Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differentialmessung mit Instrumentenverstärker nicht verstanden.


von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich lerne grade OpAmps und bin jetzt bei Instrumentenverstärker 
angekommen. Die benötigt man ja, wenn man zwei hochimpedante Eingänge 
braucht.

Zum Testen habe ich leider nur einen teuren AD624 hier, deshalb muss ich 
n bissl aufpassen....

Das Datenblatt ist schwierig zu lesen. Angaben zur Spannung gibt es nur 
als MIN +-6V. Ich nehme mal an, man muss mindestens 12V zwischen V+ und 
V- hängen und in der Mitte wäre dann seine Masse, wo auch REF 
angeschlossen wird.

Ich habe den jetzt also so angeschlossen:

+Vs=12V
-Vs=0V

Dann eine Hilfsspannung mit 10k/10k Spannungsteiler realisiert und an 
diesen 6V habe ich REF angeschlossen.

Pin 13 mit Pin 3 verbunden = GAIN 100.

SENSE mit OUTPUT verbunden.

Ein Signalgenerator auf 10mVpp 1Hz eingestellt und mit -INPUT und +INPUT 
verbunden.

OUTPUT gegen Masse mit dem Oszi gemessen.

Ich sehe eine konstant gerade Linie bei 5.84V. Erwartet habe ich eine 
1Hz Schwingung mit 1Vpp.

Schliesse ich die Ausgänge des Signalgenerators an ein DMM an, kann ich 
sehen, dass dieses DMM offensichtlich in der Lage ist, die Kurve zu 
messen. Ich habe also was nicht verstanden.

Kann mir jemand Bitte eine Hilfe geben?

von Matthias_HE (Gast)


Lesenswert?

du hast -INPUT und +INPUT zusammengeschaltet?

von Günter Lenz (Gast)


Lesenswert?

Bitte Schaltplan einstellen, aus dem Text kann man nicht
erkennen was du gemacht hast.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

AD624
SIG-  ---------o -INPUT
SIG+  ---------o +INPUT
12V   ---------o +Vs
Masse ---------o -Vs
         Pin 3 o--------o Pin 13
12V---10k------o REF
           |    SENSE---o
Masse ----10k           |
                OUTPUT--o---Oszi

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

AD624

SIG-  ---------o -INPUT

SIG+  ---------o +INPUT

12V   ---------o +Vs

Masse ---------o -Vs

         Pin 3 o--------o Pin 13

12V -----10k---o REF
          |
Masse ---10k


                SENSE---o
                        |
                OUTPUT--o---Oszi


So ist er leserlicher.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Das ganze funktioniert übrigens wunderbar, wenn ich eine "echte" 
negative Spannung anlege, also wenn REF=Masse ist und -Vs wirklich -6V 
ist. Aber wie bitteschön kann er das unterscheiden? Die Potentiale sind 
doch identisch??? Ob ich jetzt 12V->6V->0V baue oder 6V->0V->-6V sollte 
doch völlig irrelevant sein?

von mario eduardo (Gast)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Das ganze funktioniert übrigens wunderbar, wenn ich eine "echte"
> negative Spannung anlege, also wenn REF=Masse ist und -Vs wirklich -6V
> ist. Aber wie bitteschön kann er das unterscheiden? Die Potentiale sind
> doch identisch??? Ob ich jetzt 12V->6V->0V baue oder 6V->0V->-6V sollte
> doch völlig irrelevant sein?

Hallo Hannes,

Also ich bin kein Guru bei solchen Schaltungen. Ich denke aber, daß der 
Innenwiederstand der beiden Versionen der Spannungsversorgung 
unterschiedlich ist. Die Spannungsquelle ist doch normalerweise für 
Wechselspannungen ein Kurzschluß .... oder ? Das ist aber nur eine ganz 
vage Erinnerung.

lg Mario

von dunno.. (Gast)


Lesenswert?

klingt mir fast wie ein problem das ich mal hatte, wenn ich deinen 
schaltplan korrekt verstehe, mit dem signalgenerator:

Beitrag "inamp - bias current return path?"

