LTSpice Instrumentenverstärker

#8040942
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Hallo, Ich bin neu auf diesem Gebiet und beschäftige mich mit Instrumentenverstärkern. Ich simuliere gerade eine Verstärkerschaltung und stoße dabei auf ein Problem. In der Grafik „Unbenannt1“ ist der Schaltplan zu sehen.

Ich möchte die Spannung verstärken. Theoretisch sollte die Ausgangsspannung 0 Volt betragen.

Als erste Stufe verwende ich zwei Instrumentenverstärker (LT1167) mit einer Verstärkung von 1. In der zweiten Stufe folgt ein weiterer Instrumentenverstärker (als Differenzverstärker) sowie zwei gleich große Widerstände.

Im Simulationsergebnis ist jedoch zu sehen, dass die Ausgangsspannung nicht genau 0 Volt beträgt(Unbenannt), insbesondere bei steigenden Frequenzen.

Kann jemand erklären, warum die Spannung in diesem Fall nicht exakt 0 V ist?

Kann mir jemand einen Vorschlag machen, wie ich die Schaltung verbessern kann? Ich möchte, dass die Ausgangsspannung auch bei steigenden Frequenzen möglichst nahe bei 0 V bleibt(siehe Schaltung.asc).

Viele Grüße

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#8040955
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HALLO;

danke für die Antwort.

ich habe die beiden ersten Instrumentenverstärker absichtlich auf eine Verstärkung von 1 eingestellt. Sie dienen lediglich dazu, die Eingangsspannungen über die Widerstände an den dritten Instrumentenverstärker (Differenzverstärker) weiterzuleiten.

viele Grüße

(Firma: HZB) #8041007
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Ohne den Widerstand hat er Gain 1 - wie er es will. Datenblatt lesen und verstehen.

Und das zu steigenden Freuqenzen die Ausgangsspannung nicht mehr Null ist - ist ein Thema der mit höherer Frequenz schlechter werdenden Gleichtaktunterdrückung.

Auch hier Datenblatt lesen und verstehen.

Das "Problem" haben alle Instrumentationsverstärker. Einer mehr einer weniger, je nach Qualität, Schnelligkeit, Beschaltung und dann ganz schlimm der praktische Schaltungsaufbau mit seinen parasitären Streukapazitäten. Da kann es dann später viel schlimmer als in der Simu aussehen.

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#8041098
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Der Vorteil von Instrumentenverstärkern ist doch, dass die beiden Verstärker zum Entkoppeln, hier U1 und U2, bereits eingebaut sind.

Nach diesen Verstärkern folgt intern ein Differenzverstärker mit einstellbarer Verstärkung. Der belastet dann die Eingänge nicht.

Dass die Verstärkung mit steigender Frequenz abnimmt, ist bei allen Verstärkern der Fall, sonst würden sie schwingen.

Bernhard

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#8041102
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Hallo,

schau dir die Ergebnisse U1 und U2 in der Zeitdomän Simltaion an bei 100kHz und 3V amplitude, da kannst du dir im Wavevier die differenz V(n005)-V(n006) anschauen. Dann siehst du, das der Gleichspannungspegel, die Gleichtaktunterdrückung den U2 "verfälscht"

Lösung wäre auf U1 und U2 zu verzichten, was macht deine Schaltung U2 rechnet A-B U1 rechnet B-C U3 rechnet U2-U1 ==> Out = (A-B) - (B-C) = A - 2B - C mit C=0 (GND) --> Out = A - 2 B = 2 A/2 -2B = 2( A/2-B) --> Out / 2 = A/2 - B

d.h. Schaltungstechnisch, du nimmst nur U3 und hast parallel zu R sensor und Rref einen weiteren referenzspannungsteiler, also eine Vollbrücke mit einem Sensor drin und machst die Verstärkung U3 von Gain=2 auf Gain = 4, das ist dann eine äquivalnet Schaltung mit ca 1.1mV bei 100kHz im Vergleich zu 9mV

mit einem C-Trimmer parallel zu Rref2 kann man in der Simulation das Ertgebnis nochmals optimieren, aber ob das in der Praxis hilft hängt davon ab wie weit oder eng der Arbeitsbereich sein soll

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(Firma: HZB) #8041115
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Ja, Trimmer an mindestens einer Stelle. Das können Kondensatoren oder Widerstände, oder beides in Reihe sein, können deutliche Verbesserungen der Gleichtaktunterdrückung bei höheren Frequenzen bringen.

Ich würde mal rumspielen statt 820 Ohm 8,2 Ohm und zweimal rund Verstärkung zehn einstellen.

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