Moin, wer Zeit, Muße und Erfahrung hat könnte mal bitte kurz über meine Schaltung drüberschauen. Sensorausgang, differentiell: -60 mV bis 60 mV Nutzsignal: 1 mV mit Offset von -10 mV bis 50 mV Gewünschte Auflösung: 64 Stufen auf einem mit 5 V betriebenen 10-Bit-ADC Ein Sensor liefert ein differentielles analoges Signal (Sig+ und Sig-). Der Absolutwert der Signale liegt bei etwa 1,5 V. Das Sensorausgangssignal liegt zwischen -60 mV und 60 mV. In dem Bereich von -10 mV bis 50 mV liegt das relevante Messignal mit einer Amplitude von etwa 1 mV. Das heißt, das eigentliche Signal umfasst nur einen Bereich von etwa 1 mV, aber je nach Umgebung und Offset kann das irgendwo zwischen -10 mV und 50 mV liegen. Dieses Signal soll durch einen mit 5 V betriebenen 10-Bit-ADC auf etwa 64 Stufen aufgelöst werden. Mehr stört nicht, muss aber auch nicht sein. Die Bandbreite des Signals lege ich mal auf 200 Hz fest, wahrscheinlich sind es aber deutlich weniger. Der Offset des Nutzsignals driftet nicht oder nur sehr langsam, ist also für die Betrachtung irrelevant. Die angehängte Schaltung soll das Signal für den ADC aufbereiten. Dazu wird das differentielle Signal durch den AD623 erstmal so verstärkt, dass der gesamte Messbereich des Sensors noch innerhalb der Grenzen ("Rails") der Schaltung liegt. Dann werden -0,5 V bis 2,5 V abgezogen, um das eigentliche Nutzsignal auf die Referenzspannung zu legen. Das Ergebnis wird dann nochmal verstärkt, um eine möglichst große Amplitude zu haben. Mit RPot2 kann das Signal abgeschwächt werden, um die Gesamtverstärkung zu verringern. Datenblätter der Chips AB623: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad623.pdf MCP 607: https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/APID/ProductDocuments/DataSheets/11177f.pdf Ich hoffe, alle notwendigen Angaben sind da. Fällt jemandem ein grundsätzliches Problem an der Schaltung oder an den verwendeten Bauteilen auf?
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Eigentlich brauchst du nur den Instrumentenverstärker, richtig beschaltet.
Ein Differenzverstaerker verstaerkt nur die Differenz. Mehr braucht's nicht.
Pandur S. schrieb: > Ein Differenzverstaerker verstaerkt nur die Differenz. Mehr > braucht's > nicht. Wie meinst du das? Mir ist klar, dass der Absolutwert von 1,5 V nicht mitverstärkt wird. Den habe ich nur angegeben, um zu zeigen, dass das Signal nicht in der Nähe der Rails hängt. 64 Stufen wären bei 10 Bit und 5 V 312,5 mV. Ich müsste also das 1-mV-Signal etwa 300-fach verstärken. Wenn das differentielle Signal zwischen 2 mV und 3 mV liegt, wäre das kein Problem. Mit Faktor 300 wären das 600 mV bis 900 mV. Wenn das Signal aber zum Beispiel zwischen 40 mV und 41 mV liegt, würde das auf 12 V bis 12,3 V verstärkt. Das liegt weit außerhalb der Rails. Deshalb muss irgendwo vor der Verstärkung der Offset (in dem Beispiel 40 mV) abgezogen werden. Vergessen habe ich zu schreiben, dass das Signal relativ hochohmig ist, grob im 10-kΩ-Bereich.
