Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schlechtes Ausgangssignal bei Gain 1


von Student (Gast)


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Hallo zusammen.

Folgendes:
Ich beschäftige mich zur Zeit praktisch mit einem 
Instrumentationsverstärker. Zum Probieren habe ich mir den AD620 
gekauft.
Im Datenblatt gibt es auf Seite 16 eine Tabelle, in der die 
Gain-Widerstandswerte angegeben sind, um eine bestimmte Verstärkung 
einzustellen.

http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD620.pdf

Wenn ich die Klemmen offen lasse, ist das Ausgangssignal sehr schlecht, 
weil stark verbreitert. Also Klemmen offen lassen, wie im Datenblatt 
beschrieben, um eine Verstärkung von 1 zu bekommen, ist nicht.
Eigentlich dürfte die Genauigkeit des Gain-Widerstandes doch nur die 
Genauigkeit des Verstärkungsfaktors bestimmen, nicht das Signal 
verändern (verbreitern).
Übersehe ich da etwas im Datenblatt?

Viele Grüße

von Dieter W. (dds5)


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Student schrieb:
> Wenn ich die Klemmen offen lasse, ist das Ausgangssignal sehr schlecht,
> weil stark verbreitert.

Das ist als qualitative Aussage leider unbrauchbar.
Um welche Frequenz/Kurvenform bzw. slew rate geht es?

von Student (Gast)


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Dieter W. schrieb:
> Das ist als qualitative Aussage leider unbrauchbar.
> Um welche Frequenz/Kurvenform bzw. slew rate geht es?

Hallo.
Die beiden Gegentaktsignale (Eingangssignale) sind annähernd 
sinus-/rechteckförmig mit einer Frequenz von jeweils 40Hz und einer 
Amplitude von ungefähr 120mV.

Das erste Bild zeigt eine Verstärkung von 50 mit einem 1 kilo Ohm (1%) 
als Gain-Widerstand. Ausgangssignal ist soweit in Ordnung.
Das zweite entstand bei offen gelassenen Klemmen.


Grüße

von dunno.. (Gast)


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Versuch mal den triggerpunkt am oszilloskop sauber zu setzen und schalte 
das nachleuchten aus, dann wird die sache schon anders aussehen..

von Student (Gast)


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dunno.. schrieb:
> Versuch mal den triggerpunkt am oszilloskop sauber zu setzen und schalte
> das nachleuchten aus, dann wird die sache schon anders aussehen..

Danke.

Ist es nur ein Problem mit der Oszilloskop-Einstellung, Deiner Meinung 
nach?
Ich habe die Einstellungen von Bild 1 nach Bild 2 aber nicht geändert.
Das Signal in Bild 1 findet er mit dem AutoScale, das in Bild 2 nicht. 
Ich denke, da stimmt was nicht mit dem AD620.


Grüße

von Sebastian S. (amateur)


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@Student
>Das erste Bild zeigt eine Verstärkung von 50 mit einem 1 kilo Ohm (1%)
>als Gain-Widerstand. Ausgangssignal ist soweit in Ordnung.
>Das zweite entstand bei offen gelassenen Klemmen.

Um das zu interpretieren, müsste man den gesamten Versuchsaufbau kennen. 
Offene Anschlüsse wirken oft als tolle Antennen.

von Student (Gast)


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dunno.. schrieb:
> nachleuchten

Was meinst Du mit dem "Nachleuchten"?


Grüße

von Dieter W. (dds5)


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Da scheint ein Signal mit konstanter Amplitude überlagert zu sein, was 
natürlich bei 6V Nutzamplitude viel weniger auffällt als bei 300mV.

von Student (Gast)


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Danke,

ist es normal, dass die "Dächer" der Amplituden beim ersten Bild etwas 
verbreitert sind?


Grüße

von Peter D. (peda)


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Sieht nach Erdschleife aus. Bei 0,3V wirkt die sich natürlich stärker 
aus, als bei 7V.
Die Störungen sind nicht stärker, sondern Du hast den Meßbereich 
umgeschaltet.

von m.n. (Gast)


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Student schrieb:
> Zum Probieren habe ich mir den AD620
> gekauft.

