Аналоговый тракт примитивного осциллографа, Полоса - 5 МГц, входное сопротивление 1 МОм Опции

[Andrew_Freeman]

Добрый день.

Необходимо измерить напряжение +30/-30в (относительно земли) посредством АЦП с диффвходом с максимальным размахом 2В.

Подскажите, возможно-ли будет выполнить такие преобразования на 2-3 ОУ с униполярным питанием? (На двуполярном смоделировал, нет проблем)

[Егоров]

Нужно стабильное смещение и сумматор. Измерять можно в диапазоне входное 0В=1В на входе АЦП.
Это грубо. Но ОУ, который выдавал ты точно 0 на выходе при однополярном питании тоже нет. Начальный участок будет очень нелинеен.
О втором питании нужно думать.

[Integrator1983]

Развернуть отрицательную полуволну с помощью R-t-R ОУ в инвертирующем включении и просуммировать с положительной - получите модуль сигнала. Если нужно разделять полупериоды - добавить компаратор для положительной полуволны.

[Andrew_Freeman]

to Integrator1983 - заморочно, в идеале надо наглядную схему с выходом 0 - +2,

Пока склоняюсь к двуполярному питанию:


В идеале хотелось-бы аналогичное решение. Если сильно сложнее/не стабильнее - ну его

[Plain]

Чем не устраивают просто два резистора делителя относительно опорного источника?

[Andrew_Freeman]

to Plain: АЦПшник защитить. Схема смотрит измеряющими входами в "агрессивную песочницу" >< )
Чувствую позаимствую схему из опенсурсного осциллоскопа:
http://www.osciprime.com/repo/osciprime-sc...ic-dagobert.pdf

[Plain]

АЦПшник защитить

Верно шутка, и по ссылке ни намёка на защиту.

[Andrew_Freeman]

to Plain
Если честно, еще необходимо переключать диапазоны.

Ну и есть немного собственного незнания.
В частности входное сопротивление схемы - с делителем оно определяется собственно делителем, и быть достаточно высоким не может - при высоких сопротивлениях входная емкость АЦП сгладит фронты произвольного переменного сигнала, сузит полосу пропускания

А на операционнике можно получить как сравнительно широкую полосу пропускания, так и сравнительно высокое входное сопротивления.

Поправьте если я не прав..

[Guest_TSerg_*]

В частности входное сопротивление схемы - с делителем оно определяется собственно делителем, и быть достаточно высоким не может - при высоких сопротивлениях входная емкость АЦП сгладит фронты произвольного переменного сигнала, сузит полосу пропускания

Наверное, надо посмотреть схемы входных узлов промышленных приборов и принимать решение, исходя из собственного ТЗ.

[Andrew_Freeman]

да, читаю.
https://code.google.com/p/opendso/w/list
https://code.google.com/p/opendso/wiki/SimilarProjects

[HardEgor]

Не схемы самодельных приборов, а схемы промышленных приборов, например здесь http://www.jais.ru/texp.html

[stells]

В частности входное сопротивление схемы - с делителем оно определяется собственно делителем, и быть достаточно высоким не может - при высоких сопротивлениях входная емкость АЦП сгладит фронты произвольного переменного сигнала, сузит полосу пропускания

допустим сопротивление делителя 10кОм, входная емкость АЦП 10пФ, тогда постоянная времени этого фильтра 100нс... у Вас такой шустрый АЦП, что может оцифровывать такие сигналы?

[Mihey_K]

Надежнее и стабильнее будет сделать двуполярный источник, например на LT1945, тем более схема у вас рабочая. Для 1945 минимум навеса, по площади 4 кв. см.

[Andrew_Freeman]

Немного допилил: делитель 1/100, далее TVS диоды (не указаны/не подобраны), FastFET opamp с регулируемым усилением, и драйвер АЦП с дифф. входом. (АЦП --AD9219)

Насколько хреново будет работать? )

Да, биполярный источник буду делать на LT3487.



to HardEgor: ник у вас говорящий ) Посмотрел схемы - хардкор, не готов я на такое )
to stells: а если делитель на 1 МОм, то уже 10 мкс, т.е. 1 МГц.