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Florian schrieb: > Dazu wird das differentielle Signal durch den AD623 erstmal so > verstärkt, dass der gesamte Messbereich des Sensors noch innerhalb der > Grenzen ("Rails") der Schaltung liegt. > Dann werden -0,5 V bis 2,5 V abgezogen, um das eigentliche Nutzsignal > auf die Referenzspannung zu legen. Das Ergebnis wird dann nochmal > verstärkt, um eine möglichst große Amplitude zu haben. > Mit RPot2 kann das Signal abgeschwächt werden, um die Gesamtverstärkung > zu verringern. Der MCP607 hat eine Input Offset Spannung von max. -250 µV bis +250 µV. Der AD623ARM hat eine Input Offset Spannung von max. +200 µV bis +500 µV. Hier den Offset bei 1300 Gesamtverstärkung zu kompensieren ist recht sportlich. Wir wissen jetzt nicht was Du für ein Sensorsignal hast. Aber wenn es z.B. eine Wechselspannung wäre die um den Nullpunkt symmetrisch wäre, dann könnte man Dir helfen. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/lt1115fa.pdf Seite 10 zeigt im markierten Bereich mit dem LT1097 einen Servo Loop der Gleichspannungsanteile aus einer Wechselspannung kompensiert. Es wird hier in der Rückkopplung ein Integrator eingesetzt der selbst kleinste Gleichanteile auf 0 bringen kann. Diese Technik setzt man z.B. auch beim EKG ein. mfg klaus
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Vielleicht solltest du einfach mal sagen was das für ein Sensor ist.
Florian schrieb: > Pandur S. schrieb: >> Ein Differenzverstaerker verstaerkt nur die Differenz. >> Mehr braucht's nicht. > > Wie meinst du das? Ich kann nicht für Pandur sprechen, aber ich vermute, er würde sich -- bis auf den Instrumentationsverstärker -- den anderen analogen Klimbin sparen. > Mir ist klar, dass der Absolutwert von 1,5 V nicht > mitverstärkt wird. Soviel ich verstanden habe, ist das ja der Gleichtakt- anteil, während das Nutzsignal in der Differenz steckt. Insofern ist das ja richtig so. > 64 Stufen wären bei 10 Bit und 5 V 312,5 mV. Ich > müsste also das 1-mV-Signal etwa 300-fach verstärken. Naja... ich frage mich, woher die 10 Bit kommen. Wenn das der interne A/D-Wandler eines Mikrocontrollers ist, könnte man je einen Kanal für Grob- und Feinmessung machen und die Offsetkorrektur vom µC aus steuern. Wenn aber ohnehin ein externer ADC verwendet wird, ist es schaltungstechnisch viel einfacher, einen 16-Bit-Wandler vorzusehen und nicht so hoch zu verstärken. Den Offset berücksichtigt man am Schluss rechnerisch. Und wenn das Nutzsignal als reines Wechselsignal aufgefasst werden kann, gibt es u.U. auch die Möglichkeit, einen (aktiven, analogen) Hochpass aufzubauen, wie von Klara vorgeschlagen. Deine Schaltung enthält m.E. keinen groben Fehler, aber ich finde das Konzept nicht unbedingt stimmig... zumal auch nicht klar wird, warum genau DIESER Verstärker ausgewählt wurde. > Deshalb muss irgendwo vor der Verstärkung der Offset > (in dem Beispiel 40 mV) abgezogen werden. Nee... das muss nur, weil alles mit einem 10-Bit-Wandler und ohne Hochpassverhalten funktionieren soll. > Vergessen habe ich zu schreiben, dass das Signal > relativ hochohmig ist, grob im 10-kΩ-Bereich. Sollte kein Problem sein; der Verstärker hat ja Elektrometereingänge. -- Ach so: Der DC-Pfad für die Eingänge ist abgesichert?!
Florian schrieb: > Deshalb muss irgendwo vor der Verstärkung der Offset (in dem Beispiel 40 > mV) abgezogen werden. Denkanstoß: Sieh dir mal an, wie das hier Beitrag "Re: OPV Grundlagen Subtrahierer Offset" gemacht wird. Die negative Hilfsspannung ist der Offset.
