Diskussion:Gleichtaktunterdrückung

MessSchaltung zu stark vereinfacht

Ausserordentlich wichtig bei einer solchen Messchaltung sind die Impedanzen der SignalQuelle selbst und der zwischen SignalQuelle und dem Eingang des PrüfObjektes. Die SchaltungsSkizze ist hier also zu stark vereinfacht.

Zum Beispiel wird in der heutigen Tontechnik nach AES mit einer um 10 Ohm unterschiedlichen (!) Quellimpedanz auf beiden Signalleitungen gemessen. Diese neuen Messwerte CMRR-IEC spiegeln sehr viel besser die praktischen Erfahrungen wieder ( IES 60268-3 ).

Mittlerweile (seit 2008) gibt es auch die ersten Audio-Messgeräte, die so automatisch die Praxis-bezogene CMRR-IEC messen können.

--AK45500 07:37, 14. Mai 2009 (CEST)

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alte Messmethode

die beschriebene alte Messmethode führt zu praxisuntauglichen und viel zu guten Ergebnissen. Wichtig ist es, wie sich die in der Praxis immer vorhandenen unvermeidlichen Unsymmetrien auswirken.

In der Tontechnik zumindest wird nun mit geringfügig unterschiedlichen Quellimpedanzen gemessen.

Erst diese Messmethode spiegelt die positive Erfahrung mit Eingangsübertragern wieder. --AK45500 23:40, 3. Jun. 2008 (CEST)

Weiterleitung von CMRR

Ich habe eben Informationen über das Center for Magnetic Recording Research (CMRR) gesucht und bin zur Gleichtaktunterdrtückung weitergeleitet worden. Einen Beitrag über das Center for Magnetic Recording Research gibt es leider noch nicht. Bitte die Weiterleitung aufheben. Auch die Einträge über CMRR in der englischen Wikipedia enthalten nicht die gesuchte Information. -- Datenralfi 07:47, 26. Mär. 2008 (CET)

CMR vs. CMRR

Hey Jabo, eh man was ändert sollte man vielleicht mal in der einschlägigen Fachliteratur nachschlagen!!!!
(nicht signierter Beitrag von 89.246.161.43 (Diskussion) 16:15, 24. Mai 2008 (CEST)) --JoBa2282 ^{Red mit mir} 00:01, 4. Jun. 2008 (CEST)

CMR ist nicht gleich CMRR auch wenn das an manchen FH so gelehrt wird!!

siehe Schmusch "Grundschaltungen" S.161
(nicht signierter Beitrag von 88.73.244.126 (Diskussion) 16:23, 24. Mai 2008 (CEST)) --JoBa2282 ^{Red mit mir} 00:01, 4. Jun. 2008 (CEST)

sicher ist das nicht gleich, aber es gehört zusammen. Wie Fremdspannung und Fremdspannungsabstand , CMRR ist ein VERHÄLTNIS der Spannungen ( bzw. eine Differenz der Pegel).--AK45500 13:31, 10. Sep. 2008 (CEST)

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GleichtaktunterdrückungsVerhältnis (engl. Common-Mode Rejection Ratio CMRR )

Gleichtaktunterdrückung (engl. Common-Mode Rejection)

CMR kenne ich NICHT ! NICHT in den Datenblättern Elektroakusitk noch bei OP-Amps . Immer nur CMRR ! --87.66.171.28 08:33, 25. Mai 2008 (CEST)

Sicher kennen sie es, sie haben es ja selbst hingeschrieben. Sie bilden ja das 'ratio' == das Verhältnis des CMR , also das CMRR . Sie geben die CMR über die CMRR an.

--AK45500 (Diskussion) 02:49, 14. Jan. 2014 (CET)

EingangsImpedanz

Wichtig in der Praxis, oft vergessen, selten verstanden:

Ein auf beiden TeilEingängen gleicher und möglichst hoher EingangsWiderstand gegen Masse ( Common ). Da sich am Ausgang immmer endlich grosse und geringfügig unterchiedliche AusgangsWiderstände ergeben, führt jeder Unterschied im WiderstandsTeilerVerhältnis in den beiden DifferenzZweigen zu einer ungewollten DifferenzSpannung am Eingang.

