Чем вам все-таки не понравилась схема с LM358. Сложностью расчета двух параллельных резисторов? Вы очевидно желаете, чтобы все за вас рассчитали
Вот вам пример схемы. Uref=2.56V, Ushift=1.39V:


"вопрос с делителем напряжения" вообще не понял. Это что, из другой темы про измерение сетевого напряжения?

Возвращаясь к вопросу о макс. допустимом отрицательном токе через шунт при использовании дифф. усилителя на основе ОУ семейства LM358 в случае, если не используется специальная защита. Сначала перерисуем схему ув. Baser-а так, чтобы добиться немного лучшей симметрии без использования нестандартных номиналов резисторов:



При отсутствии вх. сигнала на выходе ОУ имеем 1.4079 В, на входах ОУ - смещение 149.4 мВ. При подаче сигнала на выходе получаем (зеленая линия - ток через R8, красная - напряжение на выходе ОУ):



Для того, чтобы напряжение на + входе ОУ улетело ниже предельно-допустимого -0.3 В нужен не такой уж большой ток, порядка 20 А.

Теперь добавим в схему два резистора, R10 и R11, которые подтянут входы ОУ к +5 В



Поскольку резисторы одинаковые, поведение схемы в нормальном режиме не изменилось. Однако среднее напряжение на входах ОУ возросло со 149.4 мВ до 2.755 В. Теперь для того чтобы загнать напряжение на + входе ОУ ниже -0.3 В нужен гораздо больший ток, порядка четверти килоампера. На графике показано напряжение на + входе ОУ (красн.) и ток через шунт (зелен):



Однако есть еще более простой и изящный способ добиться робастности такого усилителя. Вместо того, чтобы добавлять дополнительные резисторы, достаточно изменить полярность питания ОУ и микроконтроллера. То есть, вместо того, чтобы +5 сделать шиной питания, а -5 - "общим", достаточно назначить +5 - "общим", а -5 - шиной питания. Соответственно, напряжение на входах ОУ будет равно (5-0.149) = 4.85 В относительно минуса питания, а для того, чтобы напряжение улетело до -5.3 В (относительно общего) понадобится ток через шунт величиной в пол килоампера.

Заодно симистором можно будет управлять "напрямую" без оптосимисторов, а используя простой буферок на транзисторе. Ведь симистор прекрасно управляется "минусом".


Что же касается измерения сетевого напряжения, то вот такая простая схема ограничивает напряжение на входе АЦП не ниже -0.3 В и не выше +5.3 В даже при использовании обычных кремниевых диодов:

Давайте попорядку:

1)Для снятия напряжение с шунта лучше использовать дифферинциальное включение ОУ

2)В зависимости от опорного напряжения выбирается "виртуальная" земля. Если опорное 2,56В, то виртуальная земля должна находиться где-то посередине., то есть где-то на уровне 1,25В; Если опорное 5В, то земля должна находиться где-то на уровне 2,5В.

Если опорное 2,56В, то максимальное отклонение напряжения на шунте - 2,56В. Для этого случая подходит ОУ LM358, так как на его выходе не может быть напряжения больше чем напряжение питания - 1,5В

Если опорное 5В, тогда необходим другой ОУ, способный выдавать до 5В на выходе при питании +5В.

"Виртуальная" земля определяется соотношением резисторов R2,R3. Если они равны, то земля будет на половине питания. Если R2 в 2 раза больше R3, тогда земля будет на уровне 1/3 напряжения питания. То есть напряжение "виртуальной" земли определяется напряжением на неинвертирующем входе(+)

3)Далее выбирается коефициент усиления. Он определяется соотношением резисторов R6/R4. Если R6 больше в 10 раз R4, то коефициент усиления будет 10.


Это верные утверждения?

Да.


Да.


Нет.

Если опорное 2,56В, то виртульная земля, которая "где-то посередине", равна примерно 1.28 В. Значит, при отсутствии тока в шунте на входе АЦП будет 1.28 В, при максимальном положительном токе в шунте 2.56 В, при максимальном отрицательном токе в шунте 0 В. То есть, "максимальное отклонение напряжения" на входе АЦП относительно "нулевого" (виртуальная земля 1.28 В) составляет +/-1.28 В, т.е половину Vref. Тип ОУ к этому не имеет отношения.

"Максимальное отклонение напряжения на шунте" (т.е. амлитуда падения напряжения на шунте) должно быть меньше в Ку раз. При Vref/2=1.28 В и Ку=10 на шунте может падать до +/- 128 мВ. При сопротивлении шунта 20 мОм макс. амплитуда тока в шунте, при которой напряжение на входе АЦП не выйдет за рабочий диапазон (от 0 до 2.56 В) будет +/- 6.4 А

Это Vref выбиррано ниже чем Vcc=5 В на полтора вольта потому что выбранный дешевый ОУ не может разогнать сигнал до 5 В при 5 В питания. Если бы был выбран ОУ с выходом rail-to-rail, то имело бы смысл взять опорное 5 В, а не 2.56 В.