Klaus R. schrieb: > Der MCP607 hat eine Input Offset Spannung von max. -250 µV bis +250 µV. > Der AD623ARM hat eine Input Offset Spannung von max. +200 µV bis +500 > µV. > > Hier den Offset bei 1300 Gesamtverstärkung zu kompensieren ist recht > sportlich. 1300 ist vielleicht auch ein bisschen übertrieben. Ich hatte die Verstärkung beim Subtrahierer erst später eingestellt. Nehmen wir die mal weg. Dann wären es 750 µV * 650 = 0,5 V (ca.) Klaus R. schrieb: > Wir wissen jetzt nicht was Du für ein Sensorsignal hast. Aber wenn es > z.B. eine Wechselspannung wäre die um den Nullpunkt symmetrisch wäre, > dann könnte man Dir helfen. Eine veränderliche Gleichspannung, keine Wechselspannung, sonst hätte ich das auch über einen Hochpass gemacht. Udo S. schrieb: > Vielleicht solltest du einfach mal sagen was das für ein Sensor ist. Drucksensor Omron 2SMPP-03. Der rauscht, aber das Signal scheint doch ganz brauchbar zu sein. Hippelhaxe schrieb: > Ich kann nicht für Pandur sprechen, aber ich vermute, er > würde sich -- bis auf den Instrumentationsverstärker -- > den anderen analogen Klimbin sparen. Das wurde jetzt schon öfter so vorgeschlagen, aber wie soll das genau funktionieren? Da habe ich nichtmal einen Ansatz. Wenn an den Eingängen 40 mV anliegen, ist spätestens bei einer Verstärkung von 125 ein Rail erreicht. Hippelhaxe schrieb: > Naja... ich frage mich, woher die 10 Bit kommen. > > Wenn das der interne A/D-Wandler eines Mikrocontrollers > ist, Ja, ist es. Hippelhaxe schrieb: > könnte man je einen Kanal für Grob- und Feinmessung > machen und die Offsetkorrektur vom µC aus steuern. Wie das? Falls das unklar war, die Höhe des Offsets interessiert mich nicht. Hippelhaxe schrieb: > Deine Schaltung enthält m.E. keinen groben Fehler, aber > ich finde das Konzept nicht unbedingt stimmig... Ok. Ich denke, das verstehe ich. Aus Interesse würde ich es aber trotzdem gerne versuchen. Hippelhaxe schrieb: > zumal > auch nicht klar wird, warum genau DIESER Verstärker > ausgewählt wurde. Totschlagargument: Weil ich den rumliegen habe. ;-) Gibt es einen gewichtigen Grund, der gegen diesen Verstärker spricht? Hippelhaxe schrieb: > Sollte kein Problem sein; der Verstärker hat ja > Elektrometereingänge. Sollte nur heißen, dass eine eventuelle Schaltung vor den Eingängen entsprechend ausgelegt werden muss. Hippelhaxe schrieb: > Ach so: Der DC-Pfad für die > Eingänge ist abgesichert?! Was meinst du damit? Die Masse wird zum Sensor geführt, falls du das meinst. Rolf schrieb: > Denkanstoß: Sieh dir mal an, wie das hier > Beitrag "Re: OPV Grundlagen Subtrahierer Offset" > gemacht wird. Die negative Hilfsspannung ist der Offset. Einen Subtrahierer habe ich ja in der Schaltung. Ich verstehe nur nicht, wie man den Subtrahierer in die Beschaltung des Instrumentenverstärkers integrieren kann. Oder was meinst du? Danke für die Antworten bisher. Ich nehme mit, dass das Konzept so nicht so toll ist. Es gibt ja auch digitale Druckmesser. Und wer Zeit und Lust hat: Aber jetzt mal aus Interesse, nur auf den Analogteil bezogen, wie würde man die Anforderungen besser erfüllen. Also ein 1-mV-Signal mit einem Offset von -10 mV bis 50 mV bei 5-V-Rails auf 0,3 V verstärken.
