Was für eine Bedeutung hat das? Was passiert leicht wenn ich U_IC an
einen Eingang anlege? Ich verstehe irgendwie nicht was das bringt.
In meinem Lehrbuch wird sie auch nur einfach definiert und es wird
dazugesagt, dass die Beziehung (Gleichtaktverstärkung genannt):
sein sollte.
Verstehe aber nicht einmal was das ist? Weiter wirds auch im Buch nicht
erklärt..
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Und wieso ist die Gleichtaktunterdrückung so definiert:
wobei CMRR idealerweise unendlich ist?
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Wie kann ich diese zwei Größen interpretieren oder verstehen?
Könnte mir wer dabei helfen?
Markus schrieb:
>Verstehe aber nicht einmal was das ist?
Wenn du einen Differentialverstärker hast, der zum Beispiel mit
Operationsverstärker aufgebaut ist, gibt es zwei Eingänge, wenn
du dort zwei gleichgroße Spannungen anlegst, kommt am Ausgang
0V heraus. Wenn der Differentialverstärker zum Beispiel eine
Spannungsverstärkung von 2 hat, passiert im Idealfall folgendes,
Beispiel:
Eingänge Ausgang
1V 1V = 0V
2V 2V = 0V
4V 4V = 0V
1V 2V = 2V
3V 4V = 2V
4V 4,5V = 1V
-0,5V 0,5V = 2V
ein Differenzverstärker sollte idealerweise nur die Differenz seiner
beiden Eingangsspannungen verstärken: wenn U+ = U- ist, sollte also am
Ausgang 0V rauskommen.
Dummerweise macht es aber aber einen Unterschied, ob U+ = U- = 0V sind
(d.h. UCM=0V) oder ob U+ = U- = 5V sind (d.h. UCM=5V). Die
Gleichtaktspannung wird also ein wenig mitverstärkt, obwohl man
eigentlich nur Differenzspannungen verstärken möchte.
Das wird dann zum Problem, wenn man sehr kleine Differenzspannungen
verstärken möchte, diesen aber große Gleichtaktspannungen überlagert
sind.
Ein Beispiel: du hast einen kleinen Shunt, um den Strom zu messen, der
in einen Verbraucher fließt. Die Versorgungsspannung am Verbraucher
beträgt z.B. 20V. Den Spannungsabfall am Shuntsoll möglichst klein
bleiben, damit nicht zu viel Leistung verloren geht. Dann hast du
viellecht nur ein paar mV Differenzspannung am Shunt, die
Gleichtaktspannung beträgt aber 20V. Dann muss die
Gleichtaktunterdrückung möglichst groß sein, damit die gewünschte
Information (verstärkte Differenzspannung) nicht zu stark von der
unerwünschten Information (verstärkte Gleichtaktspannung) verfälscht
wird.
Ja, das hilft mir einwenig mir das vorzustellen. Das heißt je näher
meine Signale bei 0 sind, desto besser..
Es ist auch so, dass wenn die Gleichtaktverstärkung sehr hoch ist, ich
eine möglichst große Gleichtaktunterdrückung wünsche, damit die
Gleichtaktspannung nicht mitverstärkt wird.
Das habe ich soweit begriffen.
Wieso aber die Gleichtaktspannung gerade (U+ + U-)/2 ist verstehe ich
nicht.
Und wie man eine größere Gleichtaktunterdrückung erhält ist mir
irgendwie auch nicht ganz klar.
Ich habe jetzt einwenig Gefühl dabei. Verstanden habe ich es aber noch
nicht.
Danke bis daher.
Die Gleichtaktspannung ist der Mittelwert der Eingangsspannungen. Wenn
der OpAmp am regeln ist ist die Eingangsspannungsdifferenz idealerweise
Null. Real sind ein paar mV Offsetspannung.
Eine groessere Gleichtaktunterdrueckung erhaelt man durch einen besseren
OpAmp.
Beachte, dass die Gleichtaktunterdrueckung keine Zahl, sondern
frequenzabhaenig ist. Genauso wie die Speisungsunterdrueckung...
Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:> Beachte, dass die Gleichtaktunterdrueckung keine Zahl, sondern> frequenzabhaenig ist. Genauso wie die Speisungsunterdrueckung...
Habe gerade ein Datenblatt des LM312 angeschaut. Dort ist bei den
electrical characteristics bei CMRR das im Bild zu finden. Dort wird
also keine Frequenzabhängigkeit nagegeben. Das "Full Range" bezieht sich
auf die Temperatur.
Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:> Allenfalls eine Seite weiter hinten im datenblatt... sofern das> datenblatt vollstaendig ist.
Ach ja danke!
