Непонятки с опером... Опции

[MSprut]

Собрал схемку, для измерения напряжения и тока на батарее, но почему-то величина выходного напряжения не такая как должна быть, а на 0,2В больше. Причем когда впаиваешь новый опер, то напряжение такое как нужно, а потом через какое-то время по непонятным причинам становится на 0,2В больше. На 6-й ноге откуда-то появляется шум. Верхний провод приходит от ЗУ, выходы операционника уходят на входы АЦП контоллера, возле которых стоят конденсаторы по 0,1мкФ. Резисторов на выходе опера в реальной схеме нету. В чем может быть причина такого поведения? Да, по питанию имеется небольшие помехи от DC/DC, частота где-то 250кГц, амплитуда 0,01В. Что делать, может опер другой поставить, там типа ОР293? Очень нужен совет дельный ибо девайс на выходе почти, а тут такой баг. Заранее спасибо.



Сообщение отредактировал MSprut - Jun 25 2007, 13:08

[Designer56]

ОУ может подыхать от того, что напряжение на вход схемы подается в условиях отсутствия питания ОУ. При включении- выключении. измеряемое напряжение чему равно? С учетом выбросов и шумовых пиков?

[Stanislav_S]

Собрал схемку, для измерения напряжения и тока на батарее, но почему-то величина выходного напряжения не такая как должна быть, а на 0,2В больше. Причем когда впаиваешь новый опер, то напряжение такое как нужно, а потом через какое-то время по непонятным причинам становится на 0,2В больше. На 6-й ноге откуда-то появляется шум. Верхний провод приходит от ЗУ, выходы операционника уходят на входы АЦП контоллера, возле которых стоят конденсаторы по 0,1мкФ. Резисторов на выходе опера в реальной схеме нету. В чем может быть причина такого поведения? Да, по питанию имеется небольшие помехи от DC/DC, частота где-то 250кГц, амплитуда 0,01В. Что делать, может опер другой поставить, там типа ОР293? Очень нужен совет дельный ибо девайс на выходе почти, а тут такой баг. Заранее спасибо.

Гм... непонятно как батарея подключена к земле? или не подключена? А ток каким образом меряется? Непонятно....

[xemul]

Гм... непонятно как батарея подключена к земле? или не подключена? А ток каким образом меряется? Непонятно....

Это как раз понятно - через R28||R32 по 0.1 Ом каждый. А непонятно мне, интересуют ли автора токи меньше 3 А. Если да, то очень стОит или использовать ОУ с диапозоном по входу до минуса питания, или делать вольотнявку по минусу питания. Ну и грузить выход ОУ на 0.1 мкФ без резистора не есть гуд. Если хочется ФНЧ, почему бы его на ОУ и не соорудить?

[Stanislav_S]

Это как раз понятно - через R28||R32 по 0.1 Ом каждый. А непонятно мне, интересуют ли автора токи меньше 3 А. Если да, то очень стОит или использовать ОУ с диапозоном по входу до минуса питания, или делать вольотнявку по минусу питания. Ну и грузить выход ОУ на 0.1 мкФ без резистора не есть гуд. Если хочется ФНЧ, почему бы его на ОУ и не соорудить?

Ага точно не увидел токоизмерительных резисторов, тогда тут можно ставить LM324 она возле нуля как раз работает ( по входу), да и можно активный ФНЧ соорудить.

[MSprut]

Измеряемое напряжение от 20 до 30В, токи от 0,1 до 3А измеряются и только зарядные, потребляемые устройством не интересуют. Городить ФНЧ на опере нет места практически. Если можно, то поподробнее объясните как избавится от умирания опера при его выключеном питании, потому что я в аналоговой технике не очень силен. Это как бы принципиальный алгоритм работы устройства - включается батарея, потом подается питание на аналоговую часть схемы. Это сделано для уменьшения потребления устройства при разряженной батарее, т.е. выключается все, кроме спящего контроллера.

