Hochpass vor Instrumentenverstärker

[Rick (Gast)]

Kann mir jemand sagen, warum man einen Hochpass nicht vor die Eingänge 
eines Instrumentenverstärkers gibt? Ich würde dadurch ja schön die 
Gleichspannungsanteile rausfiltern.

Eine Überlegung wäre, dass aufgrund von Bauteiltoleranzen eine 
Phasenverschiebung zwischen den Eingägnen auftreten könnte und diese 
dann als Differenzsignal verstärkt wird. Allerdings ist es nicht 
unüblich einen Tiefpassfilter an die Eingänge zu schalten, um RFI 
rauszufiltern und dadurch entsteht ja auch keine Phasenverschiebung...

[Raimund R. (corvuscorax)]

WER hat denn gesagt, dass dies nicht möglich sei? Durch die 
'Pull-Down'-Widerstände hat man sogar die gleichspannungsmäßige Kopplung 
nach GND/COM gleich gratis mit dazu bekommen.
Mir wäre ein solcher 'Ausnahmefall' jedenfalls nicht bekannt - zumindest 
wenn man es richtig macht, d.h. sowohl am (+)- als auch am (-)-Eingang 
identische Filter einbauen und dies dann auch bei der Berechnung der 
notwendigen Grenzfrequenz berücksichtigen.

Wenn die Grenzfrequenzen der RC- bzw. CR-Glieder weit genug vom 
interessierenden Übertragungsbereich weg sind, spielt die dort 
auftretende Phasenverschiebung kaum eine nennenswerte Rolle. Kannst es 
ja mal simulieren und Dir das Bode-Diagramm ausgeben lassen.

[MaWin (Gast)]

Ein Instrumentenverstärker verstärkt normalerweise Differenzen.

Wenn man nicht an statischen Differenzen interessiert ist, kann man auch 
einen Hochpass davorbauen.

Man muß aber dafür sorgen, daß die Eingänge einen Gleichspannungspfad 
haben, damit bei ruhigem Eingangssignal wirklich als Differenz 0 
rauskommt.

[Kai K. (klaas)]

>Eine Überlegung wäre, dass aufgrund von Bauteiltoleranzen eine
>Phasenverschiebung zwischen den Eingägnen auftreten könnte und diese
>dann als Differenzsignal verstärkt wird.

Richtig. Bauteiletoleranzen können aus einer reinen Gleichtaktstörung 
eine teilweise Differenzstörung machen, die auch der beste 
Instrumentationsverstärker nicht mehr wegrechnen kann. Wenn du also 
einen Hochpaß voranschalten willst, solltest du für eine sehr große 
Zeitkonstante sorgen, damit im Nutzsignalfrequenzbereich die 
Bauteiletoleranzen möglichst wenig stören. Dabei ist auch und gerade die 
Langzeitdrift zu berücksichtigen.

>Allerdings ist es nicht unüblich einen Tiefpassfilter an die Eingänge zu 
>schalten, um RFI rauszufiltern und dadurch entsteht ja auch keine 
>Phasenverschiebung..

Doch. Hier hast du genau das gleiche Problem, wie oben. Hier solltest du 
bei einem Tiefpaßfilter aber auf eine möglichst kleine Zeitkonstante 
achten, damit Bauteiletoleranzen nicht zu sehr stören. Glücklicherweise 
kommen hier aber in der Regel Caps zum Einsatz, die wesentlich idealer 
und stabiler sind (NP0, Glimmer, Styroflex, etc.) als beim Hochpaß (MKT, 
Elko, etc.) Am besten selektiert man hierzu mit einem Capmeter zwei Caps 
mit identischen Kapazitäten.

[Rick (Gast)]

@Raimund,Kai und Klaas: Danke für die schnellen und guten Antworten!

Werde das ganze natürlich simulieren und meien Ergebnisse dann posten.

Kurz vorweg:
Kai Klaas schrieb:
> Wenn du also
> einen Hochpaß voranschalten willst, solltest du für eine sehr große
> Zeitkonstante sorgen, damit im Nutzsignalfrequenzbereich die
> Bauteiletoleranzen möglichst wenig stören. Dabei ist auch und gerade die
> Langzeitdrift zu berücksichtigen.

Nehmen wir an ich würde Hochpässe mit 0.7 Hz Grenzfrequenz vor die 
Eingänge des INA setzen. Interessierender Frequenzbereich des Signals 
sind ca. 1 Hz - 2kHz. (Die 0.7 Hz Grenzfreq. und die ab 1 Hz 
interessierender Bereich Frequenz liegen vermutlich zu nah beieinander)

Um eine hohe Eingangsimpedanz zu gewährleisten würde ich 5 MOhm 
Widerstände gegen Ref. schalten und dann aus 1/(2pi*RC) eine zugehörige 
Kapazität zw. Signalquelle und INA Input von 47 nF erhalten.

Die Zeitkonstante wäre mit tau=RC=0.235 s dann natürlich niedrig.

[Rick (Gast)]

Natürlich auch danke an MaWin! Hab deinen Namen verwechselt.

[Kai K. (klaas)]

>Kann mir jemand sagen, warum man einen Hochpass nicht vor die Eingänge
>eines Instrumentenverstärkers gibt? Ich würde dadurch ja schön die
>Gleichspannungsanteile rausfiltern.

Hast du denn überhaupt Gleichspannungsanteile, die wirklich stören? Und 
wie sieht es mit Gleichtaktstörungen aus?

>(Die 0.7 Hz Grenzfreq. und die ab 1 Hz interessierender Bereich Frequenz
>liegen vermutlich zu nah beieinander)

Genau, vieeel zu nahe.