Klingt nach Wahl des falschen Sensors.
Florian schrieb: >> Denkanstoß: Sieh dir mal an, wie das hier >> Beitrag "Re: OPV Grundlagen Subtrahierer Offset" >> gemacht wird. Die negative Hilfsspannung ist der Offset. > Einen Subtrahierer habe ich ja in der Schaltung. Ich verstehe nur nicht, > wie man den Subtrahierer in die Beschaltung des Instrumentenverstärkers > integrieren kann. Oder was meinst du? Die Schaltung, die ich verlinkt habe, macht ja beides: Sie verstärkt die Differenz und zieht den Offset ab – mit einem normalen Opamp. Ob du damit alle Randbedingungen erfüllen kannst, weiß ich nicht.
Florian schrieb: > Und wer Zeit und Lust hat: > Aber jetzt mal aus Interesse, nur auf den Analogteil bezogen, wie würde > man die Anforderungen besser erfüllen. > Also ein 1-mV-Signal mit einem Offset von -10 mV bis 50 mV bei 5-V-Rails > auf 0,3 V verstärken. Ich würde nur mit dem AD623ARM verstärken. Der schafft auch eine 1000 fache Verstärkung. Die würde ich aber nicht voll ausreizen. Die Offset-Kompensation erfolgt über den Ref-Eingang des AD623ARM. Du brauchst also nur eine Verstärkerstufe zu kompensieren. Ich würde dazu auch einen Spindeltrimmer nehmen. Der AD623ARM ist hochwertiger als ein MCP607. Bei Deinem jetzigen Konzept müßtest Du schon jede Verstärkerstufe für sich kompensieren. Der Omron 2SMPP-03 sollte auch mit einer Konstantstromquelle betrieben werden. mfg Klaus
Florian schrieb: > Udo S. schrieb: >> Vielleicht solltest du einfach mal sagen was das für ein Sensor ist. > Drucksensor Omron 2SMPP-03. Florian schrieb: > Ein Sensor liefert ein differentielles analoges Signal (Sig+ und Sig-). > Der Absolutwert der Signale liegt bei etwa 1,5 V. Das > Sensorausgangssignal liegt zwischen -60 mV und 60 mV. > > In dem Bereich von -10 mV bis 50 mV liegt das relevante Messignal mit > einer Amplitude von etwa 1 mV. Das heißt, das eigentliche Signal umfasst > nur einen Bereich von etwa 1 mV, aber je nach Umgebung und Offset kann > das irgendwo zwischen -10 mV und 50 mV liegen. Wenn ich das so lese, dann willst du mit dem Senor, der für 0-50 kPa gedacht ist, bei einem Ausgangssignal von 0-40mV, einen Bereich von 1 kPa messen, z.B. von 32kPa bis 33kPa. Wenn ich in dem Datenblatt aber sehe, dass die "Pressure Hysteresis -0,2% bis +0,2% des Maximalwerts sein kann, dann ist dieses Unterfangen als ob du mit einem Geodreieck versuchst hundertstel Millimeter zu messen. Siehe https://www.mouser.de/datasheet/2/307/en-2smpp-03-1128125.pdf
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Florian schrieb: > Hippelhaxe schrieb: >> Ich kann nicht für Pandur sprechen, aber ich vermute, er >> würde sich -- bis auf den Instrumentationsverstärker -- >> den anderen analogen Klimbin sparen. > > Das wurde jetzt schon öfter so vorgeschlagen, aber wie > soll das genau funktionieren? > Da habe ich nichtmal einen Ansatz. Naja, der Weg mit dem Kopf durch die Wand wäre ein höher auflösender ADC -- gern als externer ADC am µC. Ich bin grundsätzlich kein Freund zwanghafter Digitalisierung, aber in Deinem Fall wäre das schaltungstechnisch das Einfachste. Es ist aber etwas müßig, über diesen Punkt zu streiten. Für einen Versuchsaufbau, der nur von Dir selbst bedient wird, kann man eine andere Lösung wählen als für ein Messgerät, das in Serie gebaut und verkauft wird, und ein Programmierer, der nur zwangsverpflichtet wurde, sich eine Schaltung auszudenken, wird vielleicht auch eine andere Lösung wählen als ein Crack in analoger Schaltungstechnik. > Hippelhaxe schrieb: >> Naja... ich frage mich, woher die 10 Bit