реклама на сайте
подробности

 
 
> Высокоточный входной делитель, Нетривиальные требования к тривиальной схеме
Vishv
сообщение Aug 29 2009, 19:19
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154



Доброго времени суток!

Я прошу помощи тех уважаемых специалистов, кто реально работал со схемами подобного класса точности.
Собственно суть вопроса:
Необходимо создать входной делитель вольтметра постоянного и переменного напряжения со следующими характеристиками:
1. Диапазон входных напряжений 0-1000 В (пределы : 200 мВ, 2 В, 20 В. 200 В, 650 В по постоянному и переменному напряжению).
2. Частотный диапазон 10 Гц - 100 кГц.
3. Точность по постоянке - 0,01%.
4. Точность по переменке - 0,1%.
5. Дрейф - не более 10 мкВ/8часов после прогрева на пределе 200 мВ (для других пределов - пересчитывается эквивалентно) после 0,5 часового прогрева.
6. Входное сопротивление - 10 МОм.
Питание задано - однополярное +5 В.
Управление входным делителем - электронное.
Исходная схема приведена в прикрепленном файле.
Собственно схема стандартная и применяется во многих измерительных устройствах.
Номиналы R1-R4 и C1-C4 примерно соответствуют требуемым. Номиналы R5-R8 и тип опера - от фонаря (см. ниже).
Каскад на ОУ имеет переключаемый коэффициент усиления - 1 и 10.
А теперь собственно вопросы:
1. Подскажите, если можно, тип ОУ удовлетворяющий вышеописанным требованиям (+ минимальный шум).
2. Какими должны быть номиналы резисторов R5-R8 (хотя бы порядок)?
3. Что применить в качестве S1-S5 (герконы, реле, электронные коммутаторы)?
4. Как защитить вход ОУ от перенапряжения в случае ошибочного подключения (тип защитного элемента) ?
Я также буду благодарен за ссылки на источники, описывающие устройства подобного класса.
PS. При поиске по Форуму, по AN AD и AN LT я не смог получить рекомендаций по этим вопросам, может быть просто не понял...
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  Vxod_att.pdf ( 16.72 килобайт ) Кол-во скачиваний: 171
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
7 страниц V  « < 4 5 6 7 >  
Start new topic
Ответов (75 - 89)
jam
сообщение Aug 31 2009, 23:27
Сообщение #76


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474



Цитата(Designer56 @ Sep 1 2009, 02:16) *
AD8021 скорее ВЧ дифусилитель. Если Вы заметили, то у него и токи вх. большие, и источники сигнала для него требуются низкоимпедансые. Иначе все его ЧХ поплывут далеко от приведенных. От делителя 10 МОм он точно работать не будет laughing.gif Он просто засвистит. Я уж о погрешностях по постоянке и не говорю. Автору вопроса он явно не подойдет. Такие усилители давно делались, с 80-х годов примерно. Его можно использовать, так же как и другие М/С, но к нему нужно многое добавлять. Есть ещё трансимпедансные усилители и т.п. А 60 дб и 50 дБ большая разница- более 3-х раз. сдвиг же фазы- это палка о двух концах. Он может на одних частотах улучшить АЧХ, на других- ухудшить. Кроме того, сдвиг фазы в петле ООС, отличный от нуля, если система 1- го порядка, уменьшает глубину ОС, что явно не способствует увеличению точности, в частности- линейности и стабильности Ку системы в целом.

AD8021 вовсе не диффусилитель - но несколько осбенный конечно. Я его не предлагал ставить на вход сразу, а для начала можно поставить lmp7715 например - впрочем вариантов много
На 100кгц усиление упадёт на 0.003% при усилении 10 . По Вашим расчётам как я понял должно быть 0.1% . Разница в 30 раз , а на более высоких частотах будет больше.
Более того , можно скомпенсировать АЧХ подобрав ёмкости... В этом случае получаем 0.001% на 1 МГц - что с Вашей логикой не вяжется вобще. Или я заблуждаюсь?
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Vishv
сообщение Sep 1 2009, 14:57
Сообщение #77


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154



Цитата(Designer56 @ Sep 1 2009, 00:10) *
Вы сертификат типа СИ получили? Если да, нельзя ли взглянуть на описание типа и методику поверки. А так же что у Вас написано в ТУ о предназначении вашего изделия. Это эталон? Калибратор? Просто вольтметр?
все остальные вопросы- вторичны во многом.....

