Verstärkung von Single Supply Instrumentierverstärkern

[Elda W. (elda)]

Hallo,

ich möchte gerne zum Messen einer Spannung im Bereich von wenigen mV 
einen Instrumentierverstärker einsetzen. Dieser soll über eine Batterie 
versorgt werden. Dazu habe ich den INA122 
(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina122.pdf) gefunden, der Single 
Supply unterstützen soll. Laut Datenblatt, kann dieser je nach 
Einstellung von Rg eine Verstärkung von 5 bis zu 10.000 erreichen. 
Allerdings musste ich feststellen, dass die Verstärkung sehr stark von 
der Eingangsspannung abhängt.
Zum Beispiel messe ich bei einer Versorgung von 10V und bei Rg=1kOhm 
(ergibt lt. Datenblatt eine Verstärkung von etwa 200):
Uin = (Vin+ - Vin-) = 30mV
--> Ua = (Vo) = 5,61V
Was einer Verstärkung von etwa 187 entspricht. Das wäre, wenn man 
Bauteiltoleranzen, Messfehler usw. in Betracht zieht wohl ein ganz gutes 
Ergebnis.

Aber wenn nun die Eingangsspannung steigt, z.B. auf:
Uin = (Vin+ - Vin-) = 40mV
--> Ua = (Vo) = 5,74V
Ergibt sich nur noch eine Verstärkung von etwa 143.

Die Verstärkung nimmt so weiter ab, bis schließlich die Sättigung (also 
die Versorgungsspannung) am Ausgang erreicht wird und hat dann nur noch 
einen Wert von ca. 20.

Versorge ich die Schaltung mit Dual Supply, z.B. mit +-10V verhält sie 
sich wie sie soll.
Nur verstehe ich nicht, warum sie sich nicht auch bei Single Supply 
genauso verhält, aus dem Datenblatt konnte ich dazu keinen Hinweis 
herauslesen.

Ich habe keine externen Bauteile, außer dem Rg an die Schaltung 
angeschlossen und die Referenzspannung, sowie Vin- auf Masse gezogen.

Habt ihr hier vielleicht einen Tipp für mich?

Vielen Dank im Voraus und liebe Grüße,
Elda

[Jens G. (jensig)]

>Ich habe keine externen Bauteile, außer dem Rg an die Schaltung
>angeschlossen und die Referenzspannung, sowie Vin- auf Masse gezogen.

Tja - das ist das Problem. Wenn noch nicht mal Abblock-C's dran sind, 
dann schwingt der vermutlich schon mal.

[Elda W. (elda)]

Aber es schwingt ja nicht, es ergibt sich eine nichtlineare Verstärkung 
für steigende Eingangsspannungen.

[Arc N. (arc)]

> Uin = (Vin+ - Vin-) = 30mV
und wie hoch ist die Spannung an Vin+ und Vin-?
Input Common Mode und VO2 (Abschnitt Input Common Mode Range) passen?

[Jens G. (jensig)]

>Aber es schwingt ja nicht, es ergibt sich eine nichtlineare Verstärkung
>für steigende Eingangsspannungen.

Und wie hast Du es festgestellt, daß da nichts schwingt?

[Tilo (Gast)]

Womit hast du Ref verbunden? Die einfach mit GND zu verbinden ist selten 
eine gute Lösung.
Gibt es einen Biasstrompfad (Siehe S.8)?

Idealerweise liegt das Bezugspotential des Eingangsirgend wo in der 
Mitte der Versorgungsspannung.

Wenn sie am Rand liegt ist das Verhalten des OPV nicht mehr linear und 
geht sehr schnell in Sättigung. Der IN122 hat nur einen R2R Ausgang aber 
keinen Eingang!

Ich hab mit dem 122 eigentlich ganz gute Erfahrungen gemacht.

[Elda W. (elda)]

Arc Net schrieb:
>> Uin = (Vin+ - Vin-) = 30mV
> und wie hoch ist die Spannung an Vin+ und Vin-?
> Input Common Mode und VO2 (Abschnitt Input Common Mode Range) passen?


Du hast Recht, ich habe Vo2 nicht beachtet:
Vin+ = 30mV
Vin- = 0V
Das ergibt dann ein neg. Vo2, was natürlich nicht sein darf, dann 
bräuchte ich eine Bipolare Versorgung... Das erklärt dann auch warum es 
für niedrige Spannungen gut funktioniert.