kommen. >> >> Wenn das der interne A/D-Wandler eines Mikrocontrollers >> ist, > Ja, ist es. Okay, dann ist der Teil schonmal klar. > Hippelhaxe schrieb: >> könnte man je einen Kanal für Grob- und Feinmessung >> machen und die Offsetkorrektur vom µC aus steuern. > > Wie das? Du führst das Signal, das aus dem AD623 kommt, direkt an einen ADC-Kanal des µC. Der macht die Grobmessung. OP1B baust Du zu einem aktiven Tiefpass um und schließt den Eingang an einen PWM-Ausgang des µC an. Hier wird der Offset eingespeist. Die beiden Potis entfallen ersatzlos; OP2a und OP2b dimensionierst Du so um, dass die gewünschte (feste) Verstärkung entsteht. Der Ausgang kommt an einen anderen ADC-Kanal des µC; hier passiert die Feinmessung. > Falls das unklar war, die Höhe des Offsets interessiert > mich nicht. Das war mir nicht unklar; das hatte ich schon verstanden. Es ist aber ein typisches (und sinnvolles) Vorgehen, auch Störgrößen zu erfassen, an denen man NICHT interessiert ist, um sie geeignet berücksichtigen (=eliminieren) zu können. Ob sich der Aufwand lohnt, hängt von den konkreten Einsatz- bedingungen Deiner Schaltung ab. > Hippelhaxe schrieb: >> Deine Schaltung enthält m.E. keinen groben Fehler, aber >> ich finde das Konzept nicht unbedingt stimmig... > > Ok. Ich denke, das verstehe ich. Aus Interesse würde ich > es aber trotzdem gerne versuchen. Kannst Du gern; spricht nix dagegen. Ich habe das nicht durchgerechnet, aber falls Du tatsächlich Potis verwendest, ist es u.U. sinnvoll Spindeltrimmer bzw. Zehngangpotis zu verwenden. > Hippelhaxe schrieb: >> zumal >> auch nicht klar wird, warum genau DIESER Verstärker >> ausgewählt wurde. > Totschlagargument: Weil ich den rumliegen habe. ;-) Okay. > Gibt es einen gewichtigen Grund, der gegen diesen > Verstärker spricht? Ich sehe keinen. > Hippelhaxe schrieb: >> Ach so: Der DC-Pfad für die Eingänge ist abgesichert?! > > Was meinst du damit? JEDER Eingang eines Verstärkers muss einen Gleichstrompfad zur Masse sehen. Wenn Dein Sensor intern eine Wheatstone-Brücke enthält, ist das z.B. gewährleistet. Einen keramischen Ultraschall-Transducer "schwimmend" zwischen die beiden Eingänge zu schalten funktioniert aber nicht. Auch ein Tauchspulmikrofon zwischen den Eingängen geht nicht. > Die Masse wird zum Sensor geführt, falls du das meinst. Das ist notwendig, aber nicht hinreichend :-) > Ich verstehe nur nicht, wie man den Subtrahierer in > die Beschaltung des Instrumentenverstärkers integrieren > kann. Gucksu Datenblatt erste Seite, "Functional Block Diagram": Die Ausgangsstufe des INA entspricht funktionell Deinem OP2A. Wenn Du direkt die Spannung am REF-Eingang des INA manipulierst, kannst Du im Prinzip einen der nachgeschalteten OPVs sparen. Ob sich das lohnt, kann man diskutieren. Nachverstärkung brauchst Du trotzdem, sonst schaffst Du die gewünschte Auflösung nicht. > Ich nehme mit, dass das Konzept so nicht so toll ist. Würde ich so nicht sagen. Es kommt -- wie immer -- auf die Randbedingungen an. In ein Seriengerät, das verkauft werden soll, würde ich die Schaltung vermutlich nicht einbauen. Wenn Du die Teile schon im Fundus hast und nur eine Labor- schaltung zum persönlichen Gebrauch benötigst, spricht nichts dagegen, es so zu versuchen. > Und wer Zeit und Lust hat: > Aber jetzt mal aus Interesse, nur auf den Analogteil > bezogen, wie würde man die Anforderungen besser erfüllen. > Also ein 1-mV-Signal mit einem Offset von -10 mV bis 50 mV > bei 5-V-Rails auf 0,3 V verstärken. Naja, man kann Bauelemente sparen. Fundamental besser geht es m.E. nicht.