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> AD624
> SIG-  ---------o -INPUT
> SIG+  ---------o +INPUT
> 12V   ---------o +Vs
> Masse ---------o -Vs
>          Pin 3 o--------o Pin 13
> 12V---10k------o REF
>            |    SENSE---o
> Masse ----10k           |
>                 OUTPUT--o---Oszi

SCHALTPLAN!

Man du willst dasss wir uns Mühe geben, also gib dir auch etwas Mühe.
Siehe Netiquette

Hast du im Datenblatt mal nach den "input common-mode voltage" geschaut?
Wie ist der Signalgenerator mit der Schaltung verbunden.
Du kannst den nicht einfach schwimmend anschliessen. So ein 
Differentialeingang ist nicht per se potentialfrei.

Sprich die Masse des Generator müsste eigentlich mit deiner künstlichen 
Masse verbunden sein.
Wobei deine künstliche Masse extrem hochohmig ist.

Tut euch doch selbet einen Gefallen und bestelt mit OPs erst mal mit 
echten pos. und neg. Versorgungen und nicht mit künstlichen Massen wo 
dann die Signale doch wieder fälschlicherweise auf die Netzteilmasse, 
die dann -Ub ist, bezogen werden.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Der Anschluss ist gemaess Datenblatt +-15V, davon sind +-10V als 
Eingangs-, sowie etwa als Ausgangsbereich verfuegbar. Siehe Formeln. 
Also gehen +-5V von der Speisung weg. Dh bei +-6V Speisung bleibt nicht 
mehr viel uebrig. Ist also eine eher schwache Idee.

Der Ref Ausgang muss nicht an GND, oder der Mitte sein. Sondern, der 
kann dort sein, wo man ihn haben will. Im Ausgangsbereich.

Wenn du nicht soviel Spannung hast, nimm einem Anderen, der da passt. zB 
ein LT2053 oder so. Der ist RRIO.

Und ja, die Spannung muss als Differenz Spannung anliegen. Ein 
Instrumenten Amp ist kein OpAmp.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Also an der Impedanz der 6V Quelle liegt es nicht. Ich habe testweise 
die 6V Schiene direkt mit einem Netzteil gespeist. Beide Netzteile 
hatten Common Ground. Damit ist die 6V Quelle niederimpedant. Ergebnis 
ist identisch.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Die Frage kürzt sich eigentlich zusammen auf: Wieso braucht dieser OpAmp 
zwei galvanisch getrennte Spannungsquellen?

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Zum Testen habe ich leider nur einen teuren AD624 hier, deshalb muss ich
> n bissl aufpassen....

Vorschlag:
Simuliere Deine Schaltung zunächst mit ltSpice.

Die Vorteile liegen auf der Hand:
- Du hast eine saubere Zeichnung, die Du Deinen Unterstützern zeigen 
kannst
- Du zündest keine Bauteile wegen trivialen Fehlern an
- Du kannst verschiedene Dinge ausprobieren
- Du siehst erstmal die Theorie ohne Dreckeffekte

Wenn das passt, dann geht's weiter mit Lötkolben und Lochrasterplatte.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Beginn mal damit : Eine Mess-Brueckenschaltung. Seisung mit 12V, 
Bipolar, Unipolar. Die einzige Frage dabei : Wohin macht man das Vref. 
Wo moechte man es haben, darf es da sein ?

: Bearbeitet durch User
von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Die Frage kürzt sich eigentlich zusammen auf: Wieso braucht dieser OpAmp
> zwei galvanisch getrennte Spannungsquellen?

Braucht er nicht.

Aber: der Ref-Eingang muss niederohmig getrieben werden (nicht aus einem 
10k Spannungsteiler). Und deine Spannungsquelle am Eingang ist nicht nur 
differentiell zu betrachten, sondern ihr absolute Lage bezüglich des 
Ref-Potentials ist zu beachten (und ein bias current return path zur 
Verfügung zu stellen, der dafür sorgt, dass diese absolute Lage erhalten 
bleibt.)

Ansonsten: zeichne verdammt nochmal endlich einen ernsthaften Schaltplan 
und zeige den sowie deine konkreten Messergebnisse. Deine Beschreibung 
der Fakten, die man sich im Text mehrerer Beiträge zusammen suchen muss, 
ist doch keine Art Fragen zu stellen.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Hast du im Datenblatt mal nach den "input common-mode voltage" geschaut?
> Wie ist der Signalgenerator mit der Schaltung verbunden.