Hier sind Übertrager ( Trafos ), und zwar OHNE Phantomspeisung im Vorteil oder besondere Servo-Schaltungen. Nur sehr wenige 'SERVO'-Eingänge dürfen diesen Namen wirklich tragen, in den meisten Fällen handelt es sich um ungerechtfertigte markige MarketingWorte.

--87.66.171.28 08:33, 25. Mai 2008 (CEST)

• Interessant, ich habe mal weiter recherchiert, und im Artikel Instrumentenverstärker einen Link auf einen Artikel gefunden, der die betreffenden Widerstände explizit benennt und erläutert. Echter Differenzverstärker I (siehe Erläuterung zu Bild 5). ---- Aquis O-Ton 08:42, 21. Sep. 2008 (CEST)

Die normale CMRR Messung spiegelt halt die Gegebenheiten in der Praxis in keiner Weise wieder (siehe oben). Daher wurde ja im Tontechnikbereich die CMRR-IEC entwickelt.

--AK45500 (Diskussion) 02:54, 14. Jan. 2014 (CET)

20*log

Ich finde hier fehlt der Schritt dass die Leistung ins Verhältnis gesetzt wird und daher nicht mit 10*log sondern mit 20*log gerechnet wird (nicht signierter Beitrag von 85.127.116.167 (Diskussion) 21:25, 14. Dez. 2011 (CET))

Leistungsgrößen sind 10*log, Feldgrößen wie Strom oder Spannung werden quadratisch in Relation gesetzt; Damit ergibt sich bei Feldgrößen der Faktor von 20.--wdwd 21:52, 14. Dez. 2011 (CET)

Ja, und genau das quadratisch in Relation setzen macht man weil Strom und Spannung quadriert proportional (nämlich mit 1/R, was sich aber wegkürzt) zur Leistung stehen, also ist wird Endeffekt die Leistung ins Verhältnis gesetzt, richtig? -- 85.127.116.167 22:05, 14. Dez. 2011 (CET)

Ja, sollte im nun prominent verlinkten Ziel Bel (Einheit) stehen. – Rainald62 22:10, 14. Dez. 2011 (CET)

Wo werden den hier Leistungen ins Verhältnis gesetzt? Es werden zwei Spannungen miteinander verglichen (Eine Nutzspannung und eine Stör- bzw.Fehlspannung) Bei Leistungen rechnet man mit 10 * log . Aber egal, ändert sich die Spannung um 120 dB , ändert sich auch die Leistung um 120 dB. Und keine Spannung steht quadriert proportional zur Leistung. Egal ob hier Leistungen oder was auch immer ins Verhältnis gebracht wird, die Pegeldifferenz in Dezibel bleibt gleich.

--AK45500 (Diskussion) 03:03, 14. Jan. 2014 (CET)

Fehler im Beispiel?

Das korrekte Ergebnis im Beispiel müsste doch Ua = 9 µV lauten ( 9,4868329... µV ), oder habe ich was übersehen? (nicht signierter Beitrag von 46.244.224.220 (Diskussion) 15:36, 13. Jan. 2015 (CET))

Sie haben die Praxis und die MESSGENAUIGKEIT übersehen. Sie geben einen Spannungswert mit einer Auflösung von ca. 9.15573167252736E-008 also 
0,0000001 dB an. Bei 130 dB, was eigentlich sehr sehr praxisfremd hoch ist, muss man sich anstrengen, um besser als +-6 dB zu sein.   
Das halbe microVolt rauf runter ist also egal. .... warum signiert hier eigentlich (fast) keiner : SignaturUnterdrückungs-Abstand, en SRR --AK45500 (Diskussion) 14:35, 27. Jul. 2017 (CEST)

Weblink

Der angegebenen Link zum Rechenbeispiel funktioniert nicht. (nicht signierter Beitrag von 153.96.155.7 (Diskussion) 10:29, 4. Apr. 2017 (CEST))

Berechnung der Ausgangsspannung in der Schaltung mit CMRR (Bsp.)