Сообщение отредактировал Andrew_Freeman - Jan 20 2014, 13:17

[Tanya]

Название изменено. Кое-что убрано. Т.

[sifadin]

Добрый день.

Необходимо измерить напряжение +30/-30в (относительно земли) посредством АЦП с диффвходом с максимальным размахом 2В.

Подскажите, возможно-ли будет выполнить такие преобразования на 2-3 ОУ с униполярным питанием? (На двуполярном смоделировал, нет проблем)

Нужно еще учитывать точность
- влияние Ку ОУ на точность сигнала
-влияние скорости нарастания
Нужно рассмотреть резкий перепад от - до +
- кроме того выходной каскад надо использовать в линейном режиме. Вблизи нуля возрастает погрешность
Так что лучше ОУ вообще не использовать, использовать резисторы

Еще нужно учесть выходное сопротивление источника сигнала

[Andrew_Freeman]

Постарался учесть комментарии, постарался сделать насколько это возможно просто, смоделировал, вроде работает.
Для регулировки усиления поставлю цифровые потенциометры AD8402, по корпусу на канал.

Кто что скажет?



На актуальных компонентах:

входной FastFET - ADA4817
драйвер ADC - ADA4932

[_pv]

сигналы какой частоты надо измерять?
что делает R19? да и R20?
и 600кГц полосы цифровых потенциометров как-то очень уж странно смотрятся на фоне ёмкостей 1.1пФ и фильтра r18c11 аж на 50МГц.
чтобы было похоже на правду, пикофарад 30 ему в параллель поставте.

[Andrew_Freeman]

to _pv:
Нужно контролировать фронты нарастания сигналов.
Например c 0% до 95% от необходимого уровня (~20в) время нарастания должно быть 0.5 мкс
R19, R20 - заложены под настройку, на PCB изначально будут пустыми. Согласен, R20 вообще ни к чему, R19 еще оставлю на всякий
По поводу 30 пкФ - ок.
Да, полосу цифровых потенциометров не учел ><. Как лучше сделать регулируемое усиление, VGA какой посоветуете?

[nicom]

Кто что скажет?

... на мой взгяд такая регулировка будет сильно менять общую АЧХ, и, как следствие - "кривую" переходную и импульсную характеристику усилителя.
Красивого меандра в широкой полосе можно не увидеть...

Лучшне использовать усилитель с фиксированными коэффициентами.
Сделать ему более плоскую АЧХ можно получить аккуратно усилив сигнал (+ расчет соотв. цепей RC), а затем ослаблять фиксированными ступенями после 1-го усилителя низкоомным делителем на выходе недорогим аналоговым мультиплексором.

Зачем плавная регулировка нужна в принципе?... Игрушки или измерения?...


Для примитивного осциллографа - не слишком ли "крутые" операционники??? Может что попроще и подешевле... Или изделие готовится "себе", тогда понятие примитивный осциллограф как то не уместно... лучше сделать более качественный усилитель с бОльшими возможностями.

R19, наверное стоять должен со стороны минус входа... (усилитель или повторитель?)

С2 лучше установить фиксированный, а регулировать подстроечником Только земляной конец делителя и не забыть - ротор на землю...

+ добавьте АС/DC вход - очень полезная опция.


Вообще то много чего еще... некрасивого...

Например, где смещение?...

Присоединюсь к замечаниям ранее - более тщательнее "поизучать готовые и промышленные схемы", и добавлю ПЛЮС КОНСТРУКЦИЯ!!!

Для 1 МОм входа любая мелочь в конструкции => единицы пФ => приводит к "огромной кривизне"...

[sifadin]

Не знаю точно нужен ли заград фильтр перед АЦП, который подавляет ВЧ компоненты