Eingangsimpedanz errechnen mit LM324

Ist eben kein ohmscher Widerstand. Aber Bias-Strom bei Bipolar-OP. Bei Fets wo wenig Strom ist bei hohen Frequenzen zumindest eine Eingangskapazität.

MfG JRD

"Markus" schrieb im Newsbeitrag news:443feb2c$0$18262$ snipped-for-privacy@newsread2.arcor-online.net...

Vom idealen OpAmp ist der Eingangswiderstand unendlich. Der LM324 ist natuerlich alles andere als ideal.

"Rafael Deliano"

Hallo Rafael,

Kannst du mir zufällig einen günstigen Doppel- oder Vierfach-FET-OPchip empfehlen, wo man mit der Eingangsimpedanz höher als 20 MOhm kommt? Ich befürchte mit dem LM324 kommt man nicht über viel mehr als 1 MOhm.

BTW: Was passiert mit dem Eingangswiderstand wenn man die Spannungeversorgung abschaltet. Bei einem FET müsste die ja gleichbleiben, oder?

MfG,

Markus

TL082, TL084 JFet wenn man viel Spannung ( >12V ) hat. TLC272, TLC274 CMOS wenn man wenig Spannung hat ( bis ca. 15V ). Der ähnelt aich dem LM324 insofern als daß er an Eingang und Ausgang ziemlich an GND rankommt. TLC27L2 und TLC27L4 wären die langsamen low power Varianten. TS912 und TS914 sind rail-to-rail CMOS und oft guter Ersatz für TLCxxx.

Es sollte keine Eingangsspannug mehr anliegen, da diese nur +/-0,3V über/unter der Versorgung liegen darf. Wenn man das nicht sicherstellen kann, sollte man zumindest einen hohen Serienwiderstand vorsehen, der den Strom auf

empfehlen,

Bei welcher Frequenz denn? Da kommen ohmsche und kapazitive Komponenten zusammen, plus der Eingangsruhestrom - lässt sich nicht so wirklich schön als Impedanz ausdrücken.

Doofe Theoretievorlesung gehabt? An den Beinchen hängt nicht das nackte Gate der FETs, daher a.) nein b.) nicht machen, es sei denn Du willst über die Eingangsschutzdioden Deine Schaltung versorgen.

Markus schrieb:

empfehlen,

Schon wieder 'Eingangsimpedanz', hast du eigentlich ein Wort von dem was Rafael schrieb gelesen? Billige FET-Opamps:

Und den Unterschied zwischen denen darfst du durch fleißiges lesen der Datenblätter selbst ermitteln.

Wenn da nicht Schutzdioden sind, oder eben J-FETs.

Gruß Dieter

Bei DC und 1kHz bekommst du die Schaltung sowieso nicht zum Laufen.

"Robert Obermayer"

empfehlen,

der Leckstrom.

Leckstrom sehr bedeutend.Hier sein an Freiluftaufbau

Schaltungen aufzutreffen [in meinem Keithley 173A DMM

Also bei mir ist folgendes:

Bei meinem Aufbau habe ich am zweipoligen Sensor (Herzströme vom Mensch) am Gerät an beiden Kabeln 1MOhm in Serie geschaltet und beide nochmal mit jeweils 10 MOhm gegen Masse gezogen. Das funktioniert prima. Sobald man jedoch statt der 1 MOhm 10 MOhm in Serie nimmt, ist der Netzbrumm derart stark, dass da auch mein Tiefpass 5.Ordnung mit f0 = 45 Hz nicht mehr hilft.

Hast du oder jemand anderes ne Idee, wie man am besten auf die laut MPG vorgeschriebenen 20 MOhm Impedanz kommen kann? Ich denke nämlich, dass die 20 MOhm auch bei ausgeschaltetem Gerät dasein müssen, weil so ein Gerät ja auch ausfallen kann bzw. die Batterie leer werden kann. Wichtig ist mir halt, dass die 20 MOhm auch noch bei ausgeschaltetem Gerät vorhanden sind.

MfG,

Markus

Geben die eine Messchaltung an ? Bezüglich Sicherheit wären ohmsche Widerstände vorzuziehen, muß der OP aber CMOS sein.

Ich vermute die Schaltung ist aus 9V Batterie gespeist und geht am Ende in Optokoppler ?

Kabel verdrillt, geschirmt ?

Wenn man wirklich analog wursteln will: Notch 50Hz wäre bequem steiler machbar. Natürlich hat man dann alle Oberwellen immer noch, aber man kann ja für 100Hz usw. weiteren Notch vorsehen, die Anforderungem werden immer geringer. Nachteil der ganzen analogen Filterei: die Phasensprünge steiler Filter.

MfG JRD

"Rafael Deliano"

Hi,

Ich habs gerade tatsächlich mit LM324 hinbekommen, nachdem ich den einen Filter mit der 10Hz Eckfrequenz genommen hab statt meinen selbstberechneten mit 40Hz.

