Hallo zusammen! Für eine Projektarbeit in Medizintechnik probier ich gerade den Instrumentationsverstärker AD8221 (Datenblatt oben angefügt) aus. Ich habe diesen als feste Platine bestellt (Datenblatt des Herstellers oben angefügt; Gainwiderstand 499 Ohm --> gain = 100). Da ich bisher noch nie mit solchen OPVs zu tun hatte, versuchte ich bisher lediglich diesen an einem Arduino auszulesen, einfach mal zum Ausprobieren. Da weitere Bauteile noch fehlen, konnte ich die eigentliche Differenzialverstärkung nicht nutzen. Daher habe ich VRef, VS- und IN- an Gnd angeschlossen (VS+ an 5V; Vout an Analogeingangspin) und IN+ an einen Spannungsteiler um 0,9mV auf etwa 90mV zu verstärken. Meinem Verständnis nach sollte dies eigentlich funktionieren, solange ich keine negative Spannung versuche abzugreifen (das würde ja ohne negative VS- das hübsche Teil vermutlich kaputt machen). Sowohl der Arduino als auch mein Voltmeter zeigen am Signalausgang allerdings etwa konstante 400mV an, unabhängig davon ob am Spannungsteiler bereits gemessen wird, sobald das Teil nur an der Versorgung hängt. Bin ich also irgendwie komplett auf dem Holzweg und muss das Projekt jetzt bereits begraben oder habe ich bereits meine neue Errungenschaft kaputt gemacht?! Ich freue mich auf Eure Hilfestellung und rechne schonmal mit dem Schlimmsten!🥹
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Verschoben durch Moderator
Das Datenblatt gibt eine minimale Betriebsspannung von +/-2.3V an. Wenn du das Teil also mit SingleSupply betreibst dann wird er erwarten das die Ein/Ausgangsspannung soweit von GND weg ist. Die armen Entwickler von dem Teil haben sich den Arsch wund entwickelt um dir so einen tollen Instrumentenverstaerker geben zu koennen, da kannst du nicht auch noch R2R erwarten. :) Olaf
Wenn dir OPVs noch so fremd sind, solltest du mit ganz normalen Wald- und Wiesen-OPVs mit bipolarer(!) Versorgung erstmal die ganze Sammlung von Grundschaltungen durchexerzieren. Damit koenntest du dich davon ueberzeugen, dass auch der ganz normale Wald- und Wiesen-OPV mit diesen Grundschaltungen funktioniert, und das ganz ueberwiegend sogar besser als wenn ein R2R bis an seine Versorgungsspannung ausgestuert werden soll. Oder die "virtuelle" Masse "unerwartete" Stoersignale produziert. Danach werden dir die "Segnungen" von Singlesupply und R2R nicht mehr so gewaltig vorkommen. Die Geraetschaften der Wahl fuer solche Erkundungen sind uebrigens Funktionsgenerator und Oszi. Den Antuino kannst du da getrost in die hintere Ecke legen.
> Danach werden dir die "Segnungen" von Singlesupply und R2R > nicht mehr so gewaltig vorkommen. Die Vorteile sind gewaltig! Man muss aber die Grenzen kennen und Datenblaetter lesen. Olaf
Besonders bei analogen ICs muss man sich das ganze Datenblatt anschauen - und verstehen! Für deinen Anwendungsfall hast du dir den falschen INA ausgesucht. Wie schon geschrieben bräuchtest du einen Rail to Rail INA mit niedrigem single-supply. Was du auch übersehen hast sind Fig. 8,9! (verstehst du die Aussage?) Da sieht man auch, dass er für minimal +/-5V gemacht ist... Bei AD gibt es eine gute parametrische Suchfunktion. Da findest du single-supply und Rail-Rail. Wenn du IN- auf VS- legst, macht ja ein INA keinen Sinn.
Hier https://tools.analog.com/en/diamond/#difL=-0.1&difR=0.1&difSl=0.1&gain=100&l=-8&pr=AD8221&r=8&sl=-8&tab=1&ty=1&vn=-15&vp=15&vr=0 kannst du die Betriebsparameter deines Instrumentenverstärkers einstellen und berechnen, wie nahe du mit den Ein- und Ausgängen an die Grenzen der Versorgungsspannung ran kannst. Das ist grade bei Instrumentenverstärkern nicht immer ganz einfach zu bestimmen, weil in der internen Verstärkerstufe höhere Spannungen vorliegen können als an den Ein- und Ausgangspins sichtbar werden.
Vielen Dank für die Schläge auf den Hinterkopf... das kann so ja nicht funktionieren😅. Ich werde als nächstes die +/-5V ausprobieren und mir eine passendere Versuchsschaltung überlegen. Dieses coole Tool: https://tools.analog.com/en/diamond/#difL=-0.1&difR=0.1&difSl=0.1&gain=100&l=-8&pr=AD8221&r=8&sl=-8&tab=1&ty=1&vn=-15&vp=15&vr=0 kannte ich noch nicht, vielen Dank Achim! Damit muss ich das Forum mit solch banalen Anfragen hoffentlich nicht mehr in nächster Zeit belästigen😜.
Jonas S. schrieb: > Daher habe ich VRef, VS- und IN- > an Gnd angeschlossen (VS+ an 5V; Vout an Analogeingangspin) und IN+ an > einen Spannungsteiler um 0,9mV auf etwa 90mV zu verstärken. Der AD8221 ist grundsätzlich auch für Single-Supply geeignet. Aber die Einschränkungen sind bei einfacher +5V-Versorgung so groß, dass eine solche Versorgung kaum Sinn macht, da der Ein- und Ausgangsspannungsbereich damit sehr eingeschränkt ist. Dein Versuchsaufbau ist bei ausschließlich +5V Versorgungsspannung bereits per -Vin=0V außerhalb dieses Bereichs, und bei +Vin je nach Spannung und eingestellter Verstärkung ebenfalls. Dem AD8221 ist dabei aber nichts passiert. Bei einer Versorgung mit ±5V wären es immerhin -3,6V bis +3,7V am Ausgang und am Eingang je nach eingestellter Verstärkung. Wenn das ausreicht und keine negative Versorgungsspannung zur Verfügung steht (es muss nicht unbedingt eine symmetrische Versorgung sein), kann man die -5V mit wenig Aufwand aus den +5V erzeugen. Deutlich bessere Eigenschaften erzieht man z. B. mit ±10V oder auch +7,5V/-5V Versorgungsspannung, vor allem kann man den Ausgang damit höher aussteuern. Bei negativen bzw. nullsymmetrischen Signalspannungen schiebt man den Ausgangspegel z. B. per REF=2,5V ins Positive, womit dann alles besser zum Arduino passt. Man kann den AD8221 übrigens sehr gut per LTSpice simulieren.
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