DE2830033A1 - Verstaerkeranordnung mit stoersignalunterdrueckung - Google Patents

Verstaerkeranordnung mit stoersignalunterdrueckung

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DE2830033A1
DE2830033A1 DE19782830033 DE2830033A DE2830033A1 DE 2830033 A1 DE2830033 A1 DE 2830033A1 DE 19782830033 DE19782830033 DE 19782830033 DE 2830033 A DE2830033 A DE 2830033A DE 2830033 A1 DE2830033 A1 DE 2830033A1
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amplifiers
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Horst Weber
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GE Medical Systems Information Technologies GmbH
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Hellige GmbH
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Description

Hellige GmbH TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTEF. PW-413
283QQ33
BESCHREIBUNG
Erfindungsgegenstand ist eine Verstärkeranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die in der Verstärkertechnik häufig gestellte Aufgabe, ein kleines Nutzsignal, das von einer erheblich größeren Störspannung - besonders häufig einer Netzstörung - überlagert ist, zu verstärken und weiter zu verarbeiten, wird üblicherweise mit einem Differenzverstärker mit Gleichtaktunterdrückung gelöst. Diese Lösung ist relativ problemlos, wenn zwei mit gleich großer Störspannung überlagerte Nutzsignale dem Differenzverstärker unverfälscht zugeführt werden, wenn also die Störspannung an den Eingängen des Differenzverstärkers in gleicher Größe anliegt.
Erhebliche Probleme ergeben sich jedoch, wenn die einzelnen Signale vor der Differenzbildung verstärkt und die Ausgangsimpedanz verringert werden soll. Eine solche Aufgabe stellt sich beispielsweise bei physiologischen Messungen, z.B. bei EEG-Messungen, bei denen das sehr kleine Nutzsignal durch ein um Größenordnungen stärkeres Störsignal überlagert sein kann. An die Vorverstärker für jedes Eingangssignal werden dann enorm hohe Anforderungen gestellt. Der geringste Verstärkungsunterschied zwischen den Eingangsverstärkern hat zur Folge, daß unterschiedlich große Störspannungen an den Ausgängen dieser Verstärkerstufen auftreten. Die durch diese Unterschiede entstehende Differenzstörspannung wird dann nicht mehr durch die Gleichtaktunterdrückung des nachfolgenden Differenzverstärkers unterdrückt, sondern wie ein Nutzsignal verstärkt.
30
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Hellige GmbH
PW-41^ TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER rn 4 ι j
Zur Überwindung dieses Problems ist es bekannt, als Bezugspunkt für die Verstärkeranordnung nicht den Schaltungsnullpunkt (beispielsweise Masse), sondern den Störpegel zu benutzen. Durch dieses Prinzip wird erreicht, daß die als Gleichtaktspannung an den Eingängen liegende Störspannung nicht verstärkt wird sondern in gleicher Größe an den Ausgängen erscheint. Die an den Ausgängen anstehende unverstärkte Störspannung muß dann von einer nachfolgenden Differenzstufe unterdrückt werden. Ein Beispiel für eine solche Schaltungsanordnung mit mehreren Einzelverstärkern ist in der DE-OS 24 29 953 beschrieben.
Die Gleichtaktunterdrückung in der oder den Differenzverstärkerstufe (n) hat den Nachteil, daß außer dem oder den Vorverstärker(n) immer mindestens eine zusätzliche Differenzbildungsstufe benötigt wird; erst an deren Ausgang erhält man das störsignalbefreite Nutzsignal. Für viele Meßzwecke, insbesondere bei physiologischen Messungen wie EEG- und EKG-Messungen/ist es jedoch erwünscht, das einzelne Nutzsignal unmittelbar am Ausgang des Vorverstärkers zur Verfügung zu haben, um ohne notwendigerweise zunächst über eine Differenzbildungs- oder Differenzverstärkerstufe gehen zu müssen direkt eine Vielfalt von Weiterverarbeitungsmöglichkeiten auszunutzen.
