Bootstrap-Schaltung

[Peter (Gast)]

Hallo Leute,

ich bastel gerade eine Impedanzwandlung um kapazitive Elektroden an den 
Verstärker meines schon vorhandenen EKG Systems anzuschließen.

Meine Koppelkapazität Ck der Elektrode ist 18.9 pF und bei einer 
gewünschten unteren Grenzfrequenz des Hochpass(Ck und Innenwiderstand 
OP) fg = 1Hz muss der Innenwiderstand Ri = 8.4 GOhm betragen.

Ich habe den OP MCP601 gewählt, da dieser mit Single Supply 3.3V 
auskommt.
Der OP hat einen Innenwiderstand Ri = 10 TOhm welcher vollkommen 
ausreichen würde.

Allerdings muss ich ja einen Pfad für den Biasstrom zur Verfügung 
stellen und ein einfacher Widerstand nach Masse würde den 
Eingangswiderstand drastisch verringern. Somit habe ich die 
Bootstrap-Schaltung genutzt wie man im Schaltbild sehen kann.

Diese Schaltung erhöht ja den Eingangswiderstand schaltungstechnisch. 
Woher weiß ich haber jetzt wie hoch der Eingangswiderstand in etwa ist?

Gruß

[ArnoR (Gast)]

Peter schrieb:
> Woher weiß ich haber jetzt wie hoch der Eingangswiderstand in etwa ist?

Naja idealerweise ist der unendlich groß, weil über R6 die gleiche 
Spannung wie am Eingang liegt und daher die Spannung über R5=0 ist und 
somit kein Strom durch R5 fließt. Real ist der Ri natürlich keiner und 
hängt von der Verstärkung Vu des OPV ab, die etwas kleiner als 1 ist. 
Damit ergibt sich eine kleine Spannung über R5 und es fließt ein Strom 
hindurch. R5 erscheint dann um den Faktor R5/(1-Vu) vergrößert. (C3 sehr 
groß)

[Peter (Gast)]

Ok danke!

Die Verstärkung bzw. Dämpfung berechnet sich doch aus Ck(18.9pF) und 
Ci(6pF) folgendermaßen:

$$A = \frac{Ck}{Ck+Cin} = 0.759$$

Damit hätte ich ja dann einen Eingangswiderstand von:

$$Rin = \frac{R5}{1-0.759} = 4.149 M\Omega$$

Ist das so?

[ArnoR (Gast)]

Peter schrieb:
> Ist das so?

Nein, mit Vu ist die Verstärkung von VIN+ zum Ausgang/VIN- gemeint. Die 
dürfte bei etwa 0,9999 liegen. Die Kapazitäten machen vor dem Verstärker 
eine Dämpfung, die nichts mit der Verstärkung des OPV zu tun hat.

[Peter (Gast)]

Alles klar, vielen Dank!!