Genau.

Nein, nicht geschirmt ;-)

Wie denn?

Weil einen mit 45 HZ Grenzfrequenz 1. Ordnung hab ich ja schon im Instrumentenverstärker integriert. Oberwellen sind da also nicht mehr an der Stelle wo der Notchfilter hinkäme.

Wenn das _einfach_ machbar ist würde es mich sehr interessieren wie das denn geht. Ich hab wohl schon nach Notchfiltern gegoogled, habe aber nur integrierte _teure_ ICs gefunden die das machen.

Phasensprünge sind nicht schlimm. Die kann man sofern man digitalisiert hinterher zurückrechnen.

MfG,

Markus

Standard:

National Semiconductor LB-5 "High Q Notch Filter"

Auch eine Gyrator-Variante:

National Semiconductor AN-31 "Op Amp Circuit Collection" S. 22 , 23

Die Frage ist, ob der Brumm so groß ist, daß man ihn direkt am Eingang eliminieren muß. Der übliche Tiefpaß für diffentiellen Eingang benutzt die beiden Eingangsschutzwiderstände, hat aber weil 1pol sehr geringe Steilheit:

-R---+---- | C |

-R---+----

Man kann den Kondensator durch einen Saugkreis ersetzen der auf Resonanzfrequenz wirkt ( Güte=Bandbreite stellt R1 ein ):

-R----+---- | C1 | R1 | L1 |

-R----+----

Das wird z.B. in Telefonen gemacht um die 16kHz des Gebührenimpulses zu eliminieren. Die Induktivität ist dort ein Schalenkern den man oben mit eindrehbarem Ferrit-Stift auf Soll-Frequenz abgleicht. Bei 50Hz wäre aber für Induktivität auch eine Gyrator-Schaltung mit OP denkbar die aus Kondensator Induktivität macht.

MfG JRD

"Rafael Deliano"

Das wäre dann sozusagen ein Serienschwingkreis mit Resonanzfrequenz bei 50 Hz. Hmm. Hab ich auch schon drüber nachgedacht. Bisher nur nie ausprobiert, weil in meinem Sortiment traurigerweise bisher keine einzige Spule mit bekannter Induktivität vorhanden ist. Das werde ich bei der nächsten Reicheltbestellung erstmal ändern.

Aber realistisch gesehen ist ein Schwingkreis doch auch nur 1. Ordnung, oder?

Naja in einem echten EKG was ich mal auseinandergenommen war jedenfalls keine einzige Spule zu sehen.

MfG,

Markus

Bei hohen Frequenzen gibts die Variante auch indem man statt RLC einen Quarz reinhängt. Eliminiert dessen Frequenz.

Mfg JRD

"Rafael Deliano"

Es käme mal auf einen Test an, wie gut man so 50 Hz filtern kann. Mal grob nachgerechnet:

C=1/((f*2*pi)^2*L) mit L = 1mH C=1/((50*2*pi)^2*1m) C=10mF geht nich. zu groß.

mit L=10mH => C=1,01mF=1000uF schon eher machbar, aber die Toleranzen in der Genauigkeit bei der Fertigung machen eine Abstimmung auf 50Hz ziemlich schwierig.

Scheint jedenfalls (du sagtest ja bereits warum) kein sinnvoller Weg zu sein.

MfG,

Markus

Der Kondensator muß ein Folientyp sein also etwa 1uF. Die Spule dementsprechend hunderte Henries. Wie aber gesagt: es gibt Gyratorschaltungen, man muß in der Anwendung nicht mit Draht&Ferrit werkeln.

Vgl AN-40 "A Buffer Amplifier Applications Collection" von PMI:

Der Sallen-Key Tiefpaß ist auch nur ein nachgebildeter LC-Tiefpaß.

MfG JRD

Hallo Markus,

| Bei meinem Aufbau habe ich am zweipoligen Sensor (Herzstr=F6me vom = Mensch) | am Ger=E4t an beiden Kabeln 1MOhm in Serie geschaltet und beide = nochmal mit | jeweils 10 MOhm gegen Masse gezogen. Das funktioniert prima. Sobald = man | jedoch statt der 1 MOhm 10 MOhm in Serie nimmt, ist der Netzbrumm = derart | stark, dass da auch mein Tiefpass 5.Ordnung mit f0 =3D 45 Hz nicht = mehr hilft. |=20 | Hast du oder jemand anderes ne Idee, wie man am besten auf die laut = MPG | vorgeschriebenen 20 MOhm Impedanz kommen kann? Ich denke n=E4mlich, = dass | die 20 MOhm auch bei ausgeschaltetem Ger=E4t dasein m=FCssen, weil so = ein | Ger=E4t ja auch ausfallen kann bzw. die Batterie leer werden kann. | Wichtig ist mir halt, dass die 20 MOhm auch noch bei ausgeschaltetem | Ger=E4t vorhanden sind.