Hast Du auch Kondensatoren gekauft, die die Versorgungsspannung 
abblocken und ein Schwingen des AD620 verhindern?
;-)

von dunno.. (Gast)


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Student schrieb:
> Ich habe die Einstellungen von Bild 1 nach Bild 2 aber nicht geändert.

das ist schlicht falsch, auf dem bild 2 sind so ziemlich alle parameter 
verändert, die da überhaupt angezeigt werden.


Student schrieb:
> Das Signal in Bild 1 findet er mit dem AutoScale, das in Bild 2 nicht.

Hör auf, das zu benutzen. Beschäftige dich lieber damit, was die 
einzelnen regler am oszi tun und wie man sie benutzt, dann wirst du auch 
sauberer messen können als momentan.

Student schrieb:
> Was meinst Du mit dem "Nachleuchten"?

Nachleuchten bedeutet, dass das zuletzt gemessene signal für eine weile 
auf dem bildschirm bleibt, während das neue aufgenommen wird. passiert 
das oft genug hintereinander, kriegt man so lustige bilder wie dein bild 
2, sofern man nicht sauber triggert, oder ungetriggert läuft..

von Student (Gast)


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Hallo noch mal.

@Dieter Werner

Hast Recht gehabt. Es ist eine 105MHz-Schwingung überlagert. So wie es 
aussieht, der "Uni-Sender".
Werde es morgen noch einmal in der Absorberhalle testen.

Müsste der AD620 bei einer Verstärkung von 1, also offene Gain-Klemmen, 
in der geschirmten Umgebung dieselbe Signalqualität wie auf dem ersten 
Bild erzeugen?
Ich meine, kommt ein wenig Eigenrauschen des AD620 auch noch dazu?


Grüße

von Dieter W. (dds5)


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Student schrieb:
> Müsste der AD620 bei einer Verstärkung von 1, also offene Gain-Klemmen,
> in der geschirmten Umgebung dieselbe Signalqualität wie auf dem ersten
> Bild erzeugen?

Die Qualität wird ohne die 105MHz in beiden Fällen besser werden.


> Ich meine, kommt ein wenig Eigenrauschen des AD620 auch noch dazu?

Das Rauschen des AD620 ist im Verhältnis so niedrig, das wird auch bei 
Verstärkung 100 im Rauschen des Oszilloskops untergehen.

von Student (Gast)


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Danke Dieter.

Dieter W. schrieb:
> Die Qualität wird ohne die 105MHz in beiden Fällen besser werden.

Werden beispielsweise die Verbreiterungen der "Amplituden-Dächer", wie 
sie im ersten Bild bei einer Verstärkung von 50 noch zu sehen sind, 
verschwinden?
Oder ist die Verbreiterung immer etwas vorhanden, weil intrinsisch mit 
dem AD620 verbunden?


Grüße

von eProfi (Gast)


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Du sollst nicht in die Absorberhalle umziehen, sondern mehrere gute 
Fotos vom gesamten Aufbau machen, damit wir sehen, ob Du z.B. Abblock-Cs 
verwendet hast, wie von Autor:  m.n. (Gast) Datum: 17.08.2017 13:16 
vorgeschlagen.

von eProfi (Gast)


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Und die Literaturhinweise auf Seite 2 stehen auch nicht zum Spaß da,
vor allem die Application Notes, allen voran die AN-671: Reducing RFI 
Rectification Errors in In-Amp Circuits.

von Peter F. (feldmueller)


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@eProfi

Ich habe zwei Abblock-Kondensatoren zu je 100nF an die 
Spannungsversorgungsanschlüsse des AD620 angeschlossen.

Die 105MHz-Schwingung koppelt überall ein. Sie ist auch an den Klemmen 
einer leerlaufenden 9V-Blockbatterie zu messen.


Grüße

von m.n. (Gast)


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Peter F. schrieb:
> Die 105MHz-Schwingung koppelt überall ein.

