Hallo,
ich lese gerade das Datenblatt von dem AD8213 [1] - einem Current Shunt Amplifier. Er hat eine Versorgungsspannung von 5V, kann aber an den Eingängen von dem Shunt Widerstand bis 36V arbeiten. Wie ist das von der Schaltungstechnik her gelöst? Was haben sie mit den Schutzdioden gemacht und wie funktioniert das grundlegende Konzept einen Verstärker mit Vin>>Vsupply zu bauen? Einfach Spannungsteiler um dann mit Spannungen kleiner 5V zu arbeiten?
Vielen Dank, Martin
[1]Martin Laabs schrieb:
Hallo,
ja, Differenzverstärker können am Eingang mit Spannungsteilern aufgebaut werden. In den Verstärker hinein fliesst dann nur ein Strom der durch die Vorwiderstände begrenzt wird. Danach können dann auch noch Schutzdioden an den Halbleitereingängen verbaut werden.
Selbst hatte ich auch mal ein DC-Millivoltmeter mit einem diskreten Differenzverstärker auf Basis von Dual-FETs und Dualtransistoren aufgebaut. Das konnte ich, dank überlegter Eingangsbeschaltungen auch direkt an 220V AC hinhängen in der empfindlichsten Einstellung von 10mV, dann hat zwar der Zeiger des Instrumentes ein wenig am Anschlag gebrummt aber das Messinstrument und der Verstärker hat das schadlos überstanden. Der Verstärker wurde mit +-9V betrieben.
Bernd Mayer
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Martin Laabs schrieb:
Hallo,
ja, Differenzverstärker können am Eingang mit Spannungsteilern aufgebaut werden. In den Verstärker hinein fliesst dann nur ein Strom der durch die Vorwiderstände begrenzt wird. Danach können dann auch noch Schutzdioden an den Halbleitereingängen verbaut werden.
Selbst hatte ich auch mal ein DC-Millivoltmeter mit einem diskreten Differenzverstärker auf Basis von Dual-FETs und Dualtransistoren aufgebaut. Das konnte ich, dank überlegter Eingangsbeschaltungen auch direkt an 220V AC hinhängen in der empfindlichsten Einstellung von 10mV, dann hat zwar der Zeiger des Instrumentes ein wenig am Anschlag gebrummt aber das Messinstrument und der Verstärker hat das schadlos überstanden. Der Verstärker wurde mit +-9V betrieben.
Bernd Mayer
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Martin Laabs schrieb:
Hallo,
ja, Differenzverstärker können am Eingang mit Spannungsteilern aufgebaut werden. In den Verstärker hinein fliesst dann nur ein Strom der durch die Vorwiderstände begrenzt wird. Danach können dann auch noch Schutzdioden an den Halbleitereingängen verbaut werden.
Es gibt auch noch bessere Beispielschaltungen dazu, konnte aber auf die Schnelle keine ergoogeln. Ich erinnere Schaltungen mit +-15V Opamps die über hundert Volt Commonmode-Spannung am Eingang verarbeiten können wegen Spannungsteilung 1 zu 10 und auch hohe Differenzspannungen an den Eingangen aushalten können.
Selbst hatte ich auch mal ein DC-Millivoltmeter mit einem diskreten Differenzverstärker auf Basis von Dual-FETs und Dualtransistoren aufgebaut. Das konnte ich, dank überlegter Eingangsbeschaltungen, auch direkt an 220V AC hinhängen in der empfindlichsten Einstellung von 10mV, dann hat zwar der Zeiger des Instrumentes ein wenig am Anschlag gebrummt aber das Messinstrument und der Verstärker hat das schadlos überstanden. Der Verstärker wurde mit +-9V betrieben.
Bernd Mayer
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Bernd Mayer schrieb:
wie bekommt man das Matching da hin? Die Teiler müssen sehr exakt matchen, damit die Common-Mode-Unterdrückung gut bleibt.
Michael
Michael Rübig schrieb:
Hallo,
beim AD8213 muss man AD fragen, im Datenblatt steht was davon, dass die Widerstände für die Verstärkungseinstellung auf 0,01 % genau getrimmt sind.