25
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Verstärkeranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die sich bei wesentlich verringertem Schaltungsaufwand durch eine hohe Gleichtaktunterdrückung auszeichnet, ohne daß extreme Forderungen an die Toleranzen der Bauelemente gestellt werden müssen. Auch wenn mehrere Signaleingänge nicht angeschlossen sind, soll eine einwandfreie Unterdrückung von Störsignalen gewährleistet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in UnteranSprüchen gekennzeichnet.
5
Eine Schaltungsanordnung mit mehreren Einzelverstärkern, die vorzugsweise aus handelsüblichen Operationsverstärkern gleichen Typs bestehen, die jeweils durch zwei zusätzliche Widerstände beschaltet sind, zeichnet sich dadurch aus, daß die Störspannung bereits in diesen Einzelverstärkern, also in den einzelnen Vorstufen unterdrückt wird und am Ausgang nicht mehr auftritt, so daß an den einzelnen Vorstufenausgängen bei relativ niedriger Ausgangsimpedanz das oder die Nutzsignale abgegriffen und zweckentsprechend weiterverarbeitet werden können. Diese Störsignalunterdrückung in der Vorstufe wird dadurch erreicht, daß der niederimpedante Ausgang eines weiteren Einzelverstärkers, der vorzugsweise ebenfalls ein Operationsverstärker aus der Reihe der übrigen Einzelverstärker ist, einen allen übrigen Einzelverstärkern hinsichtlich eines Eingangs (vorzugsweise des Minus-Eingangs) gemeinsamen Potentialpunkt beaufschlagt. Am anderen Eingang (im gewählten Beispiel also dem Plus-Eingang) dieses weiteren Einzelverstärkers liegt ein Bezugsnutzsignal, das voraussetzungsgemäß durch das gleiche Störsignal überlagert ist wie die an den jeweils anderen Eingängen der Einzelverstärker zugeführten Nutzsignale. Am niederohmigen Ausgang des weiteren Einzelverstärkers liegt damit das um einen definierten Verstärkungsfaktor überhöhte Signal aus dem Bezugsnutzsignal und dem überlagerten Störsignal. Dieses Signal bildet das Bezugssignal für alle übrigen Einzelverstärker, die untereinander vorzugsweise mit den gleichen Widerständen, min-
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Hellige GmbH
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destens aber mit dem gleichen Wxderstandsverhältnis beschaltet sind, das zum Wxderstandsverhältnis an dem weiteren Einzelverstärker reziprok ist. Damit erfolgt in den Einzelstufen eine Differenzbildung zwischen dem mit Störsignal behafteten Nutzsignal dieser Stufe und dem ebenfalls mit dem gleichen Störsignal behafteten Bezugsnutzsignal, wobei das Störsignal eliminiert wird. Ein möglicher Rest an Störspannung, der unter Umständen noch an den Ausgängen der Einzelverstärker stehen kann, hängt von den Toleranzen der verwendeten Widerstände ab. In jedem Fall ist der Betrag der Störspannung jedoch ganz erheblich kleiner, was sich aus der weiter unten dargelegten rechnerischen Ableitung gut ersehen läßt.
An die Widerstände werden keine höheren Toleranzanforderungen gestellt als dies bisher bei Verwendung einer nachfolgenden Differenzstufe zur Gleichtaktunterdrückung der Fall war.
Die Schaltungsanordnung zeichnet sich vor allem durch folgende Vorteile aus:
- Sieht man von der einen das Bezugssignal liefernden Stufe ab, so wird im wesentlichen nur noch die Hälfte an Bauelementen, insbesondere an Verstärkerbauelementen benötigt. Auf die damit erreichte Kosteneinsparung ist deshalb besonders hinzuweisen, weil etwa bei physiologischen Meßgeräten wegen der oftmals extremen Spezifikation der Eingangsdaten die Vorstufen besonders teuer sind.
