Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OpAmp Gleichtaktverstärkung messen


von CaptnBalu (Gast)


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Hallo,

Ich habe mir folgendes Dokument( 
www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-042.pdf ) von 
AnalogDevices durchgelesen, verstehe jedoch die Methode auf der letzten 
Seite nicht.

Ist das richtig dass die Spannungsversorgung Biphasisch aber asymetrisch 
ist? Warum? Und generell verstehe ich diese Schaltung nicht. Das 
umschalten der Versorgungsspannung sieht für mich eher nach der Power 
Rejection Ratio aus, aber doch nicht CommomRejection Ratio.

Mag mir da jemand bitte helfen?

Vielen Dank
Gruß

von c r (Gast)


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Link nicht klickbar

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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c r schrieb:
> Link nicht klickbar

Dann muttu Link kopieren und ein http:// davor setzen!

von c r (Gast)


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Magnus M. schrieb:
> Dann muttu Link kopieren

Kein Bock

Magnus M. schrieb:
> ein http:// davor setzen

Wir haben nicht mehr 2005

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Damit es kein weiteres Gemecker wegen eines nicht klickbaren Links gibt, 
kommt hier (extra für "c r") einen klickbaren Link:

http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-042.pdf


c r schrieb:
> Magnus M. schrieb:
>> Dann muttu Link kopieren
>
> Kein Bock

Dann ist Deine Teilnahme an diesem Thread ja entbehrlich, da Du 
offensichtlich nur was zum Meckern suchst. (Hierzu bitte keine weitere 
Diskussion!)

von CaptnBalu (Gast)


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von c r (Gast)


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Magnus M. schrieb:
> Dann ist Deine Teilnahme an diesem Thread ja entbehrlich, da Du
> offensichtlich nur was zum Meckern suchst.

Man sollte potentiellen Helfern keine unnötigen Steine in den Weg legen, 
wenn man Hilfe will, darum von mir der Hinweis.

Magnus M. schrieb:
> (Hierzu bitte keine weitere Diskussion!)

Mimimi

CaptnBalu schrieb:
> Das umschalten der Versorgungsspannung sieht für mich eher nach der
> Power Rejection Ratio aus, aber doch nicht CommomRejection Ratio.

Es gibt ja zwei Umschalter, je nach Kombination kann man die 
Versorgungsspannung "verschieben" aber betragsmäßig gleich lassen oder 
die Höhe der Spannung ändern, aber symmetrisch um 0V herum.

Man soll damit also wohl angeblich sowohl CMRR als auch PMRR messen 
können.

Wie versteh ich auch noch nicht.

von Carlo (Gast)


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von M. K. (sylaina)


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c r schrieb:
> Wir haben nicht mehr 2005

Das ändert nichts daran, dass das http:// immer noch erforderlich ist

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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CaptnBalu schrieb:
> Ist das richtig dass die Spannungsversorgung Biphasisch aber asymetrisch
> ist? Warum?

Das CMRR eines Opamps kann dadurch bestimmt werden, dass an die beiden
Eingänge die Signale Up und Um mit konstanter Differenz Ud=Up-Um und
variabler Gleichtaktspannung Ug=(Up+Um)/2 angelegt werden. Bei perfekter
Gleichtaktunterdrückung sollte dabei das Ausgangssignal konstant
bleiben. Ist dies nicht der Fall, kann das CMRR aus der gemessenen
Änderung der Ausgangsspannung berechnet werden.

Genauso wird in Figure 3 vorgegangen. Die Beschaltung als Subtrahierer
dient dazu, Ud konstant und zugleich den Opamp in seinem linearen
Bereich zu halten. Da die Gleichtaktverstärkung der gesamten Schaltung
nicht nur vom CMRR des Opamp, sondern auch von der exakten
Übereinstimmung der Widerstandverhältnisse R2oben/R1oben und
R2unten/R1unten abhängt, ist dieses Verfahren nur mit sehr eng
tolerierten Widerständen sinnvoll nutzbar.

Die Schaltung in Figure 4 geht deswegen einen anderen Weg: Statt der
Gleichtaktspannung Ug an den Eingängen wird die Gleichtaktspannung an
den Versorgungsanschlüssen variiert und die Gleichtaktspannung an den
Eingängen auf etwa 0V gehalten. Da der Opamp keinen GND-Anschluss hat
und deswegen nichts von einem Massepotential wissen kann, spielt nur die
Änderung der Eingangssignale relativ zur Versorgungsspannung eine
Rolle.

Die Schalter S1 und S2 stehen entweder beide links (+5V und -25V) oder
beide rechts (+25V und -5V). Die Spannungsdifferenz beträgt in beiden
Fällen 30V, die Mitte zwischen den beiden Versorgungsanschlüssen liegt
aber im ersten Fall bei -10V, im zweiten bei +10V. Der Opamp fühlt sich
also genauso, als ob er symmetrisch mit ±15V versorgt und die
Eingangsspannung zwischen -10V und +10V hin und her springen würde.

Bei perfekter Gleichtaktunterdrückung würde das Ausgangssignal des Opamp
ebenfalls zwischen -10V und +10V hin und her springen. Ein möglicher
Offset addiert sich in gleicher Weise zu beiden Spannungswerten, d.h.
ihre Differenz bleibt konstant 20V. Bei einer Gleichtaktverstärkung
ungleich 0 ändert sich aber diese Differenz, und genau diese Änderung
wird genutzt, um das CMRR zu bestimmen.

Der rechte Opamp (A1) fungiert als Komparator (der Kondensator dient
lediglich dazu, ein Schwingen der Schaltung zu verhindern). Durch die
Gegenkopplung über den 10kΩ-Widerstand sorgt er dafür, dass die
Ausgangsspannung des linken Opamp (DUT) immer auf der Mitte zwischen den
Versorgungsspannungen (-10V bzw. +10V) gehalten wird. Bei CMRR=∞ muss er
nur ein paar konstante Offsets (die Eingangsoffsetspannungen beider
Opamps und die Ungleichheit der beiden 20kΩ-Widerstände) ausgleichen.
Dadurch ensteht am Ausgang von A1 eine von Null verschiedene
Gleichspannung. Hat das DUT aber nur ein endliches CMRR, geht der
Ausgleich je nach Schalterstellung mal in positive, mal in negative
Richtung.

Nimmt man beide Effekte zusammen, liefert A1 am Ausgang somit ein
Rechtecksignal mit Gleichanteil. Die Differenz ΔUa der beiden
Signalpegel (im Schaltplan mit ΔVout bezeichnet) ist ein Maß für das
CMRR des DUT.

Der genaue Zusammenhang (bei idealem A1) lautet:


Ad ist dabei die Differenzverstärkung des DUT, ΔUg die Änderung des
Gleichtaktanteils der Versorgungsspannung, im konkreten Fall also
+10V-(-10V)=20V. Für k<<1 (was in der Praxis immer zutriffen sollte)
gilt die Näherung


Für Ad·k>>1 (was aber nicht immer zutrifft) ist das Ergebnis unabhängig
von Ad


was dem in Figure 4 angegebenen Term entspricht.

Die letzte Näherung kann aber wegen der nicht erfüllten Bedingung
Ad·k>>1 stark von der Realität abweichen. Gerade bei kleinen CMMRs (für
die die Schaltung ja speziell angepriesen wird), sollte man eine der
beiden darüber stehenden Formeln verwenden. Man muss dazu eben das Ad
messen, was aber kein großes Problem darstellt.

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