Да, это именно просто вольтметр.
Я уже писал ранее, что сформулированные мною требования - предельные (в смысле, что лучше, на данном этапе, не нужно).
Выполнении этих требований мне намного "облегчит жизнь" при производстве прибора, ну и кроме того:
bb-offtopic.gif "пить- так спирт, красть- так миллион, любить- так королеву!" biggrin.gif
А если серьезно - я поднял эту тему в первую очередь для того ,чтобы выслушать мнение специалистов, ну "проговорить" возникшие передо мной проблемы "вслух" - мне такая метода помогает..
Читая Ваши сообщения кое-что уяснил, пришли в голову новые идеи, посмотрел предложенное - спасибо!
Ну и я все-таки надеюсь что эта тема продолжится: "настоящему мужчине всегда есть,что сказать -если он, конечно, настоящий мужчина!" biggrin.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
zltigo
сообщение Sep 1 2009, 15:12
Сообщение #78


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244



Цитата(proxi @ Aug 31 2009, 22:36) *
с чего это..перебор...

Тогда рассчеты на бочку smile.gif. Я ранее привел величину усиления на этой частоте - возражать будем smile.gif? Ну а дальше типичные -20dB на декаду..



Цитата(jam @ Aug 31 2009, 23:34) *
Откуда у Вас 100дб?

Букварь, любой (ну почти smile.gif, где хоть что-то про неидеальнсти операционников говорится) берем и читаем.


--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
Go to the top of the page
 
+Quote Post
jam
сообщение Sep 1 2009, 18:53
Сообщение #79


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474



Цитата(zltigo @ Sep 1 2009, 19:12) *
Букварь, любой (ну почти smile.gif, где хоть что-то про неидеальнсти операционников говорится) берем и читаем.

Дык я в spice посчитал с моделью от производителя - на собственном опыте скажу - модель хорошо описывает...
Почему Вы считаете что результаты моделирования не верны?
Можети Вы AC и DC попутали?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
jam
сообщение Sep 2 2009, 23:27
Сообщение #80


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474



Цитата(Vishv @ Aug 31 2009, 22:04) *
3. Проблема входного ОУ.
Я понимаю, что требования к нему существенно отличаются при измерении постоянного и переменного напряжений.
Может быть решение состоит в том, чтобы этот каскад построить на 2-х ОУ - 1-й буфер для преобразования импеданса и 2-й для для получения необходимого коэффициента усиления?
Если не сложно - поделитесь своими соображениями по типам ОУ для такой конфигурации.

Теперь вопросы и рассуждения по прочитанному..
1. Я не понял, почему входной усилитель, сделанный на дискретных элементах будет работать лучше, чем монолитный, особенно если учитывать напряжение питания +5 В. Наверняка для этого усилителя потребуются согласованные пары транзисторов + прочая прецизионная дискретная россыпь. Или я не прав?
Я полностью согласен с тем, что "переменка в приборе должна жить как можно меньше"(прошу прощения если процитировал неточно).
2.Я не понимаю, почему очень много говорилось о точности и долговременной стабильности собственно резисторов и конденсаторов. На мой взгляд, с учетом приведенного выше межповерочного интервала, здесь нужно учитывать долговременную (и температурную) стабильность соотношения резисторов и конденсаторов во входном делителе и цепях "обвязки" ОУ. Хотя, конечно, чем точнее резисторы, тем они стабильнее во всех смыслах.

Что-то конкрентых пердложений нету - поэтому предолжу использовать связку или попробывать combined ada4817 и ad8021 (а если combined, то можно что-то с токовой связью ), Linear советует LT1227
Конечно резисторы надо брать точные, и чем точнее тем меньше головной боли. Всё надо термостатировать и по возможности герметизировать и если какой-то элемент греется - отодвинуть его подальше от других, сделать теплоотвод. ad637 не даст желаемой точности - в даташите стоит 1%, про 0.1% там ничего нет, в этом плане лучше LTC1968. Ну АЦП в этом плане ещё лучше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
proxi
сообщение Sep 3 2009, 14:22
Сообщение #81


Гуру
******

Группа: Banned
Сообщений: 2 754
Регистрация: 5-06-05
Из: Zurich
Пользователь №: 5 744



Цитата(zltigo @ Sep 1 2009, 18:12) *
Тогда рассчеты на бочку smile.gif. Я ранее привел величину усиления на этой частоте - возражать будем smile.gif? Ну а дальше типичные -20dB на декаду..

Ну да при еденичном усилении 0.1% это 60дБ, получаем 3 декады частота 100МГц, при Ку=10 это 80дБ получаем 4 декады это 1Гиг smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Sep 3 2009, 17:18
Сообщение #82


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(jam @ Sep 1 2009, 05:27) *
AD8021 вовсе не диффусилитель - но несколько осбенный конечно......

