Hallo,
ich bin dabei eine Verstärkerschaltung zu simulieren und stoße auf ein
Problem. In der Grafig InAmp1 ist der Schaltplan zu sehen.
Ich möchte die Brückenspannung einer Wheatstonebrücke verstärken. Die
Brücke ist als abgeglichen anzunehmen, die Brückenspannung sollte
theoretisch 0 Volt betragen.
Verwende als erste Stufe einen Instrumentenverstärker (AD8221) mit der
Verstärkung von 10. Den möcjte ich primär für die
Gleichtaktunterdrückung verwenden. Als zweite Stufe folgt dann ein
nichtinvertierender Verstärker(ad797).
Nun taucht das erste Problem bereits beim Abgleich der Brücke auf. Den
parasitären Widerstand der Induktivität habe ich auf 2 Ohm gesetzt. Die
Brückenspannung sollte dann null sein. Im Simulationergebnis in der
Zeile V(n004)-V(n010) ist zu sehen, dass die Spannung aber nicht Null
Volt beträgt, sondern etwa 150nV. Kann jmd erklären warum das hier nicht
genau 0V sind?
Zweitens das Ausgangssignal des Inamps V(n006): Warum ist das bei einer
Verstärkung von 10 dann so groß? Die Gleichtaktunterdrückung ist doch
sehr hoch bei einem Inamp.
Und das Ausgangssignal ist um den Faktor 2250 großer, als die
Brückenspannung.
Woher kann dieser Offset herkommen?
Viele Grüße
Dirk schrieb:> Im Simulationergebnis in der> Zeile V(n004)-V(n010) ist zu sehen, dass die Spannung aber nicht Null> Volt beträgt, sondern etwa 150nV. Kann jmd erklären warum das hier nicht> genau 0V sind?
Das Simulationprogramm bestimmt die Spannung numerisch, nicht
analytisch. Sobald der Fehler klein genug geworden ist, hört es auf zu
rechnen. 160 nV und 0 V sind für LTSpice sozusagen gleich gut.
Dirk schrieb:> Zweitens das Ausgangssignal des Inamps V(n006): Warum ist das bei einer> Verstärkung von 10 dann so groß?
Ich denke, du hast eine sehr viel höhere Verstärkung eingestellt als 10.
Das 5,49e3 wird nicht als 5k49 sondern als 5 Ohm erkannt, weil du das
falsche Dezimalkomma benutzt hast.
in LTspice kannst du K, M, n, p benutzen! z.B. 5n (5nF)
wie soll die Brücke null sein, wenn du im einen Zweig 2R und in der
anderen eine Induktivität hast? Hast du bei der den Serienwiderstand auf
2R eingestellt?
PS: Bei einem Instrumentenverstärker ist die Gleichtaktunterdrückung
höher, wenn höhere Verstärkung eingestellt ist.
Alex schrieb:> Hast du bei der den Serienwiderstand auf>> 2R eingestellt?
Ja, auf 2Ohm.
Achim S. schrieb:> Ich denke, du hast eine sehr viel höhere Verstärkung eingestellt als 10.>> Das 5,49e3 wird nicht als 5k49 sondern als 5 Ohm erkannt, weil du das>> falsche Dezimalkomma benutzt hast.
Leider nein, er hat das Komma zwar falsch interpretiert, aber das
Ausgangssignal des InAmps kann ich mir immer noch nicht erklären.
Was verstärkt er hier?
Ich habe gerade mal im Datenblatt geschaut. Es gibt ja deen sog. RTI und
RTO Fehler. Sie berechnen sich aus
Total RTI=input error + output error / Gain (= 90uV beim AD8221)
Total RTO=input error*Gain + output error (= 900uV)
Die 700uV am Ausgang des inamps befinden sich ja im Bereich des
RTO-Fehlers. Kann es sein, dass der simulierte Spannungswert so zu
erklären ist? Dass dieser Fehler im Simulationsmodell also
mitberücksichtigt wird?
Was soll so eine Simulation denn bringen ? Bevor man etwas simuliert
sollte man eine gute Ahnung haben, was denn rauskommt, sonst sollte
man's seinlassen...
Etwas konstruktiver wäre könnst du dich schon äußern.
Geht jetzt darum, dass ich mir den Offset am Ausgang des InAmps nicht
erklären kann. Könnte es denn sein, dass dieser RTO Fehler im
Simulationsmodell das inamps berücksichtigt wurde und die Spannung daher
kommt?
Dirk schrieb:> Die 700uV am Ausgang des inamps
ich tippe mal, du siehst den Eingangsoffset (70µV) verstärkt mit Gain
10.
Aber ein Stück weit kann ich die Frage von Stilz verstehen. Was willst
du eigentlich mit der Simulation erreichen?
Wenn du die Eigenschaften und Limitierungen von LTSpice und von den
Modellen ergründen willst, dann starte nicht mit einer "komplexen"
Schaltung, sondern z.B. nur mit einem AD8221 und zwei Spannungsquellen
an den Eingängen. Dann kannst du alle Effekte und Abhängigkeiten gezielt
untersuchen. Außerdem ist es in dem Fall auch nicht verboten, das
Model-File mit einem Texteditor anzuschauen.
Wenn es dir darum geht, das realistisch beobachtbare Verhalten deiner
Gesamtschaltung zu simulieren, dann arbeite mit Signalgrößen, die über
dem Rauschen deiner Bauteile und über ihren Fehlergrenzen liegen. Dann
siehst du auch vernünftige Ergebnisse. Beiß dich nicht an 150nV-Effekten
fest, das "exakte" Verhalten einer realen Schaltung kannst du ohnehin
nicht simulieren.
InAmp1.png
(100 KB)
InAmp2.png
(94 KB)
