vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
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Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 62 De…nition 6 Die Gleichtaktspannungsverstärkung berechnet sich aus der Gleichung vgl = dUa dUgl Ugeg=0 De…nition 7 Die Gegentaktspannungsverstärkung berechnet sich aus der Gleichung vgeg = dUa dUgeg Ugl=0 Da bei praktisch allen Di¤erenzverstärkeranwendungen die Gleichtaktverstärkung möglichst sehr viel kleiner sein sollte als die Gegentaktverstärkung, benutzt man den Quotienten beider Verstärkungen als Maßzahl für die Qualität von Di¤erenzverstärkern und de…niert die Gleichtaktunterdrückung CMRR. De…nition 8 Der Quotient aus Gegentaktverstärkung und Gleichtaktverstärkung vgeg vgl Gleichtaktunterdrückung und wird mit CMRR bezeichnet. Es gilt CMRR = vgeg vgl ist die Die Bezeichnung CMRR (Common Mode Rejection Ratio) kommt dem Englischen bedeutet das gleiche wie Gleichtaktunterdrückung im Deutschen. Oft wird die Gleichtaktunterdrückung in dB (Dezibel) angegeben, dann gilt CMRRdB = 20 log 10 Gute Di¤erenzverstärker haben eine sehr hohe Gleichtaktunterdrückung, so wird im Datenblatt für den INA105 ein minimaler CMRRdB Wert von 86dB angegeben. vgeg 4.10.7 Di¤erenzverstärkung und Gegentaktverstärkung Oft werden die beiden Begri¤e, nämlich Di¤erenzverstärkung und Gegentaktverstärkung, synonym verwendet. In diesem Abschnitt wird untersucht, ob zwischen beiden Begri¤en wirklich kein Unterschied besteht. Hierzu wird der Di¤erenzverstärker, gemäßfolgender Abbildung, mit einer Di¤erenzeingangsquelle Ud beschaltet. vgl
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 63 Es ist nun zu klären, ob diese Eingangsbeschaltung mit der im vorhergehenden Abschnitt diskutierten Gleichtakteingangsbeschaltung übereinstimmt. Hierzu werden die massebezogenen Spannungen an den beiden Eingangsklemmen berechnet und durch entsprechende Eingangsspannungsquellen, nämlich Ue+ und Ue ersetzt. Danach werden die so gewonnen Eingangsquellen, wie auf der rechten Seite der Abbildung dargestellt, in Gleich- und Gegentaktquellen, also in Ugl und Ugeg, umgerechnet. Um die Rechnung zu vereinfachen, wird von einem vollsymmetrischen Verstärker ausgegangen. Weiterhin wird angenommen, die Verstärkung des OP sei unendlich. Wegen Ust = 0 wird der Eingangsstrom ie = Ud 2R , so dass sich am nicht-invertierenden Eingang folgende Spannung einstellt Am invertierenden Eingang erhält man Ue+ = Ud 2R = Ud R + Ud 2R R Ue = Ue+ Ud = Ud Ud = 0 Rechnet man die Spannungen Ue+ und Ue in Ugl und Ugeg um, so ergibt dies Ugl = Ue+ + Ue 2 = Ud = Ud + 0 2 2 und Ugeg = Ue+ Ue = Ud 0 = Ud Wie die Rechnung zeigt ist die Beschaltung mit einer Di¤erenzquelle nicht gleichtaktspannungsfrei und damit sind beide Beschaltungen, nämlich die durch eine Di¤erenzspannung und die durch eine Gegentakteingangsspannung nicht gleichwertig. Es ist also Vorsicht geboten! 4.10.8 regelungstechnisches Diagramm Das regelungstechnische Diagramm für den Di¤erenzverstärker erhält man aus der Superpositionsgleichung für die Steuerspannung Ust = 1 2 Ue+ 1 2 Ue 1 2 eUst woraus sich sofort ds folgende regelungstechnische Blockdiagramm ergibt.
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<strong>Skript</strong> <strong>zur</strong> <strong>Vorlesung</strong> <strong>ES1</strong>, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 62<br />
De…nition 6 Die Gleichtaktspannungsverstärkung berechnet sich aus der Gleichung<br />
vgl = dUa<br />
dUgl Ugeg=0<br />
De…nition 7 Die Gegentaktspannungsverstärkung berechnet sich aus der Gleichung<br />
vgeg = dUa<br />
dUgeg Ugl=0<br />
Da bei praktisch allen Di¤erenzverstärkeranwendungen die Gleichtaktverstärkung möglichst sehr<br />
viel kleiner sein sollte als die Gegentaktverstärkung, benutzt man den Quotienten beider Verstärkungen<br />
als Maßzahl für die Qualität von Di¤erenzverstärkern und de…niert die Gleichtaktunterdrückung<br />
CMRR.<br />
De…nition 8 Der Quotient aus Gegentaktverstärkung und Gleichtaktverstärkung vgeg<br />
vgl<br />
Gleichtaktunterdrückung und wird mit CMRR bezeichnet. Es gilt<br />
CMRR = vgeg<br />
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ist die<br />
Die Bezeichnung CMRR (Common Mode Rejection Ratio) kommt dem Englischen bedeutet das<br />
gleiche wie Gleichtaktunterdrückung im Deutschen.<br />
Oft wird die Gleichtaktunterdrückung in dB (Dezibel) angegeben, dann gilt<br />
CMRRdB = 20 log 10<br />
Gute Di¤erenzverstärker haben eine sehr hohe Gleichtaktunterdrückung, so wird im Datenblatt<br />
für den INA105 ein minimaler CMRRdB Wert von 86dB angegeben.<br />
vgeg<br />
4.10.7 Di¤erenzverstärkung und Gegentaktverstärkung<br />
Oft werden die beiden Begri¤e, nämlich Di¤erenzverstärkung und Gegentaktverstärkung, synonym<br />
verwendet. In diesem Abschnitt wird untersucht, ob zwischen beiden Begri¤en wirklich<br />
kein Unterschied besteht. Hierzu wird der Di¤erenzverstärker, gemäßfolgender Abbildung, mit<br />
einer Di¤erenzeingangsquelle Ud beschaltet.<br />
vgl
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