[Stanislav_S]

Измеряемое напряжение от 20 до 30В, токи от 0,1 до 3А измеряются и только зарядные, потребляемые устройством не интересуют. Городить ФНЧ на опере нет места практически. Если можно, то поподробнее объясните как избавится от умирания опера при его выключеном питании, потому что я в аналоговой технике не очень силен. Это как бы принципиальный алгоритм работы устройства - включается батарея, потом подается питание на аналоговую часть схемы. Это сделано для уменьшения потребления устройства при разряженной батарее, т.е. выключается все, кроме спящего контроллера.

ИМХО Ну во первых поставить Rail - to - Rail ОУ так как вам необходимо мерять малый ток, а LM358 не лучшее решение. Во вторых, напряжение на батареи можно мерять и через простой делитель подключив его к буферному ОУ ( можно с усилением или без ), а реальное напряжение батареи вычислять в МК. Параллельно нижнему плечу делителя поставить диод анодом на землю ( во всяком случае в одном девайсе это помогло, там тоже мерялось напаряжение на батареи), ну и кроме того на выходе ОУ необходимо поставить RC цепочки (ФНЧ), частоту среза выбирите сами, исходя из частоты сэмплирования вашего АЦП и требуемой полосы сигнала.

[MSprut]

И что, этот диод поможет от высаживания по входу? А что сейчас в моде из Rail-to-Rail с однополярным питанием и не сильно дорогих, а то я нашел что-то типпа ОР293, но они стоят 4 енота? Частота выборок АЦП 20кГц. Делитель использовать не очень хочется, потому что эта схема измеряет напряжение на батарее, исключая токовые резисторы или эта схема в корне не жизнеспособна в моем случае? Хотелось бы все-таки эту схему наладить с минимумом доработок. Диод я поставлю, фильтр подберу, этого будет достаточно?

[Stanislav_S]

И что, этот диод поможет от высаживания по входу? А что сейчас в моде из Rail-to-Rail с однополярным питанием и не сильно дорогих, а то я нашел что-то типпа ОР293, но они стоят 4 енота? Частота выборок АЦП 20кГц. Делитель использовать не очень хочется, потому что эта схема измеряет напряжение на батарее, исключая токовые резисторы или эта схема в корне не жизнеспособна в моем случае? Хотелось бы все-таки эту схему наладить с минимумом доработок. Диод я поставлю, фильтр подберу, этого будет достаточно?

Насчет ОУ, я применяю AD8602/4 или MCP6021/4 стоят в районе 1$, а так их довольно много, все зависит какие можно купить в вашей местности. Если все - таки хотите использовать диффусилитель, тогда попробуйте между инвертирующим и неинвертирующим входом поставить два диода встречно параллельно, кроме того необходимо заменить ОУ, на выходе ОУ поставить RC цепочку R=10K C = 0.1.
Ну пока вроде все.

[MSprut]

Спасибо, попробую сегодня, если успею...

[xemul]

Если с минимальными переделками, то можно попробовать примерно так
[attachment=12144:attachment]
По каналу измерения тока может оказаться проще добавить постоянное смещение в + (н-р, резистором 62к с Vcc на неинвертирующий вход) и учитывать его программно. Иначе придется использовать ОУ и с выходом до минуса питания (может быть еще и притягивать выход к земле). Учтите, что ОУ с R2R по выходу очень плохо относятся к емкостной нагрузке (если оставите конденсаторы на входах АЦП, резисторы на выходах ОУ нужно ставить обязательно).
Если возможна переполюсовка батареи при подключении, то стОит добавить по входам ОУ еще пару диодов на землю.