- Außer der Kosteneinsparung fällt für einige Anwendungszwecke auch die erhebliche Einsparung an Platz
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Heilige GmbH TER MEER - MÜLLER · STEINMEISΤΕΠ PW-413
ins Gewicht, was von besonderer Bedeutung ist, wenn viele Vorstufen in einer Baueinheit untergebracht werden müssen, wie dies zum Beispiel bei einem Elektrodenverteiler für EEG-Geräte mit einer Vielzahl von Elektroden der Fall ist. Hier kommt die
Platzeinsparung der Forderung nach einem möglichst kleinen handlichen Elektrodenverteiler entgegen.
- Wegen der nahezu vollständigen Unterdrückung der Störspannung bereits in der Vorstufe kann das Nutzsignal
im Bedarfsfall direkt weiterverarbeitet werden. Ist nachfolgend eine Differenzstufe vorgesehen, so wird diese hinsichtlich der Störsignal- also der Gleichtaktunterdrückung praktisch nicht mehr beansprucht.
Bei gleichen evtl. noch vorhandenen Fehlerspannungen am Ausgang der Eingangsstufen, wie sie auch bisher am Ausgang der unentbehrlich vorhandenen Differenzstufen auftreten können, ergibt sich damit gegenüber den bekannten Lösungen noch der erhebliche Vorteil einer zusätzlichen Glexchtaktunterdrückung und damit einer weiteren Verbesserung hinsichtlich des Störsignalanteils .
- Nach der Verringerung der Impedanz, Gleichtaktunterdrückung und Anhebung des Signalpegels beispielsweise von EEG- auf EKG-Empfindlichkeit, kann es interessant sein, das so aufbereitete und bereinigte Nutzsignal mit elektronischen Schaltern weiterzuverarbeiten. Eine solche Schalteranordnung war auch bisher schon bei physiologischen Meßgeräten
der hier erwähnten Art vorgesehen, und zwar vor den Differenzstufen, die die eigentliche Glexchtaktunterdrückung erst bewirken sollen, wie beispiels-
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Hellige GmbH TER MEER · MÜLLER · STEINMEIS TER PW-41 3
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weise die Schaltungsanordnung nach der genannten DE-OS 24 29 953 zeigt. Solche elektronischen Schalter haben jedoch einen Durchlaßwiderstand, der bis zu einigen 100 Ohm in weiten Grenzen schwanken kann. Steht nun wie bei bisherigen Lösungen die Gleichtaktspannung (Storspannung) am Ausgang der Eingangsstufe, so bewirken die unterschiedlich hohen Durchlaßwiderstände eine Verfälschung der Gleichtaktspannung und damit eine Verschlechterung der Gleichtaktunterdrückung. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung werden diese Probleme beseitigt, weil die vollständige Störsignalunterdrückung bereits in der Vorstufe erfolgt. Wird also eine vergleichbare Schaltungsanordnung wie bisher gewählt, also mit Differenzbildung nach den Vorstufen, so wird eine ganz erheblich bessere Störsignalunterdrückung erreicht, ohne daß die Durchlaßwiderstände der dazwischenliegenden Schalteranordnung besonders kritisch werden.
20
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der einzigen Figur sind mit
die Einzel
1 bis 25) ,
,n - Die
stärker,
30
V - die Einzelverstärker von Vorstufen (z.B. η = η
E , A - Die Eingänge bzw. Ausgänge der Einzelver-
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Hellige GmbH TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER PW-413
-ίο
υ-, - die Eingangsspannung der Vorstufe V am Eingang
En,
U - die Ausgangsspannung der Vorstufe V
die Bezugsspannung aller Vorstufen (am Punkt P) als Ausgangsspannung des weiteren Verstärkers (im dargestellten Beispiel des EinzelVerstärkers
U - die Störspannung, die alle Eingänge E beaufschlagt
R1, R_ - die Widerstandsbeschaltung der Vor-
£
stufen,
Rp· R ' - die Widerstandsbeschaltung der die Bezugsspannung U^ liefernden Vorstufe (im dargestellten Beispiel V^),
W - eine elektronische Verknüpfungsschaltung, als "Ableitwähler" bezeichnet,
D * - den Eingangsstufen über den Ableitwähler nachgeschaltete Differenzstufen (z.B. n1 = 1 bis 8, 1 bis 12 oder 1 bis 16),
K ' - Ausgangsspannung der Differenzstufe D ' und mit
R-j, R. - die dargestellte Widerstandsbeschaltung j4
der Differenzstufen
bezeichnet.
Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein EEG-Gerät, bei dem die Ausgänge A.. ... A der Vorstuf an V1 ... V über die als Ableitwähler W bezeichnete Wählschalteranordnung
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Hellige GmbH TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEIS TER PW-41 3
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paar- und auswahlweise auf den Plus- bzw. Minus-Eingang eines jeweils ausgewählten der Differenzverstärker D1 ... D ' schaltbar sind. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Differenzverstärker sind an sich bekannt und bedürfen hier keiner weiteren Erläuterung. Das Verhältnis der Widerstände R./R3 kann größer als 1 gewählt werden, wenn eine zusätzliche Anhebung des Nutzsignals erwünscht ist. Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel wurde das Verhältnis R./R-. = 1 gewählt mit R3 = R4 = 10 kit +_ 1 %. Sowohl für die Eingangsstufen V1 ... V als auch für die Differenzstufen D1 ... D ' in In
wurden bei dem erprobten Ausführungsbeispiel Operationsverstärker-Bausteine des Typs OP 05 C verwendet. Bei einem EEG-Gerät sind beispielsweise 25 Meßelektroden vorhanden, die dementsprechend 25 Elektrodensignale abgeben, die durch 25 Eingangsstufen im Elektrodenverteiler des EEGs auf einen ausreichenden Nutzsignalpegel bei erfindungsgemäßer Unterdrückung des Störsignalpegels angehoben werden.
Die Bezugsspannung Uf am für alle Eingangsstufen gemeinsamen Bezugspunkt P wird über den Eingang E. (vierte Elektrode) gewonnen; diese Bezugsspannung setzt sich aus dem Bezugsnutzsignal U„. und dem alle Eingänge beaufschlagenden Störsignal zusammen. Anstelle der in dem dargestellten Beispiel verwendeten vierten Elektrode kann auch jede beliebige andere Elektrode verwendet werden. Ebenso kann der hier herausgezeichnete Vorverstärker V. durch einen separaten anderen Verstärker, insbesondere Operationsverstärker mit zwei Eingängen ersetzt sein. Eine zusätzliche Elektrode zu den im Programm beispielsweise eines kommerziellen EEG- oder EKG-Geräts benötigten ist nicht erforderlich.
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Hellige GmbH TER MEER · MÜLLER · STEINMEfSTER PW-413
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Bei der gezeigten Schaltung sind die vom jeweiligen Ausgang A-, A_, A3, A1. ... A zum zugeordneten Minus-Eingang liegenden Widerstände R1 alle gleich. Entsprechend sind auch die vom jeweiligen Minus-Eingang zum gemeinsamen Schaltungspunkt P führenden Widerstände R2 alle mit gleichem Widerstandswert gewählt. Diese gleiche Wahl der Widerstandsbeschaltung der Vorverstärker wird sich zwar für die Praxis der meisten Anwendungsfälle empfehlen, schon um die Widerstandstoleranzen in vergleichbaren kleinen Grenzen zuhalten.
Eine Voraussetzung für das Funktionieren der Schaltung ist dies jedoch nicht. Entscheidend ist lediglich, daß das Verhältnis der Widerstände R1/R2 bei allen Vorstufen, die nicht zur Erzeugung der Bezugsspannung dienen, gleich ist. Für die zur Erzeugung der Bezugsspannung verwendete Vorstufe (im dargestellten Beispiel die Vorstufe V.) ist die Widerstandsbeschaltung mit R2 1 bzw. R1 1 bezeichnet. Für die Praxis bietet sich in den meisten Fällen an,
R2 1 = R2 und R1 1 = R1 zu wählen. Wichtig ist allerdings auch hier nur, daß das Verhältnis R2VR1 1 dem Verhältnis R2ZR1 bzw. dem Reziproken des Verhältnisses R1ZR2 entspricht. Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel der Schaltung wurde R1 = R1 ' = 500 k-Ω- +_ 1%o und R2 = R2 1 = 10 k&- +_ 1 %o gewählt.