Hast du das jetzt mal gemacht? Oder rätst du nur wild rum?

Ist deine Signalquelle schwimmend angeschlossen oder hat sie ein 
definiertes Potential zum Instrumentenverstärker? Wenn ja welches?

SCHALTPLAN!

Netiquette gelesen?

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

AD624

SIG-  ---------o -INPUT

SIG+  ---------o +INPUT

12V   ---------o +Vs

Masse ---------o -Vs

         Pin 3 o--------o Pin 13

12V -----10k---o REF
          |
Masse ---10k


                SENSE---o
                        |
                OUTPUT--o---Oszi


Das ist doch ein Schaltplan?
Soll ich noch ein Gehäuse um den Chip AD624 malen, oder wie geht es noch 
deutlicher? In ASCII gehts halt nicht besser?

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Wie würdet ihr denn diese "Schaltung" mit genau zwei Bauteilen anders 
darstellen, in ASCII?

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Achim S. schrieb:
> Braucht er nicht.
>
> Aber: der Ref-Eingang muss niederohmig getrieben werden (nicht aus einem
> 10k Spannungsteiler).

Bereits getestet mit zweitem Netzteil, welches auf 6V eingestellt war. 
Ergebnis identisch.

> Und deine Spannungsquelle am Eingang ist nicht nur
> differentiell zu betrachten, sondern ihr absolute Lage bezüglich des
> Ref-Potentials ist zu beachten (und ein bias current return path zur
> Verfügung zu stellen, der dafür sorgt, dass diese absolute Lage erhalten
> bleibt.)

Bias Current Return Path ist nicht vorhanden. Aber wenn es daran liegen 
würde, hätte es mit der getrennten Spannungsquelle auch nicht 
funktionieren dürfen. Tat es aber.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Die Potentiale sind doch identisch??? Ob ich jetzt 12V->6V->0V baue
> oder 6V->0V->-6V sollte doch völlig irrelevant sein?

Nicht mehr, wenn der Signalgenerator ins Spiel kommt, denn der hat
ebenfalls einen Massebezug, der zur Inamp-Schaltung passen muss.

Der GND-anschluss des Signalgenerators muss mit dem REF-Anschluss des
Inamp verbunden sein. Dabei musst du aber berücksichtigen, dass der
GND-Anschluss des Signalgenerators und/oder der GND-Anschluss des
Netzgeräts geerdet sein kann. Wenn REF am GND-Anschluss des Netzgeräts
angeschlossen ist, ist das kein Problem. Wenn REF aber 6V darüber liegt,
evtl. schon.

Beschreibe doch mal genauer, wie du den Signalgenerator angeschlossen
hast. Wenn du dann noch seinen Typ und den deines Netzgeräts bekannt
gibst, kann man feststellen, ob das alles zusammenpasst.

Dass der Bezugspegel an REF niederohmig sein muss, wurde ja schon
geschrieben. Dein Spannungsteiler aus den beiden 10kΩ-Widerständen hat
einen Innenwiderstand von 5kΩ, der sich zu den internen 10kΩ im Inamp
addiert. Damit kann die Schaltung nicht wie erwartet funktionieren.

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Tut euch doch selbet einen Gefallen und bastelt mit OPs erst mal mit
> echten pos. und neg.

Das ist ein wirklich guter Rat.
Ich weiß nicht mehr wo ich es gelesen oder gehört hatte, aber es wurde 
dort gesagt oder geschrieben, dass OpAmps, auch wenn sie für eine 
Versorgungsspannung ausgelegt sein sollen, grundsätzlich immer für eine 
positive und eine negative Spannung konzipiert wurden.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Ich gebs auf, der Typ ist echt beratungsresistent.
Viel Erfolg, Yalu.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Danke Yalu!

Das war der richtige Hinweis. Durch die Erdung von Signalgenerator und 
Netzteil war die absolute Spannung der beiden Eingänge nicht mehr im 
spezifizierten Bereich des CMVR. Deshalb hat es auch bei der negativen 
Spannung funktioniert, denn da war der Bezugspunkt Masse=REF.