[Igvolt]

Если с минимальными переделками, то можно попробовать примерно так
[attachment=12144:attachment]
По каналу измерения тока может оказаться проще добавить постоянное смещение в + (н-р, резистором 62к с Vcc на неинвертирующий вход) и учитывать его программно. Иначе придется использовать ОУ и с выходом до минуса питания (может быть еще и притягивать выход к земле). Учтите, что ОУ с R2R по выходу очень плохо относятся к емкостной нагрузке (если оставите конденсаторы на входах АЦП, резисторы на выходах ОУ нужно ставить обязательно).
Если возможна переполюсовка батареи при подключении, то стОит добавить по входам ОУ еще пару диодов на землю.

Предлагаемые фильтры C1, R1 и C2, R2 работать не будут, т.к. если бы были резисторы с инвертирующих входов ОУ на землю и соответственно K>1 на постоянном токе, то при увеличении частоты K стремился бы к 1, т.е. уменьшался. А здесь предлагаются повторители, т.е. K и так =1.

Надо признать, что начальная схема была самой удачной т.к. там, в том числе, при измерении напряжения учитывался синфазный сигнал от канала измерения тока, хотя реально, ошибка мала (0.05ом*3А=0.15В против 20В -> 0.75%, резисторы 1% ). Как уже говорилось, надо только поставить ОУ rail to rail и по паре обратносмещённых диодов на VCC и землю на входы 5 и 6 DA3. Резисторы на выходах ОУ перед конденсаторами надо оставить обязательно, иначе ОУ загенерят, т.к. вместе с выходным сопротивлением ОУ этот конденсатор создаст RC-цепь, которая даст фазовую задержку, которая может привести к самовозбуждению.

[MSprut]

надо только поставить ОУ rail to rail и по паре обратносмещённых диодов на VCC и землю на входы 5 и 6 DA3. Резисторы на выходах ОУ перед конденсаторами надо оставить обязательно, иначе ОУ загенерят, т.к. вместе с выходным сопротивлением ОУ этот конденсатор создаст RC-цепь, которая даст фазовую задержку, которая может привести к самовозбуждению.

Поставил две растяжки из диодов на входы 5 и 6 от питания, поставил резисторы на выходы по 10к, форма на выходе стала хорошей, без мусора, но напряжение на выходе так и осталось больше нормы на 0,2В. Причем чтобы не убить опер сначала все цепи спаял, потом опер новый поставил LM2904, включил... один черт врет. Тут много про RtR опер говоили, что реально будет работать лучше? Есть возможность достать два опера: MCP6022 и MCP602, какой лучше?

[Stanislav_S]

Поставил две растяжки из диодов на входы 5 и 6 от питания, поставил резисторы на выходы по 10к, форма на выходе стала хорошей, без мусора, но напряжение на выходе так и осталось больше нормы на 0,2В. Причем чтобы не убить опер сначала все цепи спаял, потом опер новый поставил LM2904, включил... один черт врет. Тут много про RtR опер говоили, что реально будет работать лучше? Есть возможность достать два опера: MCP6022 и MCP602, какой лучше?

лучше MCP6022

[smk]

В Ваш девайс просится AD8502. Потребление 0,85 мкА на ОУ. Два в корпусе. Корпус SOT23. Частота единичного усиления 7 кГц (кажись? или 10 кГц), ФНЧ будет не нужен.

[filchef]

Имел некогда то подобные проблемы - не сказали ничего о монтаже - в никаком случае екранировка не должна быт тоководещой и если ест такая припаивается только с одной стороны желателно с стороне контролера для масы - помехи и уравнителные микротоки таким образом отстраняются.

[MSprut]

Купил МСР6022, впаял вместо LM358, на выходах сразу по 4В и опер кипятится, что за фигня такая? Распиновка та же, питание в пределах - 5В...

[Stanislav_S]

Купил МСР6022, впаял вместо LM358, на выходах сразу по 4В и опер кипятится, что за фигня такая? Распиновка та же, питание в пределах - 5В...

