Input Bias Current

[Thomas K. (thomas_k502)]

Hallo zusammen,

ich habe einen ADC mit +-5V Dynamikbereich und einem Eingangswiderstand 
von 1,5MOhm. Nun bin ich im Datenblatt auf folgenden Satz gestossen:

If the high input impedance 1.5MΩ is selected, the output impedance of 
the
signal sources should be kept low to avoid of the offset voltage caused 
by the
input bias current, which is 2μA min. and 25μA max.

Ich kann mir nicht so ganz erklären, was damit gemeint bist. Klar, die 
Signalquelle soll niederohmig sein, aber wesshalb genau, bzw. was 
passiert wenn es nicht so gemacht wird. Ich kann mir leider kein 
Ersatzschaltbild vorstellen. Danke für eure Antworten.

[Steffen (Gast)]

Es fließt ein Strom durch den Innenwiderstand der Quelle und dies führt 
zu einem Offset.

[Thomas K. (thomas_k502)]

Und der Erzeuger des Bias ist der AD wandler?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Du kannst dir den Eingang der ADC-Karte als ein 1,5MΩ-Widerstand
(Eingangsimpedanz) parallel zu einer 2µA-Stromsenke bzw. -quelle
(Bias-Strom) vorstellen. Der Bias-Strom führt zu einem konstanten
Offsetfehler, die endliche Eingangsimpedanz zusätzlich zu einem von
der Signalspannung abhängigen Fehler.

Die gemessene Spannung beträgt

$$U_\mathrm{mess}= U_0\frac{R_\mathrm{adc}}{R_\mathrm{quelle}+R_\mathrm{adc}} \mp I_\mathrm{bias}(R_\mathrm{quelle}||R_\mathrm{adc})$$

Das Vorzeichen des zweiten Summanden hängt davon ab, ob der Bias-Strom
in den ADC hineinfließt (-) oder herausfließt (+).

Der durch den Eingangsstrom verursachte Messfehler beträgt also

$$\Delta U=U_\mathrm{mess}-U_0= -U_0\frac{R_\mathrm{quelle}}{R_\mathrm{quelle}+R_\mathrm{adc}} \mp I_\mathrm{bias}(R_\mathrm{quelle}||R_\mathrm{adc})$$

Für Rquelle << Radc gilt näherungsweise

$$\Delta U\approx \left(-\frac{U_0}{R_\mathrm{adc}} \mp I_\mathrm{bias}\right)R_\mathrm{quelle}$$

Für Radc = 1,5MΩ, U₀ maximal 5V und Ibias maximal 25µA ist der Wert des
Klammerausdrucks schlimmstenfalls -28,3µA. Dieser Wert multipliziert mit
dem Quellenwiderstand ist also der maximal zu erwartende Messfehler.

Thomas K. schrieb:
> Und der Erzeuger des Bias ist der AD wandler?

Ja.

[Thomas K. (thomas_k502)]

Danke für die ausführliche Antwort. Hat mir sehr geholfen :)