Hallo, ich habe Fragen zum Rauschen in einer Wheatstonebrücke. Ist es richtig, dass ich nur das Rauschen der Brücken-Widerstände berücksichtigen muss, wenn ich die Differenzspannung messe? Das bedeutet ich muss nicht das Rauschen der Spannungsquelle berücksichtigen? Muss ich das Widerstandsrauschen berechnen, indem ich den Innenwiderstand der Brücke berechne und das Rauschen an dem Innenwiderstand ermittle? Oder berechne ich das Rauschen, indem ich die Rauschspannungen der einzelnen Widerstände gemäß (()^2 + ()^2 .. )^.5 berechne? Viele Grüße Dirk
>Muss ich das Widerstandsrauschen berechnen, indem ich den Innenwiderstand >der Brücke berechne und das Rauschen an dem Innenwiderstand ermittle? Du betrachtest die beiden Einspeisungspunkte der Brücke als Kurzschluß nach Masse und rechnest für jeden Abgriff den Ersatzwiderstand von diesem Abgriff nach Masse aus. Dann hast du die Rauschspannung zwischen den Abgriffen, die deine Brücke erzeugt.
|-----O-----| | | |-R1-----R2-| | | | | o | | | | | | o | | | | |-R3-----R4-| Bei dieser Konfiguration wäre das dann doch das Rauschspannung am Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle oder nicht: Ri = R1||R3 + R2||R4 ?
Wenn das obere "O" die Speisung sein soll, dann rauscht R1//R2 am einen Abgriff und R3//R4 am anderen.
Rauschspannung Ri berücksichtigen. Ri = R1||R3 + R2||R4 Die Rauschspannung der Spannungsquelle der Brücke muss nur mit dem prozentualen Anteil der Brückenverstimmung berücksichtigt werden.
Kai Klaas schrieb: > Wenn das obere "O" die Speisung sein soll, dann rauscht R1//R2 am einen > > Abgriff und R3//R4 am anderen. ..zwei unterschiedliche Meinungen. Eigentlich nimmt man doch immer den Innenwiderstand der Ersatzspnnungsquelle oder?
Dirk schrieb: > Der Innenwiderstand lautet übrigens Ri = R1//R2 + R3//R4 .. Hallo Dirk, danke für die Korrektur. Mit dem Ri hast du natürlich Recht. Ich hatte einfach die Formel vom TO genommen ohne dessen Schaltplan genau anzusehen. Rauschspannung Ri berücksichtigen. Ri = R1||R2 + R3||R4 Die Rauschspannung der Spannungsquelle der Brücke muss nur mit dem prozentualen Anteil der Brückenverstimmung berücksichtigt werden, wenn das Signal mit einem Differenzverstärker gemessen werden.
>..zwei unterschiedliche Meinungen. Eigentlich nimmt man doch immer den >Innenwiderstand der Ersatzspnnungsquelle oder? Es macht in gewissen Fällen aber dennoch Sinn, die Situation für die beiden Abgriffe getrennt aufzuschlüsseln, beispielsweise wenn du noch den Rauschbeitrag des Verstärkers berechnen willst. Auch für die Berechnung von Offsetspannungen durch Offsetströme und das Verhalten der nicht abgestimmten Brücke generell kann das sinnvoll sein.
Okay, dann hab ich noch eine Frage zur Dimensionierung der Widerstände. Ist es richtig, dass die Widerstände der Brücke aus drei Gründen niedrig gewählt werden sollten: Erstens damit der Innenwiderstand klein sein ist, damit die Spannung bein einer niederohmigen Last nicht einbricht. Ich möchte das Signal zwar mit einem Instrumentenverstärker verstärken, der einen sehr hohen Eingangswiderstand besitzt. Aber prinipiell sollte man sie deshalb doch klein halten oder? Zweiten sollten die Widerstände möglichst klein gewählt werden, damit das Widerstandsrauschen möglich klein ist, richtig? Drittens sollten sie niederig gehalten werden, damit der Rauschstrom des Verstärkers eine möglichst geringe Rauschspanung zur Folge hat, richtig? Viele Grüße Dirk
>Ist es richtig, dass die Widerstände der Brücke aus drei Gründen niedrig >gewählt werden sollten: Du machst die Brücke ja nicht aus Jux und Tollerei, sondern weil du darin einen Sensor unterbringen willst. DER bestimmt letztlich die Impedanzen der Brücke. >Erstens damit der Innenwiderstand klein sein ist, damit die Spannung >bein einer niederohmigen Last nicht einbricht. Ich möchte das Signal >zwar mit einem Instrumentenverstärker verstärken, der einen sehr hohen >Eingangswiderstand besitzt. Aber prinipiell sollte man sie deshalb doch >klein halten oder? Nö, nicht unbedingt. Das läuft ja letztlich meistens auf Spannungsanpassung raus. Da reicht es, wenn die Last deutlich höherohmiger ist als die Brücke. >Zweiten sollten die Widerstände möglichst klein gewählt werden, damit >das Widerstandsrauschen möglich klein ist, richtig? Korrekt. Aber wichtiger ist das Signalrauschverhältnis. Kleines Widerstandsrauschen bringt dir ja nichts, wenn gleichzeitig auch der Signalhub sehr klein ist. >Drittens sollten sie niederig gehalten werden, damit der Rauschstrom des >Verstärkers eine möglichst geringe Rauschspanung zur Folge hat, richtig? Wenn du einen CMOS- oder FET-Amp verwendest, ist das weitgehend irrelevant. Eine niederohmige Brücke kann aber geringeres Einkoppeln von Störungen zur Folge haben. Aber letztlich bestimmt der Sensor in der Brücke die Impedanz derselben.
Wenn man von Rauschen redet sollte man auch die Messbandbreite im Auge haben. Wenn man DC misst kann man mit der Bandbreite geben Null gehen.
Hallo, aus euren Antworten bin ich jetzt nicht schlau geworden: muss ich jetzt für den Innenwiderstand der Spannungsquelle die Auswirkung des Rauschens auf die Differenzspannung der Brücke berechnen oder fällt diese nicht ins Gewicht, da die Brücke abgeglichen ist und somit eh für jede Versorgungsspannung Ud = 0V ist? LG
KKKK schrieb: > oder fällt diese nicht ins Gewicht, da die Brücke abgeglichen ist und > somit eh für jede Versorgungsspannung Ud = 0V ist? Richtig. Das Rauschen der Spannungsquelle selbst findet sich ja in beiden Zweigen gleichermaßen wieder und kürzt sich somit heraus.
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