Скорее всего ошибка в монтаже, при перепайке сопля могла затесаться или дорожка отвалиться

[MSprut]

Скорее всего ошибка в монтаже, при перепайке сопля могла затесаться или дорожка отвалиться

Все проверил, короткого нет, дороги целые, диодные растяжки отпаял на всякий случай, заменил опер - таже ерунда, напруга под 4В на обоих выходах, корпус кипяток черес 5сек... Мой моск отказывается понимать происходящее...

[tyro]

Собрал схемку, для измерения напряжения и тока на батарее, но почему-то величина выходного напряжения не такая как должна быть, а на 0,2В больше. Причем когда впаиваешь новый опер, то напряжение такое как нужно, а потом через какое-то время по непонятным причинам становится на 0,2В больше. На 6-й ноге откуда-то появляется шум. Верхний провод приходит от ЗУ, выходы операционника уходят на входы АЦП контоллера, возле которых стоят конденсаторы по 0,1мкФ. Резисторов на выходе опера в реальной схеме нету. В чем может быть причина такого поведения? Да, по питанию имеется небольшие помехи от DC/DC, частота где-то 250кГц, амплитуда 0,01В. Что делать, может опер другой поставить, там типа ОР293? Очень нужен совет дельный ибо девайс на выходе почти, а тут такой баг. Заранее спасибо.

Если в Вашей схеме нагрузка аккумуляторной батареи включена между плюсом батареи и "землей" приведенной схемы, то цепь измерения тока работать не сможет, т.к. на неинвертирующем входе 3 будет небольшое отрицательное напряжение, а при работе операционника в линейном режиме, необходимо одинаковое напряжение на обоих входах (принебрегаем напряжением смещения) , а Вашей схеме на входе 2 отрицательному напряжению просто неоткуда взяться.

[MSprut]

Если в Вашей схеме нагрузка аккумуляторной батареи включена между плюсом батареи и "землей" приведенной схемы, то цепь измерения тока работать не сможет, т.к. на неинвертирующем входе 3 будет небольшое отрицательное напряжение, а при работе операционника в линейном режиме, необходимо одинаковое напряжение на обоих входах (принебрегаем напряжением смещения) , а Вашей схеме на входе 2 отрицательному напряжению просто неоткуда взяться.

Мне это и не нужно, мне ток нужно измерять только при заряде и тогда там полярность правильная, а напряжение все время нужно измерять. Только почему на LM358 это работает, но криво, а на модном опере нет..?

[tyro]

Мне это и не нужно, мне ток нужно измерять только при заряде и тогда там полярность правильная, а напряжение все время нужно измерять. Только почему на LM358 это работает, но криво, а на модном опере нет..?

К сожалению не имею datasheet этого операционника, киньте ссылку.
P.S. Возможно для модного операционника превышается входное дифф. напряжение (пока не включено питание схемы), попробуйте два параллельно-встречно включенных диода между входами измерителя напряжения.

[MSprut]

К сожалению не имею datasheet этого операционника, киньте ссылку.
P.S. Возможно для модного операционника превышается входное дифф. напряжение (пока не включено питание схемы), попробуйте два параллельно-встречно включенных диода между входами измерителя напряжения.

Вот даташит mcp6022. Судя по доке дифф напряжение равно диапазону питания. При отсутствии напряжения питания на одном из входов присутствует 2В. Стояли растяжки на питание на входах 5 и 6, но толку от них пока не было - опер вел себя одинаково что с ними, что без них...

[tyro]

Вот даташит mcp6022. Судя по доке дифф напряжение равно диапазону питания. При отсутствии напряжения питания на одном из входов присутствует 2В. Стояли растяжки на питание на входах 5 и 6, но толку от них пока не было - опер вел себя одинаково что с ними, что без них...

Два вольта надо полагать при подключенной батарее.
Если "старый" не горел, а модный "дымится" , то скорее всего проблема в плате - попробуйте прозвонить все дорожки на к.з. и обрыв.
По поводу 200мв. Если эта разнится проявляется в измерении напряжения при заряде и отсутствием заряда, то это так и должно быть - к напряжению батарки плюсуется падение напряжения на измерительном резисторе - 0.05 ом х 3 А = 150мв.