Es soll zunächst das Verhalten der Schaltung hinsichtlich der Nutzsignale betrachtet werden.
Die Ausgangs spannungen U .. . . . U^ ergeben sich mit Bezug auf die Schaltungsdarstellung zu:
RR
üAn - üEn · (1 - R2- ί " Uf ' R^ Π)
R '
üf = ÜE4 . (1 + ^r) (2)
Gleichung (2) in Gleichung (1) eingesetzt ergibt:
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Hellige GnbH TER MEER - MÜLLER ■ STEINMEIS "ER PW-413
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UAn = °En<1 + R^)- ÜE4(1 +ΐΤ^ ·Τ->™*3^ ^r = ~ folgt: üAn = üEn (1 + ζ } - ÜE4 (1 + ^ >
üAn = (üEn - ÜE4> <1 + R^
0An = (üEn - 0E4) - V mit V = 1 + ^l (3)
Die Bezugs Spannung U,- am gemeinsamen Schaltungspunkt P fällt also heraus und die Ausgangsspannungen HL.. , U,«/ ··· U. ergeben sich als um den wählbaren Verstärkungsfaktor V verstärkten Differenzwert zwischen der jeweiligen Eingangsspannung und der Bezugsspannung, so daß das Störsignal bei der Differenzbildung in der jeweiligen Vorstufe durch Gleichtaktunterdrückung beseitigt wird. Die verstärkten relativ niederohmigen Ausgangssignale der Vorstufen lassen sich bereits an dieser Stelle prinzipiell beliebig weiterverarbeiten. Beim dargestellten Schaltungsaufbau werden diese Ausgangsspannungen jeweils paarweise über den erläuterten Ableitwähler einem der Differenzverstärker zugeführt. An den Ausgängen K.. bis K ' ergeben sich dann zum Beispiel die folgenden Spannungen:
K1 - °A1 - °A2 = (°E1 - 0E4) * V - (ÜE2 " 1W ' V =
(UE1 - ÜE2) .V (4)
30
TC =11 -TT = (U -U). V- (U -U.) V = K2 UA2 UAn *UE2 UE4; * v luEn UE4' * v
(UE, - U) . V usw.
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He 11ige GmbH TER MEER · MÜLLER · STEINMEIS ΓΕΚ PW-4 1 3
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Wird diese Ableitung durch Differenzbildung gewählt, so tritt keine Verfälschung der Signalspannung auf, da die erste Differenzbildung mit U . in der Vorstufe durch die zweite Differenzbildung aufgehoben wird. 5
Auch die Differenzbildung (Ableitung) zwischen U„4 und irgendeiner der übrigen Eingänge ist sehr einfach möglich:
An den Ausgängen der Eingangsstufen liegt die mit dem Verstärkungsfaktor V multiplizierte Differenzspannung zwisehen jedem Eingang und U . am Bezugseingang vor. Die gewünschte Ableitung zwischen ü„ und U, wird auf den einen Eingang des gewählten Differenzverstärkers D ' gegeben und der andere Eingang wird auf null Volt gelegt. Wird der Ausgang der betreffenden Eingangsstufe beispielsweise auf den nicht invertierenden Eingang des gewählten Differenzverstärkers gegeben, so ergibt sich die Ableitung (U„
ün
U„.). Wird der Ausgang der Eingangsstufe dagegen auf den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers geschaltet, so ergibt sich die Ableitung (ü_- - U„ ). 20
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Schaltung ausschließlich hinsichtlich der Störspannungen betrachtet. Zur Unterscheidung von den vorhergehenden Nutzsignalbetrachtungen sind die abgeleiteten Spannungen jeweils mit einem zusätzlichen Index "S" gekennzeichnet. Der Betrachtung liegen folgende Annahmen zugrunde:
1. Die Störspannung U liegt an allen Verstärkereingängen E mit gleicher Amplitude und Phasenlage an.
2. Die Widerstände R1 bzw. R2 haben untereinander den gleichen Toleranzbereich.
3. Für die Widerstände R1', R3 1 gilt: R1' = R1 und
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Hellige GmbH PW-413 TER MEER · MÜLLER · STEINMEISVER
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R2' =
Mit der Widerstandstoleranz F = (T = Widerstandstoleranz in %) und unter Berücksichtigung der möglichen ToIeranzabweichungen lassen sich für die Widerstände folgende Beziehungen ansetzen:
R1F = R1 (1 + F1); R2F = R2 (1 + F2) (6)
Der Toleranzfaktor F kann positiv oder negativ sein. 10
Voraussetzungsgemäß und in der Praxis sind die Störspannungen an den Eingängen gleich, das heißt, es gilt:
UE1S = UE2S = UE(n-1)S = UES
15
Werden zunächst die Toleranzen vernachlässigt, so ergibt sich mit der an den Eingängen E1 bis E auftretenden Störspannung ü analog zur obigen Gleichung (1):
R1 R1
ÜAS - Us » + Rj ] " üfS ' 4
R2
Mit Ufs = üs (1 + £=■ ) folgt:
'fS s ^1
25
R.
1 + ^- - TT- - 11 - 0 (7)
Unter Berücksichtigung der Toleranzen ergibt sich für die Ausgangsspannung folgendes:
R1 R9 R1
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Hellige GmbH TER MEER · MÖLLER · STEINMElSl ER PW-41 3
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1 + F9 1 + F1
Mit a = und b = 1 + F folgt daraus:
UAS = üs (1 - a . b) (9)
Der sich auf den Bezugssignalverstärker beziehende Faktor b ist für alle Verstärker konstant, so daß nicht sämtliche mögliche Fehlerkombinationen im Einzelfall betrachtet werden müssen. Der kleinste Wert für a.b ergibt den größten Wert der Rest-Störspannung U am Ausgang.
Ab
Zur Ermittlung der maximalen Rest-Störspannung werden in den Faktoren a und b die Beträge der Widerstandstoleranz angesetzt. Unter Berücksichtigung von Gleichung (8) ergibt sich damit:
U„„ = U
20
1 -
(1 -If2!) (1 -
AS s (1 +IfI ) (1+1 f2|)
(10)
Die größte Differenz zwischen zwei Ausgangsspannungen ergibt sich, wenn der Faktor a.b bei einem bestimmten Verstärker der Beziehung
(1 + [F2I) . (1
(1 - Tf1I) . (1 -genügt und für den zweiten Verstärker a.b = 1 gilt.
Die Gleichtaktunterdrückung CMRR einer beliebigen Eingangsstufe errechnet sich zu:
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Hellige GmbH
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISVEFi PW-4 1 3
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CMRR = ( = ^= ) . V (11)
UxS " UyS
Mit U c und U _ sind zwei beliebige Stör-Ausgangsspannungen
Xo y ο
U bis u A(n_-i\s bezeichnet. Mit F-, F„ > 0 ergibt sich
aus Gleichung (11): CMRR —ν co .