Danke für die Beiträge. Ich würde es gerne mit dem genannten Sensor und dem genannten ADC probieren. Am Sensor ist die Bauform für mich besonders attraktiv. Wer das für sinnlos hält, muss natürlich hier nicht weiterlesen und antworten. Das akzeptiere ich selbstverständlich. Rolf schrieb: > Sie verstärkt die > Differenz und zieht den Offset ab – mit einem normalen Opamp. Ob du > damit alle Randbedingungen erfüllen kannst, weiß ich nicht. Der Subtrahierer hat im Gegensatz zum Instrumentenverstärker den Nachteil, dass der Eingangswiderstand relativ (Im Vergleich zum Instrumentenverstärker) gering ist. Der liegt größenordnungsmäßig im Bereich der verwendeten Widerstände. Das stört bei dem relativ hochohmigen Sensorsignal. Klaus R. schrieb: > Der AD623ARM ist hochwertiger als ein MCP607. Deshalb war die Idee, dass der das Signal auch erstmal auf unkritischere Pegel, im Bezug auf Störung und Rauschen, verstärkt, damit es dann einfacher weiterverarbeitet werden kann. Klaus R. schrieb: > Die Offset-Kompensation erfolgt über den Ref-Eingang des AD623ARM. Du > brauchst also nur eine Verstärkerstufe zu kompensieren. Vielleicht stehe ich auf dem Schlauch, aber ich komme immer noch nicht damit klar, wie das funktionieren soll. An den Eingängen liegen beispielsweise differentiell 40 mV an. Die verstärke ich 300-fach. Dann liefert der Ausgang (theoretisch) 12 V. Mit welcher Beschaltung am Ref-Pin kriege ich die 12 V auf 5 V? Oder siehst du eine weitere Verstärkung hinter dem AD623 vor? Udo S. schrieb: > die "Pressure Hysteresis -0,2% bis +0,2% des Maximalwerts Das habe ich tatsächlich übersehen und muss ich mir nochmal ansehen. Danke für den Hinweis. Hippelhaxe schrieb: > Es ist aber etwas müßig, über diesen Punkt zu streiten. Für > einen Versuchsaufbau, der nur von Dir selbst bedient wird Streiten müssen wir sowieso nicht. Es ist ein Versuchsaufbau und ich würde gerne ausprobieren, was geht. Hippelhaxe schrieb: > OP1B baust Du zu einem aktiven Tiefpass um und schließt den > Eingang an einen PWM-Ausgang des µC an. Hier wird der Offset > eingespeist. Das klingt gut. Ich denke nochmal darüber nach. Hippelhaxe schrieb: >> Hippelhaxe schrieb: >>> Ach so: Der DC-Pfad für die Eingänge ist abgesichert?! >> >> Was meinst du damit? > [...] > Wenn Dein Sensor intern eine Wheatstone-Brücke enthält, > ist das z.B. gewährleistet. Ja, eine Messbrücke. Hippelhaxe schrieb: >> Ich verstehe nur nicht, wie man den Subtrahierer in >> die Beschaltung des Instrumentenverstärkers integrieren >> kann. > > Gucksu Datenblatt erste Seite, "Functional Block Diagram": > Die Ausgangsstufe des INA entspricht funktionell Deinem > OP2A. > Wenn Du direkt die Spannung am REF-Eingang des INA manipulierst, > kannst Du im Prinzip einen der nachgeschalteten OPVs sparen. Jetzt verstehe ich es. Aber braucht man dafür nicht eine negative Spannung an Ref, wenn man den Offset abziehen will? Hippelhaxe schrieb: > Wenn Du die Teile schon im Fundus hast und nur eine Labor- > schaltung zum persönlichen Gebrauch benötigst, spricht > nichts dagegen, es so zu versuchen. Das trifft zu. Wie gesagt, vielen Dank für die bisherigen Antworten.