Die Berechnung der Ausgangsspannung in der Schaltung mit dem Einfluß der CMRR ist nicht so möglich, wie die mathematischen Zusammenhänge es momentan hier zulassen. Duch die Rückkopplung der Schaltung wird die Ausgangsspannung nicht in dem Maße verändert, wie es über die Gleichtaktverstärkung mal Eingangsspannung es zeigen. Die Berechnungen so, stimmen nur für den 'open loop' OP alleine. Berechnet man die Spannungs-Verhältnisse unter Berücksichtigung der Rückkopplung ergibt sich eine andere Ausgangsspannung. Die Loop gain (Differenzverstärkung) reduziert massiv den Einfluß der (negativen) CMRR. Das Beispiel ist als Schaltung hier praxisnah, aber die Berechnung der Ausgangspannung im Beispiel (in der Schaltung) sollte angepasst werden. --KadettDirk (Diskussion) 22:27, 7. Nov. 2021 (CET)

Danke für die freundliche Kritik. Ich denke, dass ich im Beispiel sehr wohl die Auswirkung der Rückkopplung eingerechnet habe. Somit wirkt sich die Gleichtaktverstärkung auf das Ergebnis auch nur mit einer Abweichung von 2 % aus. Kannst du Vorschläge machen, wo die mathematischen Zusammenhänge andere sein müssten? Oder wie das Beispiel anders gerechnet werden müsste? --der Saure 10:41, 8. Nov. 2021 (CET)

Ich habe die Mathematische Analogie des OPs in dieser Schaltung (ideal + CMRR) simuliert. Das ist zum einen das hier beschriebene Verhalten des OPs selbst, plus die Beschaltung. Der Ausgang des OPs wird abgeschwächt auf '-' zurückgekoppelt (gain 1/100). Diese Gleichung habe ich nach Ua aufgelöst. Hier kommt eine weitaus geringe Auswirkung (von der CMRR) auf die Ausgangsspannung heraus. Durch die Rückkopplung entstehen immer Gleichungen, die den Ausgang (hier Ua) zweimal enthalten. Mit Ausklammern kann man dann Ua separieren. Ich habe versucht das Bild der Simulation mit der Struktur und den Ergebnissen hier einzufügen, jedoch hat es nicht funktioniert. Das wäre zur Erklärung sicher am besten gewesen. Grundsätzlich finde ich diese aus der Regelungstechnik kommenden Darstellungen der Gleichungen für das Verständnis auch beim OP sehr gut (da ja auch hier Rückkopplungen entstehen). Ein zweiter Fehler auf die Ausgangsspannung entsteht in der Schaltung auch noch durch die nicht unendliche Differenzverstärkung. Diesen Effekt und auch den Effekt der CMRR kann ich mathematich separat berechnen. Die exakte Gleichung zur Berechnung der Ausgangsspannung (mit dem Einfluss der CMRR) kann ich hier hineinstellen, sowie auch die weitaus einfachere Näherung. Die Näherung hat auch dann Praxisrelevanz, da man mit ihr dann einfach die Auswirkung der CMRR (Datenblattangabe) auf die verwendete Schaltung berechnen kann. Schöne wäre es, wenn ich die Regelungstechnische Darstellung (mathematische Analogie der Gleichung) auch noch anbringen könnte. --KadettDirk (Diskussion) 22:30, 13. Nov. 2021 (CET)

Hier die korrekte Berechnung der Ausgangsspannung unter Berücksichtigung der CMRR und der Differenzverstärkung für das Beispiel:

Ua = ((Ue-Ua * 1/V_Schaltung) - U_com * 1/CMRR) * Ad

mit Ue=Ucom: Ua = Ue*Ad / (1+Ad/V_Schaltung) - Ue*Ad/CMR / (1+Ad/V_Schaltung)

Der erste Term (vor dem großen Minus) in der Gleichung ist der Einfluß von Ad auf die Ausgangsspannung, der zweite Term ist der Einfluß von CMRR auf die Ausgangsspannung.

Der zweite Term ist von praktischer Relevanz für Schaltungsentwickler, da man damit den Einfluß von CMRR auf die Ausgangsspannung berechnen kann.

