реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Как правильно подключить операционный усилитель, чтобы устранить смещение нуля?
Laksus
сообщение Jul 14 2010, 17:47
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 146
Регистрация: 16-05-05
Пользователь №: 5 069



Не могу понять как работает операционный усилитель в схеме
Texas Instruments, Application Report SLAA075 - October 1999
A Low-Cost Single-Phase Electricity Meter Using the MSP430C11x
вот кусочек из схемы.
Прикрепленное изображение

Как в этой схеме устраняется влияние от напряжения смещения?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rezident
сообщение Jul 14 2010, 18:16
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882



Из перевода slaa075 с сайта gaw.ru.
Цитата
Однако следует рассмотреть один вопрос относительно постоянной составляющей. В рассматриваемом устройстве наблюдается изменение постоянной составляющей, которое может повлиять на точность. Уровень постоянной составляющей увеличивается в 4 раза в режиме высокого коэффициента усиления. В результате этого происходит смещение и ограничение входного сигнала. Из-за эффекта насыщения измерение больших входных сигналов будет происходить с ошибкой. Если, например, диапазон АЦП от 0 до 3.5 В, смещение равняется 1.75 В, то 0.2 В смещение по постоянному току в режиме большого коэффициента усиления будет равняться 0.8 В. Это приведет к тому, что напряжение смещения станет равным 2.55 В, а диапазон измеряемых амплитуд уменьшится с 1.75 В до 0.95 В.

Ссылка на оригинал slaa075.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Laksus
сообщение Jul 14 2010, 22:02
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 146
Регистрация: 16-05-05
Пользователь №: 5 069



Спасибо за ссылку на перевод статьи.
___
Я понял свою ошибку. Меня переклинило и я все пытался множить напряжение сдвига (900 мкВ) на коэф. усиления без ООС (100 000), и у меня естественно получалось, что операционник должен быть всегда "зашкален".
Наконец дошло, что в этой схеме коэф. усиления всего 120к/ 30к= 4 раза.
___
Но теперь появился следующий вопрос:
Так как в этой схеме используется операционник TLC279 с малым (+_900 мкВ) напряжением сдвига, и так как максимальное усиление равно 4, то, по-моему, выходное напряжение из-за влияния напряжения смещения должно быть 900*4= 3600 мкВ, то есть около 0.004 В.
Даже если использовать операционник общего назначения со смещением 10 мВ, то и тогда будет 0.04 В. Что почти не повлияет на диапазон измерения.

Откуда же берутся приведенные в описании значения отклонения:
"... , то 0.2 В смещение по постоянному току в режиме большого коэффициента усиления будет равняться 0.8 В. ..." ?

Если же имеется ввиду не напряжение смещения операционника, а отклонение опорного напряжения, так его, по-моему, умножать на коэф. усиления (4) не надо. Если оно сместится на 0.2 В, то выходное тоже сместится на 0.2 В, а не на 0.8 В.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Jul 15 2010, 08:27
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(Laksus @ Jul 15 2010, 01:02) *
Откуда же берутся приведенные в описании значения отклонения:
"... , то 0.2 В смещение по постоянному току в режиме большого коэффициента усиления будет равняться 0.8 В. ..." ?

Здесь имеется в виду не напряжение смещения собственно ОУ, а уровень постоянной составляющей в самом сигнале, о котором и говорится в текущем абзаце.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Laksus
сообщение Jul 15 2010, 09:59
Сообщение #5


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 146
Регистрация: 16-05-05
Пользователь №: 5 069



Цитата(Herz @ Jul 15 2010, 11:27) *
... уровень постоянной составляющей в самом сигнале, ...

Прикрепленное изображение

Вы имеете напряжение в точке "а", (на эммитере транзистора) в этой схеме? Если да, то почему его надо умножать на коэф. усиления?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Jul 15 2010, 14:44
Сообщение #6


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(Laksus @ Jul 15 2010, 12:59) *
Вы имеете напряжение в точке "а", (на эммитере транзистора) в этой схеме? Если да, то почему его надо умножать на коэф. усиления?