Florian schrieb: > Es ist ein Versuchsaufbau und ich > würde gerne ausprobieren, was geht. Dann hoffe ich, dass du die alternative Möglichkeit hast den tatsächlichen Differenzdruck so genau zu bestimmen, dass du siehst ob dein Versuchsaufbau Hausnummern produziert oder wirklich misst. Du willst mit dem Sensor eine Auflösung von 60 (-10 bis +50mV) mal 64 Punkten erreichen, was 3840 Stufen entspricht. Selbst wenn du jetzt definierst dass du bei den 64 Werten 10% Abweichung tolerierst, sind das für den Sensor plus Verstärker gerade mal 6/3840 = 0,15% max. Gesamtfehler. Wenn du den Drift deiner Offsetkompensation als zusätzlichen Fehler betrachtest und z.B. definierst das der maximal 2 Werte driften darf, dann ist das weniger als 0,05% zulässiger Offsetdrift. Bei max. 10% Gesamtfehler bei deinen 64 Werten Auflösung wäre dann aber der max. zulässige Messfehler nur noch 0,1%.
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Florian schrieb: > Aber braucht man dafür nicht eine negative > Spannung an Ref, wenn man den Offset abziehen will? Nein; der Ausgang ist Ref + (Sig+ − Sig−) × Verstärkung. Ein auf beiden Eingängen vorhandener Offset fällt automatisch weg.
Clemens L. schrieb: > Florian schrieb: >> Aber braucht man dafür nicht eine negative >> Spannung an Ref, wenn man den Offset abziehen will? > > Nein; der Ausgang ist Ref + (Sig+ − Sig−) × Verstärkung. Ja. > Ein auf beiden Eingängen vorhandener Offset fällt > automatisch weg. Ja... nein... Missverständnis. Signalquelle ist eine Wheatstone-Brücke; da ist somit als Gleichtaktsignal ungefähr die halbe Brückenspannung auf beiden Signalen vorhanden. Dieser Anteil fällt im InAmp automatisch weg. AUSSERDEM möchte der TO vom Messbereich des Sensors nur einen sehr kleinen Teil ausnutzen -- er weiss aber nicht vorher, WO im gesamten Messbereich sein kleines Nutzsignal liegen wird. Das ist das, was der TO als Offset bezeichnet.