Für die Zukunft besorge ich mir mal ein Schaltplanzeichenprogramm mit 
PNG-Export, da ASCII-Schaltpläne wohl nicht schön genug aussehen.

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> ich lerne grade OpAmps und bin jetzt bei Instrumentenverstärker
> angekommen. Die benötigt man ja, wenn man zwei hochimpedante Eingänge
> braucht.
>
> Zum Testen habe ich leider nur einen teuren AD624 hier, deshalb muss ich
> n bissl aufpassen....

Zum Testen gibt es auch LTspice. Da kannst Du nichts kaputt machen. 
Zudem kann man dann alles genauer untersuchen. Erst wenn das dann 
funktioniert würde ich löten.
mfg klaus

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Sei nicht so streng!
Im Anfang kommen immer noch wieder neue Größen hinzu. Auf einmal muss 
das Potential niederohmig sein und und und ...

Ich hatte im Anfang auch viele Schwierigkeiten das alles zu verstehen 
und wenn man das in den Grundlagenbüchern nicht finden konnte, weil man 
nicht die richtigen Bücher hatte, dann muss man zu jedem neuen Thema 
noch wieder viel extra hinzu lernen.
Mein Tipp an den TO, alle Einwände durch Versuche (echte Versuche, keine 
Simulation) überprüfen. Auch wenn man dann vielleicht immer noch nicht 
den physikalischen Hintergrund kennt oder versteht, man kann es dann 
aber leichter akzeptieren, dass es so ist, wie es ist.
Als ich mich dann doch mal mit Audio beschäftigen müsste und intensiv 
mit Verstärkerschaltungen, dabei dann den Unterschied zwischen zwei 
echten Spannungen und einer (schlechten) Potentialverschiebung auf dem 
Oszilloskop sehen konnte, begriff ich das alles erst richtig.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Das war der richtige Hinweis.

Den ich dir schon lange gegeben hatte! Sogar zwei mal!

Der Andere schrieb:
> Wie ist der Signalgenerator mit der Schaltung verbunden.
> Du kannst den nicht einfach schwimmend anschliessen. So ein
> Differentialeingang ist nicht per se potentialfrei.

Auch Achim hat ihn dir gegeben:

Achim S. schrieb:
> Und deine Spannungsquelle am Eingang ist nicht nur
> differentiell zu betrachten, sondern ihr absolute Lage bezüglich des
> Ref-Potentials ist zu beachten


Hannes schrieb:
> Für die Zukunft besorge ich mir mal ein Schaltplanzeichenprogramm mit
> PNG-Export

Es gibt Papier und Bleistift und ein Scanner. Zur Not tut es auch paint.

Hannes schrieb:
> da ASCII-Schaltpläne wohl nicht schön genug aussehen.

Sorry aber das da oben als ASCII Schaltplan zu bezeichnen ist gelinde 
gesagt eine Riesenüberteibung. Schau dir mal die dse.faq an was ASCII 
Schaltpläne sind. Trotzdem wurde dir auf diese miese Darstellung der 
richtige Tipp gegeben, aber bei dir sind wohl immer die anderen Schuld.

von Hannes (Gast)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Hannes schrieb:
>> Das war der richtige Hinweis.
>
> Den ich dir schon lange gegeben hatte! Sogar zwei mal!
> Auch Achim hat ihn dir gegeben:

Tja, dann bin ich wohl leider ziemlich dumm, denn erst Yalu hat es so 
erklärt, dass ich es verstanden habe.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Ein ASCII Editor macht solche Schaltplaene :
http://www.qsl.net/yo5ofh/hobby%20circuits/ascii.htm

such mal unter "ASCII schematics"

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Hannes schrieb:
> Tja, dann bin ich wohl leider ziemlich dumm, denn erst Yalu hat es so
> erklärt, dass ich es verstanden habe.

Das hast du gesagt.
Wenn maneine Antwort nicht versteht, kann man rückfragen.

Deshalb auch die Nachfrage von mehreren Personen nach einem exakten 
Schaltplan, denn die Ursache deines Problems hat man in deiner 
Schaltungsprosa nicht gesehen, nämlich wie genau die Potentiale von 
Signalerzeugung und Instrumentenverstärker miteinander verknüpft sind.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.