116 von Ti da der ein >besonderes hohen Eingangswiderstand hat(Verstärkung = 1). Ich habe die obigen Posts nur oberflächlich überflogen, aber für eine rauscharme Verstärkung muss die erste Stufe bereits verstärken. Ein reiner Impedanzwandler mit v=1 verringert den S/N - das ist nie wieder aufzuholen. Zu Zeiten der Moving-Magnet-Tonabnehmersysteme hat man auch Ansätze verfolgt, bei denen z.T. viele gleichartige Transistorverstärker parallel betrieben wurden, um den Rauschbeitrag dieser Stufen zu minimieren. Dadurch wurden die n Ausgangssignale linear addiert, während das Rauschen nur mit SQRT(n) am Ausgang erschien.
Falls moeglich sollte man die Bandbreite klein werden lassen, ein Lock-in kann das. Bei 1kHz mit 1Hz Breite messen.
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