Dann wohl auch in die Masseleitung der Meßspitze.
Vielleicht reduzierst Du einfach die Eingangsbandbreite vom Scope.

von Thomas Klima (Gast)


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Student schrieb:
> Werden beispielsweise die Verbreiterungen der "Amplituden-Dächer", wie
> sie im ersten Bild bei einer Verstärkung von 50 noch zu sehen sind,
> verschwinden?
> Oder ist die Verbreiterung immer etwas vorhanden, weil intrinsisch mit
> dem AD620 verbunden?

Wie schauts mit der Versorgung aus, kommst du vielleicht einfach zu nah 
an seinen max. output swing?
Schaltplan, Foto, mehr Infos bitte :-)

von Lurchi (Gast)


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Prinzipbedingt wird die Gleichtaktunterdrückung bei Gain 1 schlechter 
als bei höherem Gain. D.h. es könnte ggf. auch einfach eine relativ 
starkes Gleichtaktsignal sein. Gerade zu hohen Frequenzen ist die 
Gleichtaktunterdrückung ggf. nicht so gut.

Die Störungen sehen nach einem überagerten 2. Signal aus. Das könnte 
ggf. eine Schwingung des AD620 selber sein, oder eine externe Störung. 
Je nach Einstellungen am Oszilloskop könnte man da ggf. mehr erkennen. 
105 MHz sollten aber eher zu hoch sein um am AD620 eine solche Amplitude 
zu haben und bei nur 2,5 Ms/s sollten die eher nicht zu sehen sein.

In der ersten Kurve sind da auch schon ein paar Störungen (Spikes) in 
der Kurve mit R_Gain zu erkennen.

von Student (Gast)


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@Lurchi

Danke, ich habe es in der Absorberhalle getestet. Die Störung ist weg 
und das Ausgangssignal des AD620 ist gut bei einer Verstärkung von 1.
Ich benötige eine Verstärkung von 1 in der Eingangsstufe, um bei 10kV/m 
am Ausgang auf 100mV zu kommen bzw. zu eichen. Bei höherer Feldstärke 
liege ich dann im einstelligen Voltbereich (z. B. 2V). So nutze ich den 
Spannungshub meiner Feldmühle unter dem Teiler besser.

Ich habe bislang in Sichtkontakt zu dem Uni-Sender mit 50W Abstrahlung 
gearbeitet. Seine 105MHz haben im Labor überall eingekoppelt.
Im Absorberraum kann man sogar die Spannung an den Messwiderständen kaum 
verrauscht erkennen.

Gruß und Dank
Rolf

von Student (Gast)


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Eine Frage hätte ich noch, Lurchi.

Kann ich an einen LMC6484 Operationsverstärker ein 20 Meter langes, 
leerlaufendes Koaxialkabel direkt anschlißen (der OPV arbeitet als nicht 
invertierender Verstärker)?

Ich finde dazu nichts im Dateblatt.
Würde ein 100Ohm-Widerstand zwischen OPV und Koaxial-Kabel ausreichen?


Grüße

von Lurchi (Gast)


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1 m Koax Kabel hat eine Kapazität von etwa 100 pF. OP mögen i.A. keine 
Kapazitive Last am Ausgang - meist liegt das Limit so im Bereich 100-500 
pF. Auch wenn OPs als Stabil mit Kapazitiver Last angegeben werden hießt 
das nur dass sie da nicht gleich anfangen zu schwingen, wenn sonst alles 
andere optimal ist - auch da sollte man viel Kapazität am Ausgang 
vermeiden.

100 Ohm in Reihe zum Kabel sind der übliche Weg die Lastkapazität zu 
entkoppeln.

Normalerweise findet man im Datenblatt hinweise dazu wie viel Kapazität 
der OP am Ausgang verträgt - ggf. auch nur als Kurven für ein paar 
Beispiele.

von Student (Gast)


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Vielen Dank, Lurchi.

Wo sind die Messpunkte bei einem nicht invertierenden Verstärker, um zu 
überprüfen, ob der OPV durch die kapazitive Belastung schwingt?

Einfach mit dem Oszilloskop zwischen Ausgang des OPVs vor dem 
100Ohm-Widerstand und Masse messen?


Gruß

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