Hi,
Doordat ik regelmatig vastlooop tegen de ruis/stoor grenzen van mijn meet apparatuur,
heb ik besloten een "kleine" uit batterijen gevoede meetversterker te bouwen.
Er staat ook nog een uitgebreide versie op stapel maar dat kost nog wat veel tijd om dat project af te ronden.
Dus besloten om in het brein en de onderdelen voorraad te duiken om een simpeler versie op te zetten die snel tebouwen is.
Dat houd ondermeer in dat bijna alle filtering er uit gelaten is met uitzondering van een uitschakelbaar 50Hz Notch filter.
Architects specifications
Symmetrische ingang
Een zo laag mogelijke ruis
Ingang uitgerust met IC zodat commonmode in de basis goed is
Beveiliging tot 50V aan de ingangen
Beveiliging tot 50V aan de uitgangen
Bandbreedte liefst minsten 500Khz -1dB
Versterking omschakelbaar tussen 40 of 60dB
Een groot deel van het schema is gelijk aan de andere meetversterker die ik heb gebouwd en regelmatig gebruik.
Deze heeft max 20dB gain en een Notch filter, ben daar nog steeds blij mee maar is natuurlijk niet voldoende voor de toepassing die vaker nodig heb.
Door een groot deel te gebruiken van dit schema bespaar ik flink op de ontwerptijd.
Hieronder de link naar het topic dat ik als uitgangspunt gebruik voor de nieuwe versie.
http://www.circuitsonline.net/forum/view/126732/1/meetversterker
Ik kwam al snel terecht bij een IC van Analog Devices, waar ik een aantal samples van heb.
Dit is de AD8229 in de CerDIP die tot 210C is gespecificeerd!!! en een prijskaartje heeft van bijna 184$
Een beetje te ver doorgeschoten als je het mij vraagt, maar ik ben ze dankbaar dat ik een paar samples heb gekregen.
Waarom ga ik dit IC nu gebruiken, wat zij zijn sterke eigenschappen t.o.v. veel goedkopere producten?
Ruis
1nV/Wortel-Frequentie en deze is bij 100x versterking al bijna optimaal, bij de meeste kom je pas bij 1000x gain in de buurt van de specs.
Ook de 1/F ruis is mooi laag
Bias ruis is mooi laag
Offset (typical 20uV) een bias waarden zijn laag (typical <20nA)
Bandbreedte bij 100x is ongeveer -3dB bij 1Mhz
Commonmode bij 50Hz rond de 130dB en bij 2Khz 100dB
Bij 100x versterking is de pulsweergavebijna perfect (geen overshoot)
Voor de rest van de gegeven kijk dan in onderstaande datasheet va nde AD8229.
www.bramcam.nl/NA/NA-60dB-Amplifier/AD8229.pdf
Hieronder een werkversie van waar ik ondertussen ben met het opbouwen van het schema, het plaatje is klikbaar.
De bedoeling is een kantelpunt dat het liefst beneden 1Hz ligt en ik heb de kantelpunten in het schema gezet bij de verschillende filters.
C9 en R9, C17 en R22 zijn geen enkel probleem, dit kan ik schalen hoe ik dit wil.
Alle problemen zitten aan de ingang van de AD8229.
Dit IC moet heel blijven en alle onderdelen die ik hier aanbrengen verslechteren het ruisgedag, het is een echte Catch-22 situatie zoasl René ook al aangaf.
Ik wil er van uitgaan dat ik het tot een 40 a 50V aan de ingang heel wil houden.
En waar zit nu het probleem?
Iedere weerstand die ik ter bescherming aanbreng verslechterd de ruis.
De ruis aan de ingang van de AD8229 is bij de 100x versteking instelling rond de 1,1V√Hz
Een weerstand van ongeveer 60 Ohm heeft een ruis van 1V√Hz
Door mijn 4 beveiligings weerstanden van 22 ohm is het ruisgetal dus al verdubbeld!
Verder zijn de koppel condensatoren lastig, ik wil geen elco's gebruiken i.v.m. de lekstromen en lange insteltijden.
Dus dat houd in dat R3 en R5 in het schema wat aande hoge kant zijn met hun 22K1.
Gelukkig zijn de bias stromen bij dit IC voor zijn lage ingangs ruis ook mooi laag.
Ik ga proberen met 2x22uF per kant, en dit geeft ongeveer een kantelpunt van 0,3Hz aan de ingang.
Voor nog lage ruis aan de ingang moeten deze condensatoren eigenlijk nog groter maar het nadeel er van is dat je nog meer energie richting de AD8229 duwt bij het aansluiten of een fout situatie.
Wat nog niet in het schema staat is een schakelaar die beide ingangen van de AD8229 naar massa kortsluiten.
Deze schakelaars komen parallel aan de weerstanden R3 en R5, bij het aansluiten van de meetversterker of het opstarten van de voeding als deze al is aangesloten beschermd dit de ingangen.
En als alles in rust is, kan de schakelaar worden omgezet om metingen te doen.
Dit bescherm de ingangen niet bij fout situaties tijdens de metingen, of onzorgvuldig gedrag mijn brein
Ik denk er aan een relais er bij te plakken die deze functie automatisch uitvoerd,
dit is natuurlijk niet perfect door de traagheid van het relais maar helpt wel voor de bulk van de energie richting de AD8229.
Dit moet goed worden uitgezocht anders is het bouwen weinig zinnig als je steeds van die mooie IC's opblaast, gelukkig zijn zo goedkoop *grin*
Nu eerst andere zaken regelen, dit weekeinde meer hierover.
Gegroet,
Blackdog