[MSprut]

Два вольта надо полагать при подключенной батарее.
Если "старый" не горел, а модный "дымится" , то скорее всего проблема в плате - попробуйте прозвонить все дорожки на к.з. и обрыв.
По поводу 200мв. Если эта разнится проявляется в измерении напряжения при заряде и отсутствием заряда, то это так и должно быть - к напряжению батарки плюсуется падение напряжения на измерительном резисторе - 0.05 ом х 3 А = 150мв.

2В при подключенной батарее, но при выключенном питании, хотя при включенном тоже 2, потому что там делитель. Дорожки уже звонил на к.з. и на обрыв - все нормально. Схема измеряет напряжение мимо токоизмерительного резистора и при установленных номиналах резисторов должна давать напряжение меньшее на 0,2В чем есть сейчас. Я конечно могу подогнать коэффициенты в контроллере, но это неправильно. Чем этот RtR опер такой особенный, кроме выходного диапазона..? Может он в таком ключении вообще не должен работать?

[tyro]

2В при подключенной батарее, но при выключенном питании, хотя при включенном тоже 2, потому что там делитель. Дорожки уже звонил на к.з. и на обрыв - все нормально. Схема измеряет напряжение мимо токоизмерительного резистора и при установленных номиналах резисторов должна давать напряжение меньшее на 0,2В чем есть сейчас. Я конечно могу подогнать коэффициенты в контроллере, но это неправильно. Чем этот RtR опер такой особенный, кроме выходного диапазона..? Может он в таком ключении вообще не должен работать?

Посмотрите внимательнее на Вашу схему - вход измерителя напряжения действительно подключен к батарее, но земля питания, относительно которой операционник измеряет напряжение, отделена от батареи резисторами R28||R32, на которых при заряде падает напряжение - оно плюсуется к напряжению батареи.
P.S. По поводу "модного" операционника ничего сказать не могу т.к. не имел с ним дела - по datasheet вроде все должно быть ок. 358 пользовал -на них нареканий нет - работали и работают согласно datasheet .

[MSprut]

Посмотрите внимательнее на Вашу схему - вход измерителя напряжения действительно подключен к батарее, но земля питания, относительно которой операционник измеряет напряжение, отделена от батареи резисторами R28||R32, на которых при заряде падает напряжение - оно плюсуется к напряжению батареи.

Напряжение всегда больше на 0,2В, хоть при заряде, хоть при разряде... Усилитель-то дифференциальный и показывает разницу между входами. т.е. минус падение на резисторах 2832. Или я не прав..?

[tyro]

Напряжение всегда больше на 0,2В, хоть при заряде, хоть при разряде... Усилитель-то дифференциальный и показывает разницу между входами. т.е. минус падение на резисторах 2832. Или я не прав..?

Прав! Что-то я маленечко того, видимо пора домой.
А линейность измерителя напряжения ок?
P.S. Остается грешить на неравенство отношений R31||R27 и R25||R16.

[tyro]

Чем этот RtR опер такой особенный, кроме выходного диапазона..? Может он в таком ключении вообще не должен работать?

"Сдыхание" этого опера навело на мысль, что причина не в приведенной, а в отсутсвующей части схемы для заряда АБ. Поясняю : при ее расмотреннии с большой долей вероятности найдется контур : конденсатор - что-то (Возможно МОП ключ или что-то низкоимпендансное) - АБ. Тогда, если такой контур существует, при отключенном питании схемы в момент подключения АБ (напр. подсоединении разъема) произойдет бросок тока - кондер будет заряжаться до напр. АБ. При этом на измерительном резисторе (0.05 Ом) будет скачек отрицательного напряжения > 0.3 вольт что и выводит опер из строя.
Может это и не кондер а еще что-то, но проверить эту гипотезу легко - встать осцилографом (запоминающим или с хорошим послесвкчением) на измерительный токовый резистор и при выключенном питании схемы "попередергивать" разъем подключения АБ.
Удачи!