Ich denke jetzt habe ich das alles sogar verstanden. Wenn ich also zb
die CMRR bei einem Differenzverstärker messen möchte, dann muss ich
folgendes tun:
-) Zwei Signale an U+ und U- anlegen
-) Gleichtaktspannung berechnen (so:)
-)Normale Verstärkung messen:
-)Gleichtaktverstärkung messen (oder berechnen?):
Und die Gleichtaktunterdrückung ist dann einfach das Verhältnis:
Ist diese VOrgangsweise so ca richtig?
Noch ist mir aber nicht ganz klar was gemessen und was gerechnet werden
soll. Kann man die Gleichtaktverstärkung überhaupt messen? Oder muss man
diese berechnen?
Du willst die Werte messen ? Nein, so geht das nicht. Im normalen
Betriebsfall ist der OpAmp am regeln, dh er regelt die Differenzspannung
auf Null, resp auf die Offsetspannung. Wenn wir nun einen
nichtinvertierenden Verstaerker nehmen und die Verstaerkung auf sagen
wir 100 setzen, so messen wir mit beiden Eingaengen auf Null, die
Offsetspannung mal 100. Jetzt nehmen wir den Kurzschluss zwischen den
Eingaengen von Null weg und legen ihn auf die Gleichtaktspannung,
variabel. Wir messen nun die verstaerkte Offsetspannung plus den
Gleichtaktfehler, als Funktion der Gleichtaktspannung. Wenn ich eine
Gleichtaktunterdrueckung von 120dB bei DC bedenke, wird's schwierig. Die
Messungen sind nicht trivial.
Mir scheint es fehle an Theorie und an Ausruestung.
Die Aufgabe lautet so:
-) Bestimmen Sie die Gleichtaktunterdrückung des Differenzverstärkers
wie im Bild.
Die Widerstandwerte sind bekannt. Es ist mir auch klar, dass v_gl =
v_gl(u_gl). Wenn u_gl größer wird, dann wird auch die
Gleichtaktverstärkung größer. Aber wie ist dann die Aufgabe zu
verstehen?
Markus schrieb:> Ist diese VOrgangsweise so ca richtig?
Wie es Siebzehn Zu Fuenfzehn schon erklärt hat: bei einem "normalen" OPV
funktioniert die Messung nicht so einfach, weil die Differenzverstärkung
extrem groß ist und weil die Differenzspannung im Normalbetrieb gegen
einen sehr kleinen Wert läuft, der noch dazu um die Offsetspannung
korrigiert werden müsste.
Aber bei einem Differenzverstärker oder Instrumentenverstärker mit einer
handhabbar kleinen Verstärkung (der intern ruhig aus OPVs aufgebaut sein
kann) kannst du im Prinzip Differenzverstärkung und
Gleichtaktverstärkung so messen, wie du es beschrieben hast, und daraus
die Gleichtaktunterdrückung berechnen. Wenn die CMRR sehr hoch ist,
musst du halt mit entsprechend großen Gleichtaktspannungen arbeiten (und
evtl. noch den Offset des Verstärkers herausrechnen).
Markus schrieb:> Noch ist mir aber nicht ganz klar was gemessen und was gerechnet werden> soll.
Wenn du ein Halbleiterhersteller bist, dann rechnest und misst du die
Gleichtaktunterdrückung deiner Produkte.
Wenn du ein Anwender von Halbleitern bist, dann nimmst du üblicherweise
die Angaben aus dem Datenblatt und rechnest dir damit aus, ob die CMRR
für deine Anwendung ausreicht oder ob die Gleichtaktverstärkung die
größere Fehler beschert, als du akzeptieren willst. In dem Fall setzt du
dann einen besseren Verstärker ein.
hoppla, jetzt sehe ich erst deinen Beitrag von 14.26. Du bist also weder
Halbleiterhersteller noch Anwender, sondern sollst eine Aufgabe
ausrechnen.
Dann rechne eben aus, wie groß die Differenzverstärkung und wie groß die
Gleichtaktverstärkung in deinem Fall sind, und teile beides
durcheinander. Beide Größen hängen von den Widerstandswerten und deren
Toleranzen ab.
Markus schrieb:> Wenn u_gl größer wird, dann wird auch die> Gleichtaktverstärkung größer.
Nein: wenn u_gl größer wird, dann wird die Ausgangsspannung größer. Aber
die Gleichtaktverstärkung hängt in einem linearen System nicht von der
Höhe der Eingangsspannung ab.
Dann schreib doch mal die Gleichungen hin. Und setze, da nichts anderes
steht, den OpAmp als ideal. Die Rechnung scheint sich um den DC Fall zu
bewegen.
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