Bei diskretem Aufbau, bekannter niedriger Quellimpedanz und niedriger Frequenz kann man ein wenig AC an beide Eingänge legen und dann die Teilerwiderstände abgleichen auf minimalen AC-Ausgang. Widerstände besser als 0,1 % Toleranz sind ja erhältlich und ich habe auch schon Widerstandsnetzwerke speziell dafür gesehen.
Ich bin gerade auch am Überlegen, ob es auch noch andere Schaltungen gibt bei denen die Commonmode-Unterdrückung weniger von den Widerständen abhängt.
Bernd Mayer
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"Martin Laabs" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.dfncis.de...
Es gibt einige over-the-top Operationsverstaerker, z.B. LT1490 in dessen Datenblatt das zumindest rudimentaer erklaert wird:
-- Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/ de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/ Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask. Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
"MaWin" :
Naja, die haben einfach auf Schutzdioden verzichtet. Bei Bipolartranistoren ist das ja nicht so kritisch wie bei FET's. Wird bei vielen SPI-Chips auch gemacht. Die Buspins haben keine Diode zu VCC (sondern Zenerdioden), so dass der Chip ohne VCC den Bus nicht blockieren kann.
Die Restriktion auf den Bereich VCC-GND bei ICs gibt es nur wegen der Schutzdioden. Schau Dir doch mal ne einfache NPN-Transistorschaltung an. (Widerstand an Basis und der Kollektor schaltet ein Relais). Die Höhe der Eingangsspannung wird da ja vom Widerstand und dem zulässigen Basisstrom bestimmt (und der Duchschlagsfestigkeit des Widerstandes). Was da für ne VCC am Ausgang hängt ist für die Höhe der Eingansgspannung völlig egal.
M.
Bernd Mayer schrieb:
Beim AD629 steht was von Lasertrimmung im Datenblatt, ich denke mal, dass das hier auch nicht anders ist.
Markus
Bernd Mayer schrieb:
Beim AD629 steht was von Lasertrimmung im Datenblatt, ich denke mal, dass das hier auch nicht anders ist.
Markus
Fuer gute Common Mode Unterdrueckung sind 0.01% nicht besonders gut...
Mit dem Laser wird halt auf genuegende Common Mode Unterdrueckung getrimmt, nicht auf irgendeine absolute Genauigkeit.
-- Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt --------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
Hallo,
ein matching von 0,01 % entspricht ja 80 dB, dazu kommt ja noch die Verstärkung von 20-fach oder 26 dB das ergibt dann ja Werte von 106 dB bei der Gleichtaktunterdrückung - so schlecht ist das dann ja erstmal auch wieder nicht. Insgesamt kommt es dann auch drauf an wie klein die Spannung am shunt ist relativ zur Gleichtaktspannung oder auch wie stark sich diese ändert. Die Frequenz kommt dann möglicherweise auch noch dazu. Für Absolutmessung spielt dann auch noch die Genauigkeit des Stromfühlerwiderstandes eine Rolle.
Datenblätter sind oft ein wenig euphemistisch geschrieben, am Schluss muss man dann doch noch selber nachrechnen ob es passt.
Bernd Mayer
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Martin Laabs schrieb:
Vorwiderstand. Bei Vcm>Vcc ist das dann definitiv eben kein Elektrometer- Verstärker mehr (Instrumentation amplifier). Ich tippe mal darauf, dass im Datenblatt Vcm >5V und
Martin Laabs schrieb:
im Datenblatt des INA117 ist die vereinfachte Innenschaltung gezeigt. Im Prinzip wird die hohe Gleichtaktspannung auf verträgliche Werte heruntergeteilt und anschließend die Differenz wieder hochverstärkt. Mit diesem Prinzip erkauft man sich ein hohes Rauschen (550nV/sqrt Hz beim INA 117) sowie Offset und Drift. Einen anderen Ansatz geht eine Schaltung, die in Art Of Electronics im Kapitel 7 unter "High-voltage differential amplifier" gezeigt wird. Dort übernimmt ein Differenzverstärker in der üblichen Beschaltung mit OpAmp und 4 genauen Widerständen die Differenzmessung. Ein zweiter OpAmp kompensiert den Gleichtaktanteil des ersten. So wird das Herunterteilen und anschließende Hochverstärken des Differenzsignals vermieden, wodurch das Rauschen geringer ist.
Gruß, Alexander
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