Florian schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Die Offset-Kompensation erfolgt über den Ref-Eingang >> des AD623ARM. Du brauchst also nur eine Verstärkerstufe >> zu kompensieren. > > Vielleicht stehe ich auf dem Schlauch, aber ich komme > immer noch nicht damit klar, wie das funktionieren soll. > > An den Eingängen liegen beispielsweise differentiell > 40 mV an. Okay. > Die verstärke ich 300-fach. Dann liefert der Ausgang > (theoretisch) 12 V. Ja (-- sogar noch etwas mehr). > Mit welcher Beschaltung am Ref-Pin kriege ich die 12 V > auf 5 V? Gar nicht. Geht nicht. > Oder siehst du eine weitere Verstärkung hinter dem > AD623 vor? Das Problem ist, dass beim AD623 die Verstärkung der zweiten Stufe fest verschaltet und gleich Eins ist. Anders formuliert: Die GESAMTE Verstärkung muss AUSSCHLIESSLICH in der ersten Stufe aufgebracht werden; die zweite bewirkt "nur" noch eine reine Pegelverschiebung. Wegen Gleichtaktanteil und Offset ist der Aussteuer- bereich aber stark beschränkt, und damit auch die mögliche Verstärkung. Es ist schon eine Weile her bei mir, aber ich meine mich zu erinnern, dass es InAmps gibt, bei denen auch die Verstärkung der ZWEITEN Stufe von außen festgelegt und so größer als Eins gemacht werden kann. Bei diesen InAmps kann man durch Anlegen einer passenden (negativen) Spannung an REF sowohl den Gleichtaktanteil als auch den differenziellen Offset zum Verschwinden bringen, ohne die Grenzen der Betriebsspannung zu über- schreiten. Die Nachverstärkung in der zweiten Stufe verstärkt dann NUR den gewünschten Ausschnitt aus dem Differenzsignal. Die Gesamtverstärkung wird so entsprechend höher, ohne dass der Aussteuerbereich überschritten werden muss. Ach... noch folgende Frage: Wie (=mit welchen Spannungen) wird denn der Drucksensor versorgt? Könnte man den auch symmetrisch speisen?
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Udo S. schrieb: > Bei max. 10% > Gesamtfehler bei deinen 64 Werten Auflösung wäre dann aber der max. > zulässige Messfehler nur noch 0,1%. Stimmt. Aber mal sehen, was rauskommt. Hippelhaxe schrieb: > Das Problem ist, dass beim AD623 die Verstärkung der > zweiten Stufe fest verschaltet und gleich Eins ist. Der AD623 ist ein Bauteil und damit für mich eine Stufe. Ich meinte damit, ob du meinst, dass der AD623 nur so weit verstärken soll, dass das der Ausgang immer innerhalb der Rails bleibt und dahinter ein Operationsverstärker dieses Signal nochmal verstärkt. Ich habe deshalb gefragt, weil es am Anfang hieß, dass die Anforderungen mit nur dem AD623 erreicht werden können. Hippelhaxe schrieb: > Wie (=mit welchen Spannungen) wird denn der Drucksensor > versorgt? > Könnte man den auch symmetrisch speisen? 5 V. Man könnte den natürlich auch symmetrisch speisen, aber die meisten Haushaltsspannungsquellen (Steckernetzteil, USB, Labornetzteil) liefern unsymmetrische Spannungen. Dann müsste ich, um ein paar Centbauteile zu sparen, daraus erst symmetrische Spannungen erzeugen. Das wäre dann doch mehr Aufwand. Im Moment bin ich ein vielbeschäftigter Mann, deshalb bin ich noch nicht dazu gekommen, einen Schaltplan zu zeichnen. Also der Plan wäre dann jetzt, die 2,5 V als Referenzspannung des Signal zu belassen, aber nicht an den Ref-Pin anzuschließen. An den wird eine auf die 2,5-V-Referenz bezogen negative Spannung (also kleiner als 2,5 V) angelegt, um den Offset abzuziehen. Dahinter kommt ein weiterer Verstärker, der die Endverstärkung erzeugt. Richtig soweit?
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Und ein Prinzipschaltplan. So?
Hallo Florian, mache es so. Dieser Ansatz wird Dich weiterbringen. Danach wirst Du vermutlich noch auf andere Fragen stoßen. So ist das Leben eben. mfg Klaus
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