вот именно- несколько теряется смысл таких вещей, как КОСС, КВИП.... И так далее. Да и вообще попадают под сомнения результаты их измерения.


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
jam
сообщение Sep 3 2009, 21:04
Сообщение #83


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474



Цитата(Designer56 @ Sep 3 2009, 21:18) *
вот именно- несколько теряется смысл таких вещей, как КОСС, КВИП.... И так далее. Да и вообще попадают под сомнения результаты их измерения.

Да беда в том , что мерить не чем - а так бы с раостью снял бы ачх с точностью 0.01% - но увы у меня всё кривое. Остаёнся только моделирование...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Sep 4 2009, 12:49
Сообщение #84


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Если биться насмерть за проценты-то может стоит сделать отдельный вход для переменки? И делитель на кондерах?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
zltigo
сообщение Sep 4 2009, 13:57
Сообщение #85


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244



Цитата(jam @ Sep 1 2009, 21:53) *
Дык я в spice посчитал с моделью от производителя - на собственном опыте скажу - модель хорошо описывает...

Для этих рассчетов ни нужен ни Spice, ни тем более модель операционного усилителя. Совсем не нужны. Нужно просто элементатно представлять, как влияет неидеальность ввиде конечного коэффициент усиления усилителя без обратной связи на коэффициент усиления усилителя охваченного обратной связью.
Цитата
Можети Вы AC и DC попутали?

Коэффициент усиления, он в данных рассчетах, просто "коэффициент усиления" вне зависимости от AC/DC. А разговор о критичности коэффициента усиления идет именно в первую очередь за AC, странно, если Вы этого еще не заметили sad.gif
Цитата(jam @ Sep 4 2009, 00:04) *
Остаёнся только моделирование...

В первую очередь надо уметь прикидывать на бумажке, дабы представлять степень достоверности результатов моделирования, тем более, когда речь идет о граничных условиях. В данном случае самое интересное и не смоделировать, поскольку паразитные параметры обусловленные, в том числе и конструкцией, вносят в модель дикие неопределенности.


--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Sep 4 2009, 17:15
Сообщение #86


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(jam @ Sep 4 2009, 03:04) *
Да беда в том , что мерить не чем - а так бы с раостью снял бы ачх с точностью 0.01% - но увы у меня всё кривое. Остаёнся только моделирование...

Так это и есть основной вопрос метрологии

Цитата(Евгений Германович @ Sep 4 2009, 18:49) *
Если биться насмерть за проценты-то может стоит сделать отдельный вход для переменки? И делитель на кондерах?

Именно так. Во многих точных вольтметрах- либо визуально отдельный вход, либо виртуально- когда переключаешься на переменку- ко входу подключается другая цепь.


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
jam
сообщение Sep 4 2009, 23:26
Сообщение #87


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474



Цитата(zltigo @ Sep 4 2009, 17:57) *
Коэффициент усиления, он в данных рассчетах, просто "коэффициент усиления" вне зависимости от AC/DC. А разговор о критичности коэффициента усиления идет именно в первую очередь за AC, странно, если Вы этого еще не заметили sad.gif

В интернете ничего путного по этой теме не нашёл - посоветуйте букварь - буду читать...
Другой момент - я всегда полагался в этом вопросе на моделирование - неужели модели настоль плохи , что им не стоит доверять?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Sep 5 2009, 05:48
Сообщение #88


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



И входной каскад на лампе. Вход лучше делать отдельным разъемом на СР50. 100КГц это уже частота. На обычных шнурках будет дополнительная погрешность.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
zltigo
сообщение Sep 5 2009, 06:12
Сообщение #89


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244



Цитата(jam @ Sep 5 2009, 01:26) *
В интернете ничего путного по этой теме не нашёл - посоветуйте букварь - буду читать...

Ну, Вы, блин, даете, с удивлением нашел, что даже в самом букваристом букваре Викпедии, на русском языке "есть формула".
http://ru.wikipedia.org/wiki/Операционный_усилитель


--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Sep 5 2009, 13:49
Сообщение #90


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(Евгений Германович @ Sep 5 2009, 11:48) *
И входной каскад на лампе. Вход лучше делать отдельным разъемом на СР50. 100КГц это уже частота. На обычных шнурках будет дополнительная погрешность.

Бывают ещё специальные кабели и входы у который компенсируется емкость самого кабеля, включая экран, а также утечка изоляции кабеля. С виду- обычный 2- клеммный вход + 3 клемма для подключения экрана.


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post

7 страниц V  « < 4 5 6 7 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 22nd July 2025 - 04:18
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01484 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016