Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eingangsspannung mit Pullup/Pulldown bei Differenzverstärkern


von S. A. (corono)


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Hallo zusammen

Ich muss ein differenzielles Sensorsignal messen, so im Bereich von 
5-25mV. Dazu würde ich dieses gerne zuerst verstärken, z.B. mit einem 
Differenzverstärker wie dem INA827 von TI 
(http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina827.pdf)

Den Gain kann ich über den Widerstand einstellen, sinnvoll wären etwa um 
die 100. Eine Anforderung ist jetzt auch, dass ich detektieren muss, 
wenn der Sensor gar nicht angeschlossen ist. Eine Idee war deshalb, dass 
ich den +IN-Eingang mit einem Pullup auf die Versorgungsspannung des 
Differenzverstärkers ziehe und den -IN-Eingang mit einem Pulldown auf 
GND. Die Idee dahinter ist, dass der Differenzialverstärker das 
Maximalsignal ausgibt, das wäre dann ein Zeichen dafür, dass kein Sensor 
angeschlossen ist oder dieser defekt ist.

Meine Frage ist jetzt, ob das mein Differenzverstärker lustig findet. 
Die Eingangsspannung ist deutlich über dem, was er verstärken kann. Er 
wird also die maximale Ausgangsspannung ausgeben. Die Frage ist aber, 
was er intern macht, versucht er trotzdem, die Spannung zu verstärken 
und zieht z.B. zu viel Strom oder gehen intern die Transistoren einfach 
in Sättigung und der Differenzverstärker verstärkt einfach nicht weiter, 
trägt aber keinen Schaden davon?

MFG Corono

von georg (Gast)


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Sebastian A. schrieb:
> Meine Frage ist jetzt, ob das mein Differenzverstärker lustig findet

Dem ist das wohl völlig egal, da es sich ja um einen 
Instrumentenverstärker mit sehr hochohmigen Eingängen handelt, kann man 
einen Schutzwiderstand vor die Eingänge schalten. Die eigentliche Frage 
ist, wieweit dein Sensorsignal durch die Belastung verfälscht wird. Wenn 
es z.B. eine Brücke ist, wird die ja durch die Widerstände verändert. 
Aber wir wissen ja wie üblich nichts über das eigentliche Problem.

Georg

Sebastian A. schrieb:
> Er
> wird also die maximale Ausgangsspannung ausgeben

Er muss ja was anderes ausgeben als wenn ein Sensor angeschlossen ist, 
z.B. einen nicht erlaubten Messwert, sonst kannst du das nicht 
detektieren.

Georg

von S. A. (corono)


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Danke für die Antwort.

Das mit dem Verfälschen ist mir bewusst und wird berücksichtigt.

Corono

von der schreckliche Sven (Gast)


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S. A. schrieb:
> Ich muss ein differenzielles Sensorsignal messen, so im Bereich von
> 5-25mV.

Was ist ein "differentielles" Sensorsignal? Ich komm nicht drauf. Kannst 
Du den Sensor mal ein bißchen beschreiben? Ich arbeite zwar schon ein 
halbes Jahrhundert lang am Gedankenlesen, bin aber noch nicht weit 
gekommen. Im übrigen finde ich Deine Idee mit "Pull-up & Pull-down" 
nicht gut.

von S. A. (corono)


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der schreckliche Sven schrieb:
> Im übrigen finde ich Deine Idee mit "Pull-up & Pull-down"
> nicht gut.

Was findest du daran nicht gut? Ich arbeite zwar schon ein
Drittel Jahrhundert lang am Gedankenlesen, bin aber noch nicht weit
gekommen. :-)

Auf die Idee mit dem Pullup/Pulldown bin ich eigentlich in folgendem 
Dokument gestossen:
http://www.ti.com/lit/an/sbaa189/sbaa189.pdf
Da wird genau das für Temperaturfühler vorgechlagen.

Der Sensor ist etwas schwer zu beschreiben, weil es nichts Käufliches 
ist, sondern eine zugekaufte Eigenentwicklung, welche eingesetzt werden 
muss. Es gibt im Moment noch kein Datenblatt oder so dazu. Im Prinzip 
ist es ein magnetisches Element, welches in Bewegung ist. Immer, wenn es 
am Empfänger (Spule) vorbeikommt wird da ein Spannungspuls induziert. 
Dieser muss detektiert werden (nicht der genaue Wert, nur, dass ein Puls 
kam. Der Sensor ist also quasi eine Art Spannungsquelle. Deshalb fand 
ich auch den Vergleich mit dem Temperaturfühler nicht so falsch, nur 
dass es da kein Puls ist.

von der schreckliche Sven (Gast)


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Naja, dann machs halt so.

von georg (Gast)


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S. A. schrieb:
> nicht der genaue Wert, nur, dass ein Puls
> kam

S. A. schrieb:
> eshalb fand
> ich auch den Vergleich mit dem Temperaturfühler nicht so falsch

Die beiden Aussagen lassen sich wohl nicht auf einen Nenner bringen. 
Wenn es nur um den Impuls geht und nicht um den Wert ist deine ganze 
Schaltung sowieso überdimensioniert, PullUps und Downs spielen dann ja 
eh keine Rolle.

Es ist mir allerdings nicht klar, wozu du dann eine Erkennung offener 
Eingänge brauchst - kein Impuls -> kein Sensor.

Georg

von S. A. (corono)


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Ich brauche die Pullup/Pulldown-Widerstände, weil kein Puls ein gültiges 
Signal sein kann, ein dauernd anliegender Puls hingegen nicht.

Wie würdest du es dann lösen, wenn es jetz überdimensioniert ist? Ich 
könnte direkt mit einem ADC messen, da ich aber mehrere solcher Eingänge 
bräuchte, müsste ich mit externen ADCs arbeiten, was nicht wirklich 
weniger Aufwand wäre. Ein Komparator direkt auf 5-25mV finde ich nicht 
so schön, vor allem, weil ich hohe CommonMode-Störungen auf dem Signal 
haben werde. Neben vorgeschaltetn Filtern würde ich vieles davon auch 
über den Differenzialverstärker rausfiltern, deshalb auch der Ansatz.

von georg (Gast)


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S. A. schrieb:
> weil kein Puls ein gültiges
> Signal sein kann

Das ist jetzt neu, dann nehme ich alles zurück.

S. A. schrieb:
> Ein Komparator direkt auf 5-25mV finde ich nicht
> so schön, vor allem, weil ich hohe CommonMode-Störungen auf dem Signal
> haben werde

Klar kann man das auch per Software lösen - jedenfalls solange die 
Störungen die Eingangsschaltung nicht in die Sättigung treiben. Man kann 
aber sicher auch was gegen die Störungen tun, dazu müsste man aber das 
ganze System kennen. Also wenn du das so hinkriegst mach es so.

Georg

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