HALBLEITERHEFT2000

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7-8/2000

Elektor

und soll lediglich die (Low-Current-) LED als Funktionskon-
trolle betreiben. S1 wählt die Stromquelle, S2 dreht die Pola-
rität der Ausgangsspannung. Hier kann ein doppelter
Umschalter (zum Beispiel Knitter MTA206PA) eingesetzt wer-
den, der eine neutrale Mittelstellung besitzt (kein Ausgangs-
signal).
Die Stromquellen der Firma Vishay/Siliconix im Vertrieb von
Farnell sind trotz ihres hohen Preises nicht besonders genau,
sie unterliegen einer Toleranz von

±10 %! Deshalb reicht die

Genauigkeit der einfachen Millivoltquelle zwar für einen Funk-
tionstest, keinesfalls aber für eine Kalibrierung der Sensor-
elektronik aus. Sollte sich der Ausgangsstrom von I1 oder I2
als zu hoch erweisen, kann er durch Widerstände nach Maß
(R1 und R2) auf den gewünschten Wert gesenkt werden. Die
Schaltung zieht einen Strom von ungefähr 4,25 mA aus der
Spannungsquelle.

(004106)rg

R1

R2

I3

3mA0

I1

1mA00

I2

0mA25

D1

S2

P1

100Ω

MT

S1

J2

J1

004106 - 11

J500

A

K

CR300

A

K

J505

100mV

25mV

*

*

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*

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*

siehe Text

*

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*

Von Hans Bonekamp

Diese Schaltung ist nicht für
medizinische Anwendungen
gedacht. Sie ermöglicht es
aber zu Demonstrations-
zwecken, ein EKG-Signal auf
einem Oszilloskop darzustel-
len. Bei Versuchen im Labor
wurden die drei Anschlüsse
des Verstärkers mit den Zeige-
fingern der rechten und linken
Hand sowie mit dem rechten
Bein verbunden. Elektroden
waren dabei nicht erforderlich,
es genügte, die beiden Finger
und das Bein mit blankem
Kupferdraht zu umwickeln.
Der Ausgang des Verstärkers
lieferte eine Spannung von
etwa 200 mV - mehr als genug
selbst für ein sehr unempfind-
liches Oszilloskop.
Die Opamps IC1 a, b und d bil-
den einen Instrumentenver-
stärker mit 201-facher Verstär-
kung. IC1c verstärkt das
Gleichtaktsignal (Common-
mode-Signal) 31-fach und legt
es an den Anschluss, der mit
dem rechten Bein verbunden
wird. Dadurch wird der Körper
in erster Instanz auf ein defi-
niertes Common-mode-Niveau gebracht, damit die Signale von
den beiden Armen bzw. Händen nicht außerhalb des Ein-
gangsbereichs des Verstärkers liegen. In zweiter Instanz wird
dadurch das Gleichtaktsignal gegengekoppelt, so dass sich
die Gleichtaktunterdrückung noch verbessert. Um die Ein-
gänge vor statischen Ladungen zu schützen, wurden Ein-
gangsschutzschaltungen mit D1...D4, R1 und R2 vorgesehen.

Der Abgleich der Gleichtaktunterdrückung (CMRR) erfolgt mit
dem Trimmpoti P1. Dazu legt man an die beiden (für den
Abgleich miteinander verbundenen) Eingänge des Instru-
mentenverstärkers eine auf Masse bezogene Wechselspan-
nung mit 50 Hz und 100 mV. Das Signal am Ausgang des
Instrumententenverstärkers wird mit dem Oszilloskop gemes-
sen und mit P1 auf Minimum abgeglichen.

2

3

1

IC1a

13

12

14

IC1d

6

5

7

IC1b

9

10

8

IC1c

R1

1k

R2

1k

R3

390k

R4

24k9

R6

24k9

R9

390k

R10

24k9

R11

24k9

R13

24k9

R14

100Ω

R5

249

Ω

R7

24k9

R8

24k9

R12

22k6

R15

10k

5k

P1

C1

22µ

16V

C2

10µ
16V

C4

10µ
16V

C3

100n

C5

100n

D5

1N4001

D6

1N4001

D1

D2

U

B

U

B

D3

D4

U

B

U

B

K1

BT1

9V

BT2

9V

IC1

11

4

D1 ... D4 = BAS45A

U

B

U

B

IC1 = TLC274

CW

004022 - 11

Linker Arm

Rechter Arm

Rechtes Bein

Einfacher EKG-Verstärker

093

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Elektor

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Die Stromaufnahme der Schaltung beträgt lediglich 2 mA, so
dass die aus Sicherheitsgründen unbedingt erforderliche Bat-
teriestromversorgung nicht unnötig kostspielig wird. Wenn
der Ausgang der Schaltung mit einem Oszilloskop verbunden

ist, muss dieses ein Klasse-I-Gerät mit fest angeschlossenem
Schutzleiter sein oder ebenfalls netzunabhängig mit Batterien
betrieben werden.