Für große Ad kann der Term vereinfacht werden und es ergibt sich näherungsweise: deltaUa = Ue * V_Schaltung / CMRR --KadettDirk (Diskussion) 10:17, 16. Nov. 2021 (CET)

Ich kann dir leider nicht folgen, zumal du lauter undefinierte Zeichen verwendest. --der Saure 12:52, 16. Nov. 2021 (CET)

Da im Artikel (hoffentlich) alle verwendeten Formelzeichen durch Zeichnung oder Text definiert sind, ist es wohl das Einfachste, wenn du die Gleichungen deiner Quelle so übersetzt, dass sie die Formelzeichen des Artikels verwenden. Das erspart den Aufwand eines definierenden Textes. --der Saure 09:05, 17. Nov. 2021 (CET)

Hier die richtige Berechnung der Ausgangsspannung unter Berücksichtigung der CMRR und der Differenzverstärkung für das Beispiel unter Verwendung der Formelzeichen des Artikels:

U_a = ((U_e-U_a * 1/v) - U_GL * 1/G) * V₀

mit U_e = U_Gl: U_a = U_e * V₀ / (1+V₀ / v) - U_e * V₀ / G / (1 + V₀ / v)

Für große V₀ kann der Term vereinfacht werden, und es ergibt sich näherungsweise: deltaU_a = U_e * v / G

In meiner Ausgabe vom Tietze-Schenk Seite 537 Formel (5.45) findest du die obige Formel und Erläuterungen. --KadettDirk (Diskussion) 21:24, 21. Nov. 2021 (CET)

Du machst es mir reichlich schwer.

1. Was ist denn „deine Ausgabe vom Tietze-Schenk“? Bei so ca. 15 Auflagen ist diese Fundstelle reichlich unbestimmt. Ich kann diese nicht einsehen.
2. Auch deine zweite Gleichung ist unbestimmt. Was ist denn $a{/}b{/}c$ ohne Klammersetzung? Meinst du $(a{/}b){/}c={\frac {a}{bc}}$ oder $a{/}(b{/}c)={\frac {ac}{b}}$?
3. Dein „deltaU_a“ ist undefiniert.

Aber ich bin auch so weitergekommen. Deine erste Gleichung ist in meinen Augen ziemlich kompliziert, das Ergebnis einer Herleitung, höchstwahrscheinlich für irgendeine spezielle Schaltung entstanden, jedenfalls nicht allgemeingültiger Ausgangspunkt. Sie enthält einen ersten Summanden ${\frac {U_{e}-U_{a}}{v}}$, dessen Herkunft mir rätselhaft ist. Und dieser Summand steht im Widerspruch zum ersten Summanden der Gleichung $U_{\mathrm {a} }=V_{0}(U_{\mathrm {d} }+{\frac {1}{G}}\;U_{\mathrm {Gl} })$. Diese Gleichung finde ich in mehreren mir zugänglichen Büchern als Grundlage zur Gleichtaktunterdrückung, so dass ich keinen Fehler im WP-Artikel finden kann. Ich habe auch die darauf aufbauenden Umrechnungen im Artikel kontrolliert und sehe auch hier keine Veranlassung, am Artikel etwas zu ändern. --der Saure 16:56, 22. Nov. 2021 (CET)

Meine Studenten und ich haben das Beispiel der Schaltung als falsch definiert. --KadettDirk (Diskussion) 09:13, 23. Nov. 2021 (CET)

Man kann Begriffe definieren, aber keine Wahrheit. Da machst du dir das Leben sehr einfach. --der Saure 18:39, 23. Nov. 2021 (CET)

So, muss diesen Thread nochmals aufmachen:

Ja - das derzeitige Beispiel ist falsch. Ist auch leicht ersichtlich, wenn man z.B. einen Impedanzwandler macht (R2 = 0, R1 > 0 (beliebig)), also Verstärkung v=1. Laut Beispielrechnung wäre dann die Ausgangsspannung für eine Eingangsspannung von Ue = 10V: Ua = V0 * Ud + Vgl * Ugl = 10 V + 2 * 10 V, also 30 V - und das ist sicherlich falsch - die Ausgangsspannung eines Impedanzwandlers bei 10 V Eingangsspannung liegt nicht um 20 V daneben...

