Funktionsweise Instrumentationsverstärker

[Norbert D. (iknowyou)]

Hallo,

ich versuche schon seit einiger Zeit den Instrumentationsverstärker zu 
verstehen komme aber ohne Hilfe nicht dahinter. Ich tu mir schon schwer 
überhaupt vernünftige Fragen zu formulieren, also falls ihr nicht wisst 
was ich meine, fragt bitte nach.


Warum verwende ich nicht einfach nur einen Differenzverstärker ohne die 
vorgeschalteten Verstärker?

Die Gleichtaktunterdrückung gibt an wie wenig sich das Ausgangssignal 
des OPVs ändert wenn man die Eingangssignale um den gleichen Betrag 
ändert, richtig?
Ist das so, dass wenn ich Eingangssignale um den Wert X verändere, dies 
das Ausgangssignal mehr beeinflusst als wenn ich doppelt so starke 
Signale um den Wert 2*X ändere?
Das würde dann auch erklären warum man die nichtinvertierenden 
Verstärker vorschaltet.


Ich freu mich über Antworten und verbleibe
mit freundlichen Grüßen,
Norbert

[Kevin K. (nemon)]

Um den Eingangswiderstand zu erhöhen. Mit einem einfachen OP als 
Subtrahierer landet man meist in der Region 10k-1M, mit FET-Opamps am 
Eingang sind 10^10 Ohm möglich. Außerdem ermöglicht es ein Einstellen 
der Verstärkung mit Variation von nur einem Widerstand

[Norbert D. (iknowyou)]

Kevin K. schrieb:
> Um den Eingangswiderstand zu erhöhen. Mit einem einfachen OP als
> Subtrahierer landet man meist in der Region 10k-1M, mit FET-Opamps am
> Eingang sind 10^10 Ohm möglich. Außerdem ermöglicht es ein Einstellen
> der Verstärkung mit Variation von nur einem Widerstand

Danke für die schnelle Antwort!

Wie wirkt sich ein höherer Einangswiderstand auf die Schaltung aus?
Kann ich den Eingangswiderstand nicht auch einfach mit größeren 
Widerständen erhöhen?
Was ist denn ein FET-OPamp?
Das mit der einfachen Variation der Verstärkung durch einen einzelnen 
Widerstand kann ich nachvollziehen.

[Purzel H. (hacky)]

Naja. Fet-OpAmps haben viel hoehere Eingangswiderstaende, dafuer einen 
hoeheren Offset. Wahrend Bipolar-OpAmps einen hoeheren Eingangsstrom bei 
kleinerem Offset haben.
Wenn man die Widerstaende des Differenzverstaerkers erhoeht, nehmen die 
Fehler zu wenn die Signalstoeme in die Region der Eingangsstroeme des 
OpAmps kommen.

[Harald W. (wilhelms)]

Norbert D. schrieb:
> Hallo,
>
> ich versuche schon seit einiger Zeit den Instrumentationsverstärker zu
> verstehen komme aber ohne Hilfe nicht dahinter. Ich tu mir schon schwer
> überhaupt vernünftige Fragen zu formulieren, also falls ihr nicht wisst
> was ich meine, fragt bitte nach.
>
>
> Warum verwende ich nicht einfach nur einen Differenzverstärker ohne die
> vorgeschalteten Verstärker?

Sieh Dir doch mal den entsprechenden Beitrag im elektronikkompendium
an, vielleicht werden Dir dann die Zusammenhänge klarer.
Gruss
Harald

[Schoaschiii (Gast)]

Hi,

>>Wie wirkt sich ein höherer Einangswiderstand auf die Schaltung aus?
Er wirkt sich weniger aus... und darum gehts ja. Wenn du eine Spannung 
misst, dann willst du das mit einem möglichs hochohmigen Messgerät 
machen um das Signal nicht zu belasten.

Denk einfach an einen Spannungsteiler mit 2 x 10k Ohm Widerständen. 
Jetzt versuch mal die wahre Spannung am unteren Widerstand zu messen. Du 
hast dafür 2 Messgeräte. Eines mit 10k Eingangswiderstand und eines mit 
1G als Eingagswiderstand.
Mit welchem wirst du wohl richtiger Messen? ;-)

>>Kann ich den Eingangswiderstand nicht auch einfach mit größeren Widerständen 
erhöhen?

Theoretisch kannst du das schon machen. Praktisch ist es aber nicht zu 
empfehlen. Einerseits weil du die Grenzfrequenz des Tiefpasse 
(Eingangscap des OPVs + sonstige parasitäre Kapazität) sehr gering ist 
und dynamik verloren geht. Und andererseits nimmt die Rauschspannung zu. 
Was ja irgendwie etwas ungut ist, wenn man eine Spannung genau messen 
will oder? ;-)

>>Was ist denn ein FET-OPamp?
Das ist ein OPV, bei dem die Differenzeingangsstufe mittels 
Feldeffekttransistoren aufgebaut ist (anstatt mit Bipolartransistoren).
Lies dir dazu mal den Wikipediaeintrag durch.

mfg
Schoasch

[Instrumenti (Gast)]

>Warum verwende ich nicht einfach nur einen Differenzverstärker ohne die
>vorgeschalteten Verstärker?

Weil die vorgeschalteten Verstärker das differentielle Signal enorm 
verstärken können, ohne daß das Gleichtaktsignal mitverstärkt wird. Auf 
diese Weise erzielt der Instrumentationsverstärker überhaupt seine hohen 
Gleichtaktunterdrückungen.

[Guido C. (guidoanalog)]

Hallo,

von Analog Devices gibt es eine recht nützliche Einleitung zu 
instrumentation amplifiers.

A DESIGNER'S GUIDE TO INSTRUMENTATION AMPLIFIERS (3RD EDITION)
http://www.analog.com/en/specialty-amplifiers/instrumentation-amplifiers/products/design-handbooks/cu_dh_designers_guide_to_instrumentation_amps/resources/fca.html

Mit freundlichen Grüßen
Guido