004022e

Von Gregor Kleine

Eingangsstufen in Empfänger-, Konverter- oder Detektor-
schaltungen haben das Problem, dass sie einerseits höchst
empfindlich sein sollen und andererseits bei Großsignalen
keine Verzerrungen dem Signal hinzufügen. Abhilfe würde hier
ein abschaltbarer Vorverstärker mit geringer Rauschzahl brin-
gen, der für Großsignale abgeschaltet und überbrückt werden
kann. Diese Funktion gibt es jetzt in einem GaAs-RFIC unter
der Bezeichnung MGA-72543.
Im Frequenzbereich von 100 MHz bis 6 GHz liefert der MGA-
72543 14 dB Verstärkung bei einer Rauschzahl von unter 2 dB.
Ist der Verstärker abgeschaltet und überbrückt, so beträgt die
Einfügedämpfung 2,5 dB. Die Betriebsspannung kann zwi-
schen +2,7 V und +4,2 V betragen. Ein- und Ausgang sind für
50-Ohm-Systeme angepasst. Über die Höhe des Betriebs-
stroms des Verstärkers lassen sich außerdem die Großsigna-
leigenschaften beeinflussen. Bei 40 ... 50 mA Betriebsstrom
steigt der Ausgangskompressionspunkt (P1dB) auf +16 dBm,
während er bei 10 mA Betriebsstrom bei +8 dBm liegt.
Da der MGA-72543 im Prinzip aus einer GaAs-FET-Stufe
besteht, muss man den Eingang (Gate) und den Ausgang
(Drain) über die jeweilige Gleichspannung so einstellen, dass
sich der gewünschte Betriebsstrom (10 mA ... 50 mA) ergibt.
Dies kann man mit einer negativen Gate-Vorspannung tun.
Hier ist aber die einfachere Möglichkeit gezeigt, einen Source-
widerstand einzufügen. Bei dieser Schaltung regelt sich der
Drainstrom selbsttätig (Gegenkopplungseffekt). Um die HF-
Eigenschaften zu erhalten, sind die Gleichspannungszu-
führungen am Gate hochohmig und am Drain über RF-Dros-
seln realisiert. Der Source-Gegenkopplungswiderstand ist für

die HF kurzzuschliessen, also mit Kapazitäten zu überbrücken.
Der Verstärker wird abgeschaltet, in dem der Betriebsstrom
auf 0 mA reduziert wird. Dazu kann man einfach den Source-
Widerstand abschalten.

(004117e)

Internet-Adresse:

www.agilent.com

MGA-72543

S

G

D

4

1

3

2

R

10k

1n

1n

100p

100p

100nH

BYPASS

LNA

I

D

56Ω

10mA

R

I

D

22Ω

8Ω2

20mA

40mA

004117 - 11

3V

MGA-72543

SOT-343

SOURCE

SOURCE

DRAIN

GATE 3

4

1

2

Überbrückbarer Antennenverstärker-MMIC

094

Von Burkhard Kainka

Zum Abhören des Herzschlags verwendet man ein Hörrohr
oder ein Stethoskop. Aber mit etwas Elektronik geht es noch
besser. Als Aufnehmer dient ein piezokeramischer Schall-
wandler, wie er zum Beispiel in elektronischen Grußkarten und
anderen Melodiengeneratoren eingesetzt wird. Der WandIer
liefert als Mikrofon Spannungen von einigen 100 mV. Die
untere Grenzfrequenz liegt seht tief, wenn der Anschlusswid-
erstand hoch ist. Deshalb wird ein Emitterfolger als Verstär-
ker eingesetzt. Am Ausgang kann ein niederohmiger Kopfhö-
rer verwendet werden. Der Herzschlag ist deutlich zu hören.
Wer die Schaltung noch etwas verbessern will, mag einen Dar-
lington-Transistor einsetzen, um den Eingangswiderstand
noch weiter zu erhöhen.

(004038)rg

2x 32Ω

C1

100µ

T1

BC548

R1

470k

BT1

4V5

R2

470k

R3

1k

004038- 11

Bz1

Ein elektronisches Stethoskop

095