Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzverstärker: Eingangsspannung größer als Versorgungsspannung


von Felix L. (flex)


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Hallo,

ich habe einen 
AD8278(https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8278_8279.pdf) 
und habe diesen wie in Abb. 51 als Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 
1/2 geschalten.
Versorgen möchte ich diesen mit -VS=0V und +VS=3,3V. Ist es nun möglich, 
dass ich an -IN=10V und an +IN=12V anlege und dann 2V am Ausgang 
erhalte? Wenn ich in das Datenblatt schaue, lese ich auf Seite 16 
folgendes:

"The AD8278 and AD8279 are able to measure input voltages
beyond the supply rails. The internal resistors divide down
the voltage before it reaches the internal op amp and provide
protection to the op amp inputs. Figure 49 shows an example
of how the voltage division works in a difference amplifier
configuration. For the AD8278 and AD8279 to measure correctly,
the input voltages at the input nodes of the internal op amp
must stay below 1.5 V of the positive supply rail and can exceed
the negative supply rail by 0.1 V. Refer to the Power Supplies
section for more details."

Laut dem ersten Satz sollte das gehen, allerdings verstehe ich den Rest 
nicht. Kann mir das jemand erklären?

Viele Grüße
Felix

von Rebecca (Gast)


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Mit einem Spannungsteiler von 1 zu 4 am Eingang geht es auch.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Rebecca schrieb:
> Mit einem Spannungsteiler von 1 zu 4 am Eingang geht es auch.

Ein (Paar) diskret aufgebauter Spannungsteiler besitzt eine wesentlich 
schlechtere Gleichtaktunterdrückung als solch ein integrierter 
Differenzverstärker.

von Felix L. (flex)


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Rebecca schrieb:
> Mit einem Spannungsteiler von 1 zu 4 am Eingang geht es auch.

Genau das will ich verhindern, da ich die Spannungsquelle so wenig wie 
möglich belasten möchte. Die 10V und 12V waren nur ein Beispiel der 
größeren Spannung an den Eingängen im Vergleich zur Versorgungsspannung. 
Diese kann durchaus höher sein, aber die Different ist immer kleiner 2V.

von oldeurope O. (Gast)


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Felix L. schrieb:
> Diese kann durchaus höher sein, aber die Different ist immer kleiner 2V.

Dann lege halt VS auf 10V.

LG
old.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Felix L. schrieb:
> Rebecca schrieb:
>> Mit einem Spannungsteiler von 1 zu 4 am Eingang geht es auch.
>
> Genau das will ich verhindern, da ich die Spannungsquelle so wenig wie
> möglich belasten möchte.

Äh, der AD8278 enthält doch auch ganz normale Spannungsteiler. Jeder der 
beiden Eingänge belastet die Quelle mit 60 kOhm. Die Widerstandswerte 
besitzen sogar eine deutlich höhere Temperaturdrift als konventionelle 
Dünnfilmwiderstände, d.h. bei 70 °C kann man locker mit 10% weniger 
Widerstand rechnen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Felix L. schrieb:
> wie in Abb. 51 als Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor 1/2

> -VS=0V und +VS=3,3V

Damit muss der Eingangsspannung an +IN (Pin 3) im Bereich -0,3V bis 
+5,4V
liegen. Diese Grenzen ergeben sich aus den Datenblattangaben wie folgt:

-0,3V = 3·(0,0V - 0,1V)
+5,4V = 3·(3,3V - 1,5V)

Mit zusätzlichen externen Widerständen geht mehr, deren Toleranz sollte
aber bei 0,01% oder besser liegen, um das CMRR und die Genauigkeit des
Verstärkungsfaktors nicht allzu sehr zu verschlechtern.

Der Sinn dieses Bausteins liegt ja gerade darin, dass die benötigten
Widerstände integriert und bereits ab Werk sehr genau abgeglichen sind.

Felix L. schrieb:
> Genau das will ich verhindern, da ich die Spannungsquelle so wenig wie
> möglich belasten möchte.

Wenn die Signalquelle so gut wie nicht belastet werden soll, brauchst du
einen Instrumentenverstärker, den dir AD sicher ebenfalls gerne
verkauft.

von Felix L. (flex)


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Yalu X. schrieb:
> Damit muss der Eingangsspannung an +IN (Pin 3) im Bereich -0,3V bis
> +5,4V
> liegen. Diese Grenzen ergeben sich aus den Datenblattangaben wie folgt:
>
> -0,3V = 3·(0,0V - 0,1V)
> +5,4V = 3·(3,3V - 1,5V)
>
> Mit zusätzlichen externen Widerständen geht mehr, deren Toleranz sollte
> aber bei 0,01% oder besser liegen, um das CMRR und die Genauigkeit des
> Verstärkungsfaktors nicht allzu sehr zu verschlechtern.
>
> Der Sinn dieses Bausteins liegt ja gerade darin, dass die benötigten
> Widerstände integriert und bereits ab Werk sehr genau abgeglichen sind.

Vielen Dank, dann sollte es also klappen.

Yalu X. schrieb:
> Felix L. schrieb:
>> Genau das will ich verhindern, da ich die Spannungsquelle so wenig wie
>> möglich belasten möchte.
>
> Wenn die Signalquelle so gut wie nicht belastet werden soll, brauchst du
> einen Instrumentenverstärker, den dir AD sicher ebenfalls gerne
> verkauft.

Ich habe gerade einmal durchgerechnet und in meinem Fall wäre die 
maximale Belastung 0,26mA was für mich absolut ausreichend ist.

von Guest (Gast)


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Der AD8278 halbiert die Spannung mit den internen Widerständen. Wenn er 
an den Eingängen keine Clamps hat kannst du die Spannung so hoch werden 
lassen, das die Spannung innen am Opamp nicht über die Versorgung geht. 
Wenn das für deine 12V nicht reicht dann schalte an beide Eingänge noch 
Widerstände in Reihe, damit erhöhst du ja effektiv den Teilungsfaktor.

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