Messverstärkerschaltung

Sat Feb 13, 2010 4:02 pm   

Hallo zusammen,

ich könnte etwas Hilfe bei der Auswahl und Beschaltung eines
geeigneten OP, IV o.ä. brauchen.

Das zu messende Signal:
- niedrigste noch aufzulösende Amplitude im Bereich 10nV
- Frequenzbereich von 5Hz bis 5MHz

Der Verstärkungsfaktor sollte zur Weiterverarbeitung im Bereich einige
100 bis 1000 liegen und natürlich über den kompletten Frequenzbereich
nahezu konstant sein.

Dabei ist die Verstärkerschaltung über eine Kapazität von einigen pF
entkoppelt. Sie benötigt also einen hohen Eingangswiderstand von mehr
als 10^9 damit die Grenzfreuqenz des Eingangshochpasses im Bereich 5Hz
liegt.
In ersten Versuchen habe ich einen THS4631 als Impedanzwandler als
Eingangsstufe verwendet. Problematisch ist dann allerdings die
entstehende DC-Komponente an dessen Ausgang. Außerdem schafft dieser
bei 5MHz Bandbreite nur eine Verstärkung von maximal 10.

Macht es Sinn hinter dem THS die Verstärkung aufzubauen? Was eignet
sich hier?
Oder lieber direkt eine Alternative dazu mit extrem hohem
Eingangswiderstand?

Gruß,
Mark

Sat Feb 13, 2010 4:15 pm   

Am 13.02.2010 15:59, schrieb Mark Rademann:

Hallo,

auch mit 10µV ist das immer noch eine Herausforderung weil das
Verstärkungsbandbreiteprodukt des Opamps damit bei 5 GHz liegen muss.
Rauscharm muss er ja noch dazu sein.

Die Auswahl eines Opamps macht es da auch nicht alleine.


Bernd Mayer

Sat Feb 13, 2010 4:36 pm   

Am 13.02.2010 16:15, schrieb Bernd Mayer:

Nachtrag:

bei der Bandbreite von 5 MHz rauscht der THS4631 Opamp alleine ja schon
mit mindestens 16 µV_eff (Spannungsrauschen alleine!). Das entspricht
einem Spitzenwert von ca. 100µV! Das Stromrauschen kommt noch dazu. Das
bedeutet, es fehlen noch wesentliche Angaben zur Anwendung, z.B. der
Quellwiderstand.


Bernd Mayer

Sat Feb 13, 2010 4:36 pm   

Mark Rademann <mark.rademann_at_googlemail.com> wrote:

Hast Du Dich mal mit den Grundlagen des Rauschens beschaeftigt? Bei
Raumtemperatur hast Du 0.13 nV/sqrt(Ohm * Hz). Schon bei 50 Ohm und 5 MHz
sind das ueber 2 uV. Wenn Du da nicht weist, wo Du suchen sollst
(Synchrongleichrichtung) wirst Du die 10 nV nicht sehen...
--
Uwe Bonnes bon_at_elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

Sat Feb 13, 2010 4:59 pm   

Fataler (Tipp-)Fehler!

Ich meinte 10uV und nicht 10nV!
Das ist zwar immer noch sportlich aber doch wohl etwas realistischer.
Danke für den Hinweis, Uwe - auch wenn er sicher anders gemeint war...

*peinlich peinlich*

Die Korrigierte Frage wäre also:

Sun Feb 14, 2010 3:33 am   

"Mark Rademann" <mark.rademann_at_googlemail.com> schrieb im Newsbeitrag
news:d47ad36e-99c7-40eb-a44b-c44787076ef4_at_x22g2000yqx.googlegroups.com...


Du brauchst mehrere OpAmps die alle nur geringer verstärken
hintereinander, einerseits um das Verstärkungs-Bandbreiteprodukt
nicht zu überreizen, andererseits um Oszillationen durch zu hohe
Verstärkung zu verhindern.

Wie das mit 1GOhm, 5pF, 5Hz deine Rauschanforderungen schaffen
willst, weiss ich nicht, vermutlich durch Reduzierung der
Anforderungen.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
homepage: http://freenet-homepage.de/mawin/
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.

Sun Feb 14, 2010 11:15 pm   

Hi Mark,


10 µV oder 10 nV bei den anderen Randbedingunbgen spielt das keine Rolle
mehr...

Wovon träumst Du eigentlich nachts?
Was willst Du eigentlich messen? Mir scheint Dein Lastenheft zu sehr der
Wunschzettel an den Weihnachtsmann zu Ostern zu sein. Ich höre das leider
auch immer wieder: So kleines Rauschen wie möglich, Die Bandbreite immer
maximal, und den Preis bitte so klein wie es irgendwie geht. Wenn man dann
nachfragt, was sie wirklich messen wollen ist es dann schnell ganz still im
Zimmer...

Marte

Mon Feb 15, 2010 12:08 am   

.... da passt nur der Song "Dreamer" von Supertramp ... :-)

mfG Leo

Mon Feb 15, 2010 8:09 am   

Leo Baumann schrieb:

Der hört sich "fetzig" an. Im Übrigen hat jeder das Recht auf Mißerfolg.
Nichts bleibt dauerhafter im Gedächnis ;-)

--
mfg hdw

Mon Feb 15, 2010 9:44 am   

Hi Horst,

Klar, es spricht ja auch niemand gegen ein Recht auf süße Träume. Es soll ja
sogar HiFi-Fetischisten geben, die bereits vom 48 Bit-ADC träumen...

Marte

Mon Feb 15, 2010 12:43 pm   

Marte Schwarz <marte.schwarz_at_gmx.de> wrote:

Angaben klappt das doch auch.

Gruss,
Michael Karcher

Mon Feb 15, 2010 11:42 pm   

Hi Michael,


Bei den 32 Bit 192kHz Teilen, macht man das so, dass man 18 ENOB hat und den
Rest Zufallszahlen hinterherschiebt ;-)

Marte