Rauschen in Wheatstone-Brücke

Gast #2964822
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Hallo,

ich habe Fragen zum Rauschen in einer Wheatstonebrücke.

Ist es richtig, dass ich nur das Rauschen der Brücken-Widerstände 
berücksichtigen muss, wenn ich die Differenzspannung messe? Das bedeutet 
ich muss nicht das Rauschen der Spannungsquelle berücksichtigen?


Muss ich das Widerstandsrauschen berechnen, indem ich den 
Innenwiderstand der Brücke berechne und das Rauschen an dem 
Innenwiderstand ermittle? Oder berechne ich das Rauschen, indem ich die 
Rauschspannungen der einzelnen Widerstände gemäß (()^2 + ()^2 .. )^.5 
berechne?

Viele Grüße
Dirk
#2964842
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>Muss ich das Widerstandsrauschen berechnen, indem ich den Innenwiderstand
>der Brücke berechne und das Rauschen an dem Innenwiderstand ermittle?

Du betrachtest die beiden Einspeisungspunkte der Brücke als Kurzschluß 
nach Masse und rechnest für jeden Abgriff den Ersatzwiderstand von 
diesem Abgriff nach Masse aus. Dann hast du die Rauschspannung zwischen 
den Abgriffen, die deine Brücke erzeugt.
Gast #2964978
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|-R1-----R2-|
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|           |
|     o     |
|     |     |
|-R3-----R4-|

Bei dieser Konfiguration wäre das dann doch das Rauschspannung am 
Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle oder nicht: Ri = R1||R3 + 
R2||R4
?
#2966133
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Dirk schrieb:
> Der Innenwiderstand lautet übrigens Ri = R1//R2 + R3//R4 ..

Hallo Dirk,
danke für die Korrektur. Mit dem Ri hast du natürlich Recht. Ich hatte 
einfach die Formel vom TO genommen ohne dessen Schaltplan genau 
anzusehen.

Rauschspannung Ri berücksichtigen.

Ri = R1||R2 + R3||R4

Die Rauschspannung der Spannungsquelle der Brücke muss nur mit dem
prozentualen Anteil der Brückenverstimmung berücksichtigt werden, wenn 
das Signal mit einem Differenzverstärker gemessen werden.
#2966279
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>..zwei unterschiedliche Meinungen. Eigentlich nimmt man doch immer den
>Innenwiderstand der Ersatzspnnungsquelle oder?

Es macht in gewissen Fällen aber dennoch Sinn, die Situation für die 
beiden Abgriffe getrennt aufzuschlüsseln, beispielsweise wenn du noch 
den Rauschbeitrag des Verstärkers berechnen willst. Auch für die 
Berechnung von Offsetspannungen durch Offsetströme und das Verhalten der 
nicht abgestimmten Brücke generell kann das sinnvoll sein.
Gast #2970610
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Okay, dann hab ich noch eine Frage zur Dimensionierung der Widerstände.

Ist es richtig, dass die Widerstände der Brücke aus drei Gründen niedrig 
gewählt werden sollten:

Erstens damit der Innenwiderstand klein sein ist, damit die Spannung 
bein einer niederohmigen Last nicht einbricht. Ich möchte das Signal 
zwar mit einem Instrumentenverstärker verstärken, der einen sehr hohen 
Eingangswiderstand besitzt. Aber prinipiell sollte man sie deshalb doch 
klein halten oder?

Zweiten sollten die Widerstände möglichst klein gewählt werden, damit 
das Widerstandsrauschen möglich klein ist, richtig?

Drittens sollten sie niederig gehalten werden, damit der Rauschstrom des 
Verstärkers eine möglichst geringe Rauschspanung zur Folge hat, richtig?

Viele Grüße
Dirk
#2970656
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>Ist es richtig, dass die Widerstände der Brücke aus drei Gründen niedrig
>gewählt werden sollten:

Du machst die Brücke ja nicht aus Jux und Tollerei, sondern weil du 
darin einen Sensor unterbringen willst. DER bestimmt letztlich die 
Impedanzen der Brücke.

>Erstens damit der Innenwiderstand klein sein ist, damit die Spannung
>bein einer niederohmigen Last nicht einbricht. Ich möchte das Signal
>zwar mit einem Instrumentenverstärker verstärken, der einen sehr hohen
>Eingangswiderstand besitzt. Aber prinipiell sollte man sie deshalb doch
>klein halten oder?

Nö, nicht unbedingt. Das läuft ja letztlich meistens auf 
Spannungsanpassung raus. Da reicht es, wenn die Last deutlich 
höherohmiger ist als die Brücke.

>Zweiten sollten die Widerstände möglichst klein gewählt werden, damit
>das Widerstandsrauschen möglich klein ist, richtig?

Korrekt. Aber wichtiger ist das Signalrauschverhältnis. Kleines 
Widerstandsrauschen bringt dir ja nichts, wenn gleichzeitig auch der 
Signalhub sehr klein ist.

>Drittens sollten sie niederig gehalten werden, damit der Rauschstrom des
>Verstärkers eine möglichst geringe Rauschspanung zur Folge hat, richtig?

Wenn du einen CMOS- oder FET-Amp verwendest, ist das weitgehend 
irrelevant. Eine niederohmige Brücke kann aber geringeres Einkoppeln von 
Störungen zur Folge haben. Aber letztlich bestimmt der Sensor in der 
Brücke die Impedanz derselben.
Gast #4550124
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Hallo,
aus euren Antworten bin ich jetzt nicht schlau geworden:

muss ich jetzt für den Innenwiderstand der Spannungsquelle die 
Auswirkung des Rauschens auf die Differenzspannung der Brücke berechnen 
oder fällt diese nicht ins Gewicht, da die Brücke abgeglichen ist und 
somit eh für jede Versorgungsspannung Ud = 0V ist?

LG

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