Das beschriebene Anwendungsbeispiel der Erfindung bezog sich auf den Eingangsteil eines EEG-Geräts mit 25 physiologischen Meßelektroden. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf EEG- und EKG-Geräte beschränkt. Vielmehr läßt sie sich mit Vorteil überall dort (vorzugsweise bei mehreren gleichzeitig zu erfassenden Meßpunkten) an einem Meßobjekt einsetzen, wo es darauf ankommt, ein kleines Nutzsignal auf einen zur weiteren Verarbeitung ausreichenden Pegel anzuheben, wenn gleichzeitig ein starkes Störsignal vorhanden ist. Meßprobleme dieser Art treten nicht nur in der physiologischen Meßtechnik, sondern auch in anderen Gebieten der Technik auf, beispielsweise in der seismischen Datentechnik, in der chemotechnischen Meßtechnik/ auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, in der Unterwasser-Sonartechnik usw.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind auch eine Reihe von Abwandlungen der erfindungsgemäßen Verstärkeranordnung möglich, insbesondere bei der Gestaltung des für die Gewinnung des Bezugssignals verwendeten Einzelverstärkers.
25
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IS
Leerseite

Claims (7)

  1. PATENTANWÄLTE
    TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER
    D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld 2 δ 3 Q Q 3
    Triftstraße 4 Siekerwall 7
    PW"413 7. Juli 1978
    HELLIGE GMBH
    Heinrich-von-Stephan-Straße 4
    D-7800 Freiburg
    Verstärkeranordnung mit Störsignalunterdrückung
    PATENTANSPRÜCHE
    (Iy Verstärkeranordnung für eine Mehrzahl von einzeln erfaßten und zu verarbeitenden Nutzsignalen, die durch ein vergleichsweise großes Störsignal überlagert sind, mit einer Mehrzahl von gleichen Einzelverstärkern mit je einem Plus-Eingang, an dem ein bestimmtes durch das Störsignal überlagertes Nutzsignal zuführbar ist, und mit je einem Minus-Eingang, der jeweils über einen zugeordneten ersten Widerstand mit dem betreffenden Vertärkerausgang und über einen zugeordneten zweiten Widerstand mit einem allen Einzelverstärkern gemeinsamen Potentialpunkt verbunden ist, wobei die Verhältniswerte aus jeweils erstem und zweitem Widerstand für die einzelnen Verstärker gleich sind, dadurch gekennzeichnet , daß zur Störsignalunterdrückung
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    Hellige GmbH TER MEER · MÖLLER · STEINMEISVEF* PW-41 3
    der gemeinsame Potentialpunkt (P) an den Ausgang eines weiteren Verstärkers (V,) mit einem Plus- und einem Minus-Eingang angeschlossen ist, dessen Ausgang über einen dritten Widerstand (R2') m-'-t seinem Minus-Eingang verbunden ist, der seinerseits über einen vierten Widerstand (R1') auf Bezugspotential (z.B. Masse) liegt, während am Plus-Eingang dieses weiteren Verstärkers ein durch das Störsignal überlagertes Bezugsnutzsignal anliegt, und daß der aus dem dritten und vierten Widerstand gebildete Verhältniswert dem reziproken Verhältniswert aus einem ersten (R1) und einem zugeordneten zweiten Widerstand (R2) entspricht.
  2. 2. Verstärkeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Widerstände (R1) mit jeweils gleichem und die zweiten Widerstände (R2) mit jeweils gleichem Widerstandswert gewählt sind.
  3. 3. Verstärkeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert des dritten Widerstands (R2') gleich einem der zweiten und der Wert des vierten Widerstands (R1') gleich einem der ersten Widerstände gewählt ist.
  4. 4. Verstärkeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Einzelverstärker ein Operationsverstärker mit gleichen Kennwerten ist.
  5. 5. Verstärkeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Verstärker ein Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad, vorzugsweise ein Operationsverstärker ist
    909883/0463
    TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEIS">EP
    Hellige GmbH PW-413
  6. 6. Verstärkeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (A1, A2 ... An) der Einzelverstärker (V1, V„, ....V) über eine Wählschaltung (W) auswahl- und paarweise auf den
    Minus- bzw. Plus-Eingang eines aus einer Mehrzahl von Differenzverstärkern (D1, D2, ... D ') schaltbar sind.
  7. 909883/0463
DE19782830033 1978-07-07 1978-07-07 Verstaerkeranordnung mit stoersignalunterdrueckung Pending DE2830033A1 (de)

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