[oles_k76]

Oбратите внимание на этот рисунок,
вам для вашей схемы необходим другой опер, rail-to-rail

[MSprut]

"Сдыхание" этого опера навело на мысль, что причина не в приведенной, а в отсутсвующей части схемы для заряда АБ. Поясняю : при ее расмотреннии с большой долей вероятности найдется контур : конденсатор - что-то (Возможно МОП ключ или что-то низкоимпендансное) - АБ. Тогда, если такой контур существует, при отключенном питании схемы в момент подключения АБ (напр. подсоединении разъема) произойдет бросок тока - кондер будет заряжаться до напр. АБ. При этом на измерительном резисторе (0.05 Ом) будет скачек отрицательного напряжения > 0.3 вольт что и выводит опер из строя.
Может это и не кондер а еще что-то, но проверить эту гипотезу легко - встать осцилографом (запоминающим или с хорошим послесвкчением) на измерительный токовый резистор и при выключенном питании схемы "попередергивать" разъем подключения АБ.
Удачи!

Конденсаторы действительно есть - 2х100мкФх50В, при подключении клеммы проскакивает искра порядочная. А как с этим бороться, если питание не подается на схему, установкой дидов между выводами?

[tyro]

Конденсаторы действительно есть - 2х100мкФх50В, при подключении клеммы проскакивает искра порядочная. А как с этим бороться, если питание не подается на схему, установкой дидов между выводами?

Можно попробовать такой способ : поставить "быстрый" диод между 3 выводом и землей анодом к земле, одновременно перерезать проводник между 3 выводом и резисторами R28||R32. В разрыв впаять резистор 750 ом. Диод должен быть с минимальным падением напряжения в прямом направлении на импульсный ток не менее Vаб/750 т.е. 30 : 750 = 0.04А.
P.S. Или поставить диод , рассчитанный на ток заряда, в разрыв цепи между схемой заряда и разъемом катодом к 4 пину.

[MSprut]

Можно попробовать такой способ : поставить "быстрый" диод между 3 выводом и землей анодом к земле, одновременно перерезать проводник между 3 выводом и резисторами R28||R32. В разрыв впаять резистор 750 ом. Диод должен быть с минимальным падением напряжения в прямом направлении на импульсный ток не менее Vаб/750 т.е. 30 : 750 = 0.04А.
P.S. Или поставить диод , рассчитанный на ток заряда, в разрыв цепи между схемой заряда и разъемом катодом к 4 пину.

А что есть из вражеских диодов такого плана? Просто из отечественных просится германиевый Д9 или лавинный какой-то с падением 0,2-0,3В, но анахронизм ставить не хочется. Да, мучает меня один вопрос, а что один канал опера может за собой весь опер потянуть, если умирает?

[Stanislav_S]

А что есть из вражеских диодов такого плана? Просто из отечественных просится германиевый Д9 или лавинный какой-то с падением 0,2-0,3В, но анахронизм ставить не хочется. Да, мучает меня один вопрос, а что один канал опера может за собой весь опер потянуть, если умирает?

Поставить диод Шотки, ну например 1N5819 или BAS85, а один канал опера вполне убивает все остальное, хотя бывает, что и не убивает.

[MSprut]

УРААААА!!! Оно работает!!!!! Поставил 1N5819 с резистором 750Ом на 3-ю ногу и опер остался жить... И выдает то что нужно. ВСЕМ СПАСИБО!

[MSprut]

Тут возник еще вопрос... Возможно ли простым добавлением к токоизмерительным резюкам инвертирующего усилителя с соответствующим Ку сделать измерение тока, потребляемого нагрузкой? И нужно ли устанавливать диод Шоттки на вход опера для устранения теперь уже положительных бросков тока при заряде емкостей?