Нет, я не имею в виду никакую конкретную схему. В переводе статьи их вообще нет. Почитайте, однако, весь раздел 4.2.
Если Вы измеряете напряжение и ток при помощи трансформатора, как в приведенной Вами схеме, то постоянной составляющей в сигнале нет. Но возможны измерения с помощью шунтов, например.
Тогда в сигнале, кроме переменной, может быть и постоянная составляющая. Не всегда полезная. Её усиление и будет приводить к ограничению диапазона измерения и даже насыщению.

Сообщение отредактировал Herz - Jul 15 2010, 14:50
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Laksus
сообщение Jul 15 2010, 16:37
Сообщение #7


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 146
Регистрация: 16-05-05
Пользователь №: 5 069



Спасибо за ответы, но неясность пока остается. Обясню для чего мне нужен операционник и поставлю вопрос конкретней.

Хочу сделать измерение тока. Сначала хотел сделать как в аппноуте AVR465, с разделительным конденсатором на входе.
вот так
Прикрепленное изображение
в AVR465 конденсатор обязателен потому, что используется коэф. усиления 70 и операционник с большим смещением.

Но потом увидел схему slaa075, без конденсаторов, но сначала не мог понять как работает.
Теперь вроде бы понял, и насколько я понял - это, то что мне надо.
Так как меня устроит небольшая точность, порядка 5 или 10 %, то хочу использовать дешевый операционник LM324 со смещением 10 мВ, но так как коэф. усиления небольшой (около 10), то вроде бы должно работать.
Насколько я понимаю уход средней точки будет 0.1 В (10 мВ*10), это не приведет к чрезмерному уменьшению диапазона (опорное 2.5 В; виртальная земля 2.5/ 2= 1.25 В; отклонение вызовет уменьшение с 1.25 до 1.15 В, меня устроит).
Прошу подтвердить правильно ли я рассуждаю.
__________
Упоминание в аппноте slaa075 отклонения 0.2 В которое надо умножить на усиление и в результате получается уход средней точки на 0.8 В для меня непонятно, а так как у меня и смещение операционника в 10 раз больше и усиление в 2 раза больше, то у меня не должно совсем работать.
Хотелось бы понять, что это за напряжения (0.2 и 0.8 В) упоминаемые в slaa075, чтобы не попасть в просак.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Jul 16 2010, 07:54
Сообщение #8


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Цитата(Laksus @ Jul 15 2010, 19:37) *
в AVR465 конденсатор обязателен потому, что используется коэф. усиления 70 и операционник с большим смещением.

Нет, не потому.
Цитата
Но потом увидел схему slaa075, без конденсаторов, но сначала не мог понять как работает.
Теперь вроде бы понял, и насколько я понял - это, то что мне надо.
Так как меня устроит небольшая точность, порядка 5 или 10 %, то хочу использовать дешевый операционник LM324 со смещением 10 мВ, но так как коэф. усиления небольшой (около 10), то вроде бы должно работать.
Насколько я понимаю уход средней точки будет 0.1 В (10 мВ*10), это не приведет к чрезмерному уменьшению диапазона (опорное 2.5 В; виртальная земля 2.5/ 2= 1.25 В; отклонение вызовет уменьшение с 1.25 до 1.15 В, меня устроит).
Прошу подтвердить правильно ли я рассуждаю.

Да, верно.
Цитата
__________
Упоминание в аппноте slaa075 отклонения 0.2 В которое надо умножить на усиление и в результате получается уход средней точки на 0.8 В для меня непонятно, а так как у меня и смещение операционника в 10 раз больше и усиление в 2 раза больше, то у меня не должно совсем работать.
Хотелось бы понять, что это за напряжения (0.2 и 0.8 В) упоминаемые в slaa075, чтобы не попасть в просак.

0,2В - это предполагаемая постоянная составляющая в составе измеряемого сигнала и к напряжению смещения ОУ отношения не имеющая. 0,8В - её усиленное значение, соответственно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 21st June 2025 - 21:55
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01408 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016