Ok, damit zur 'korrekten' Formel / Herleitung:

Der Operationsverstärker (alleine) macht (I) Ua = V0 (Ud + Ugl / G) (also die Formel unter 'Grundlagen'). Nun ist der Operationsverstärker aber mit R1 / R2 gegengekoppelt, damit ergibt sich UN = R1 / (R1 + R2) * Ua und (II) Ud = Up - Un = Ue - R1 / (R1 + R2) * Ua. Ud von (II) kann nun in (I) eingesetzt werden: Ua = V0 (Ue - R1 / (R1 + R2) * Ua + Ugl / G), nun Ua von rechts auf linke Seite bringen: Ua * (1 + V0 * R1 / (R1 + R2)) = V0 (Ue + Ugl / G). Unter der Annahme, dass nun V0 * R1 / (R1 + R2) groß gegenüber 1 ist - was bei üblichen Verstärkungen passt (d.h. die Verstärkung des gegengekoppelten Verstärkers ist klein gegenüber V0) - kann die 1 vernachlässigt werden. Umformen, damit links nur mehr 'Ua' übrigbleibt: Ua = V0 / (V0 * R1 / (R1 + R2)) * (Ue + Ugl / G), dann V0 kürzen und Doppelbruch auflösen - und fertig: Ua = (1 + R2 / R1) * (Ue + Ugl / G) = v * (Ue + Ugl / G)

Und wenn man noch eine Online-Referenz für die (fertige) Formel braucht, dann z.B. MT-042, Tutorial, Analog Devices: Seite 2, Figure 2, mittlere der drei dort gezeigten Formeln - ist genau das, was ich gerade hergeleitet habe... --Brummelbim (Diskussion) 11:57, 20. Nov. 2023 (CET)

Es hat etwas gedauert, bis ich mich mit Vorstehendem befasst habe, weil ich anderwärtig ausgelastet war. Abe jetzt: Die Herleitung ist überzeugend, für mich ohne erkennbaren Fehler. Deshalb werde ich meine Fassung im Artikel ersetzen. Danke für die Sorgfalt und den Beleg. --der Saure 15:32, 9. Dez. 2023 (CET)

Vorzeichen/Verteilungsfunktion der Gleichtaktverstärkung

IMHO muss der Artikel überarbeitet werden in Bezug auf die Eigenschaften der Gleichtaktverstärkung. Im Artikel wird (teilweise) davon ausgegangen, das die Gleichtaktverstärkung ein 'bekannter, konstanter Wert' ist. Dem ist aber nicht so, die Gleichtaktverstärkung ist für jeden OpAmp aus einer Serie unterschiedlich - so wie z.B. die Offsetspannung auch...

Siehe z.B.

https://www.ti.com/video/4662542619001#transcript-tab

"In fact, if you were to look at the distribution of the common mode rejection ratio, you would get a Gaussian distribution."

Speziell für das Beispiel am Ende müsste das Endergebnis daher eher etwas in Richtung: Ua = 10 V +- xxV sein, wobei das xxV dann z.B. Standardabweichung oder k*Standardabweichung ist... --Brummelbim (Diskussion) 12:36, 20. Nov. 2023 (CET)

Ich finde nicht, wo im Artikel etwas von 'bekannter, konstanter Wert' steht. Wie es bei Halbleitern üblich ist, streuen die Parameter. Nur der in einem Individuum eingebaute Parameter ist für dieses Individuum konstant (abgesehen von Einflusseffekten). Nur gelegentlich ist eine Zeitdrift zu bedenken.

Da in der Schaltung des Artikels nur ein einziger OpV vorkommt, kann man damit keine Statistik machen und keine Standardabweichung angeben. Das könnte nur der Hersteller, wenn er aus Untersuchungen seiner Produkte Informationen fürs Datenblatt aufbereitet. Selbst im Datenblatt stehen keine Standardabweichungen. Vielmehr gibt es meistens ein "typ"-Wert und teilweise ein "min"- oder "max"-Wert. Diese muss ein Schaltungsentwickler beachten. Auf solch einen Wert werde ich in der Überarbeitung hinweisen. --der Saure 16:25, 9. Dez. 2023 (CET)