Lesen bildet, wenn man das richtige liest... Die 20 MOhm braucht es = sicher nicht bei abgeschaltenem Ger=E4t und schon gar nicht wegen des = MPG. Die Eingangsimpedanz ergibt sich aus der geforderten Toleranz der = Amplitude. Mit Sicherheit hat das in diesem Falle herzlich wenig zu tun. = Das ist dann in der EN 60601 im Grundwerk geregelt. Das MPG tritt nur in = soweit in Erscheinung, als dass es regelt in welcher Kategorie Du ein = EKG-Ger=E4t einzuordnen hast. Ohne jetzt nochmal nachzuschlagen, ich = meine es waren 10 =B5A Strom, den Du durch den Patienten flie=DFen = lassen darfst, im Fehlerfall max. 50=B5A. Dies hast Du sicherzustellen, = wie auch immer, egal welchen "ersten" Fehler. Wie der erste Fehler = definiert ist erf=E4hrst Du in den entsprechenden Normen, die sich mit = Sicherheitstechnik und Risikomanagement besch=E4ftigen. Die Nummern = haben sich vor ein paar Jahren ge=E4ndert und seither hab ich sie nicht = mehr im Detail gebraucht, also selber nachschlagen bitte.

Ach ja, Markus, gib Dich nicht immer mit so rudiment=E4rem Teilwissen = zufrieden, das ist ja noch so weit von Halbwissen entfernt, dass der = Begriff bei Dir nicht anzuwenden ist. Nehm Dir doch einfach mal die Zeit = und befasse Dich vern=FCnftig damit und lese die relevante Literatur = dazu.=20

Marte

Weils grad Feiertag ist...

| Ich habs gerade tats=E4chlich mit LM324 hinbekommen, | nachdem ich den einen Filter mit der 10Hz Eckfrequenz | genommen hab statt meinen selbstberechneten mit 40Hz.

Nun ja, dann ist das EKG aber auch nicht mehr sonderlich brauchbar...

| > Ich vermute die Schaltung ist aus 9V Batterie | > gespeist und geht am Ende in Optokoppler ? |=20 | Genau.

Aber hoffentlich im WideBody und 5kV fest...

| >> ist der Netzbrumm derart stark, | > Kabel verdrillt, geschirmt ? |=20 | Nein, nicht geschirmt ;-)

Gut, weil das br=E4chte nur weitere Fehler. Wenn schon geschirmt, dann legt man sogar den Brumm auf den Schirm.=20 | > Wenn man wirklich analog wursteln will: | > Notch 50Hz w=E4re bequem steiler machbar. |=20 | Wie denn?

Lass mal lieber, das f=FChrt zu unsch=F6nen =FCberschwingern. Ausserdem = br=E4uchtest Du sehr pr=E4zis tolerierte und driftarme Bauteile, die = werden unbezahlbar.

| Weil einen mit 45 HZ Grenzfrequenz 1. Ordnung | hab ich ja schon im Instrumentenverst=E4rker integriert.

Mach die besser wieder raus, die versauen Dir mehr die CMRR als dass sie = die 50 Hz zu d=E4mpfen in der Lage w=E4ren.

| Wenn das _einfach_ machbar ist w=FCrde es mich sehr | interessieren wie das denn geht. Ich hab wohl schon | nach Notchfiltern gegoogled, habe aber nur integrierte | _teure_ ICs gefunden die das machen.

Hast schlecht gegoogelt.=20

| > Nat=FCrlich hat man dann alle Oberwellen | > immer noch, aber man kann ja f=FCr 100Hz | > usw. weiteren Notch vorsehen, die | > Anforderungem werden immer geringer.

nicht wirklich, wenn schon, dann treten die 150 Hz noch in Erscheinung, = die 100 Hz trifft man sehr selten an.

F=FCr eine gute Gleichtaktunterdr=FCckung brauchst Du=20

1. eine hohe Eingangsimpedanz, je h=F6her desto besser
2. Ein gut abgeglichener Instrumentenverst=E4rker, Man nimmt heute = eigentlich nur noch Integrierte lasergetrimmte Teile=20

Ach was schreib ich... Viel Wichtiger ist das Verst=E4ndnis dar=FCber, = was man tut, wo die St=F6rung herkommt, wie sie einkoppelt und wie sie = im Gesammtsystem wirkt. Dann wird es ganz schnell klar, dass das = richtige Layout, die richtigen Optokoppler, das richtige Geh=E4use = mindestens genau so wichtig sind, wie der Instrumentenverst=E4rker am = Eingang.=20

Marte

Hallo Rafael,=20 =20 | -R----+---- | | | C1 | | | R1 | | | L1 | | | -R----+----

Das ist sicher lieb gemeint, f=FCttert aber lediglich gef=E4hrliches = Halbwissen von Markus.

Marte