А также тем, к какому источнику они подключены.

Виртуальная земля дифф. усилителя должна быть примерно равна половине Vref.

Если Vref физически недоступно (т.е. не выведено на ножки микропроцессора), то в качестве источника смещения приходится брать то, что под руку подвернулось, т.е. питание +5В. Если Vref=2.56 В доступно, то R2 надо подключить к этому источнику Vref (это уменьшит суммарную погрешность измерения), а резисторы R2 и R3 сделать равными.


Нет.

Оно определяется тем, к какому напряжению подключен Rg в классической схеме.
[attachment=17477:attachment]


при условии что R4/R6 = R1/(R2||R3)


Да

Вот уж, действительно, что значит иметь небольшую практику аналоговой схемотехники. Такой очевидный "финт ушами" не пришел в голову! Спасибо, теперь такое не забудется

Далее для Владимир_КПИ по выбору МК. Предлагаю не заморачиваться с Tiny и выбрать ATmega8. Это младший из мег, стоит немного, но по функционалу на порядок превосходит любую tiny. Как говорил один мой коллега: "В системе не должно быть дурацких ограничений"

При применении ATmega8 эти рекомендации осуществимы.
Vref=2.56V попадает на ножку МК, куда еще и рекомендовано подключать внешнюю емкость от 0.1мк
Правда этот выход высокоомный, тип.=32кОм, поэтому желательно применить буферный ОУ.

И еще одно замечание, почему желательно выбирать Vref=2.56V Все-таки это напряжение получается с внутренней bandgap reference, поэтому оно значительно стабильней, чем Vref=5V, которое являет собой шину питания.

Я думаю, это лишнее. Даже с выбранными вами номиналами это условие выполняется с хорошим запасом. А ведь ничто не мешает еще увеличить номиналы всех резисторов, скажем, примерно раза в 2.

Точно здесь. Хм... Действительно рекомендуют не превышать 1мА.

Получается, что лучше брать опорное с ножки МК (2,56В). Из-за стабильности. В итоге погрешность измерения будет меньше.

А что с ОУ? При использовании LM358N в симуляторе сигнал не дотягивает до земли - срезается. Это, я так понимаю, проблема самого ОУ(по-моему, это называется смещением). А есть ОУ который достаёт до земли?(то есть выходное напряжение может достигать нуля, или очень близко нуля). Если да - посоветуйте (желательно в корпусе DIP8).

Я пока нашёл другой выход - уменьшил коефициент усиления(Ку=7). Тогда сигнал не срезается.

Получилось вот:



То есть это готовое решение? Можно идти покупать ОУ LM358 и 1206 резисторы в обвязку и будет работать?


Вообще классная штука, этот ОУ.

В качестве МК думаю взять ATtiny13 или 15L. Если возьму Mega, у комиссии могут возникнуть вопросы по поводу рациальности использования. Но если, например, у Mega частота измерения выше или ещё что-то лучше, то можно взять и Mega.

О, ещё очень важный вопрос - как часто я смогу делать измерения с датчиков? В документации читал, что одно измерение происходит от хх мкс до 300 мкс. Отсюда следует, что за пол периода(10 мс) я смогу сделать около 30 измерений. Малова-то вроде. Ещё и каналы измерения нужно будет переключать (с датчика тока на датчик напряжения). Это тоже дополнительная задержка. Или я что-то путаю? У АЦП больше частота выборки?


По поводу датчика напряжения. Не думал что такое можно сделать с помощью 3-ёх резисторов. А как там выставляется "земля"? Получается нужно сделать землю на том же уровне, что и у датчика тока. Ведь опорное у АЦП будет одно.




P.S.

К диплому (19.02) нужно сделать устройство на макетной плате. Завтра поеду на Радиорынок за комплектующими. Буду собирать в упрощённом варианте - система синхронизации, симистор + оптопара, датчик тока, датчик напряжения, AC/DC конвертер, МК.

Нужно при нажатии на 2 кнопки плавно регулировать яркость + мерять активную мощность и записывать в EEPROM.

Результаты работы и попутные вопросы буду обсуждать в соответствующей теме (http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=40062)

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Feb 5 2008, 18:20

Это называется rail-to-rail ОУ. Точнее - rail-to-rail "по выходу". Их много всяких.


Можно было уменьшить сопротивление шунта - заодно потери в шунте уменьшились бы.

Еще почитате про ряды резисторов:
Ряды номиналов радиодеталей

Выводные 5% обычно выпускают с рядом E12 или E24; 1% - Е96
SMD общего применения 5% и 1% - E24
Вот эти номиналы и нужно применять. Другие не кУпите

Почему же? SMD 1% как и выводные (общего применения- не обязательно прецизионные!) - Е96

Я же не говорю, что таких нет
Просто то, что продается на каждом углу из SMD 1% это E24