Диф. усилитель с изменяемым Ку. Опции

[Stas]

Для съема сигнала с электрохимического датчика надо сделать диф усилитель с изменяемым коэф усиления, хотя бы с 2 с соотношением коэфициентов 1:10 (или 2:20 и т.д.). Питание системы +/-3.3В. Уровень входного сигнала - сотни микровольт, думается надо использовать схему активного экранирования кабеля с сигналом снятым с Rg/2. По параметрам идеально подходит INA128/129, но как ему задать коэф усиления? Был вариант поставить по SPI программируемый реостат, но схема экранирования накрывается, да и как себя поведет этот резистор при малых токах? Сейчас думаю о варианте с 4 резисторами + коммутатор ADG511, те для каждого коэф. используем по 2 ключа + 2 резистора, подключающих эти резисторы с в зависимости от заданного Ку. Из точки соединения этих резисторов опять через коммутатор выводим сигнал экранирования. Вопрос в том: ADI говорит что сопротивление канала коммутатора 30-50 Ом при питании +/-5 В и токе 10 ма. Как поведет ADG511 себя при малых сигналах? Кто такое делал? Использовать на входе диф. усилитель с постоянным Ку, а второй каскад с изменяемым Ку нежелательно с точки зрения шума...

Что-то типа этого:

Прикрепленные файлы

 Gain.rar ( 10.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 62

 

[_Vladimir_]

Для съема сигнала с электрохимического датчика надо сделать диф усилитель с изменяемым коэф усиления, хотя бы с 2 с соотношением коэфициентов 1:10 (или 2:20 и т.д.). Питание системы +/-3.3В. Уровень входного сигнала - сотни микровольт, думается надо использовать схему активного экранирования кабеля с сигналом снятым с Rg/2. По параметрам идеально подходит INA128/129, но как ему задать коэф усиления? Был вариант поставить по SPI программируемый реостат, но схема экранирования накрывается, да и как себя поведет этот резистор при малых токах? Сейчас думаю о варианте с 4 резисторами + коммутатор ADG511, те для каждого коэф. используем по 2 ключа + 2 резистора, подключающих эти резисторы с в зависимости от заданного Ку. Из точки соединения этих резисторов опять через коммутатор выводим сигнал экранирования. Вопрос в том: ADI говорит что сопротивление канала коммутатора 30-50 Ом при питании +/-5 В и токе 10 ма. Как поведет ADG511 себя при малых сигналах? Кто такое делал? Использовать на входе диф. усилитель с постоянным Ку, а второй каскад с изменяемым Ку нежелательно с точки зрения шума...

Что-то типа этого:

Пример было бы удобнее просто картиной.
Усилитель электрометрический (т. е. потенциал мерять надо)?
Электроды очевидно разнесены достаточно далеко?
ИМНО, разделение по каскадам будет меньшим злом, попытки управлять первым усилителем дадут больше проблем, если электрометрический усилитель. А без опторазвязки по управлению наверное и не получится.
Что касается коммутатора, то при малых сигналах это более линейное сопротивление чем при больших, правда не посмотрел конкретный ADG511.

[Stas]

Да, усилитель электрометрический, расстояние до датчика 50 см. Второй каскад еще не желателен тем, что будет вносить фазовый сдвиг, а тк это кусок схемы цепи обратной связи, то опять будут проблеммы с коррекцией всей системы...

Прикрепленные файлы

 Gain.doc ( 23.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 87

 

[rod]

? Использовать на входе диф. усилитель с постоянным Ку, а второй каскад с изменяемым Ку нежелательно с точки зрения шума...

Вклад шума в выходной сигнал (со стороны схем, выполняющих обработку) меньше у схем, у которых сигнал до обработки усилен. Любые манипуляции с сигналом до усиления потенциально вносят дополнительные искажения (в лучшем случае не увеличивают шум). IMHO и советы опытных товарищей говорят, что для комфортной работы сначала желательно иметь усиленный сигнал и, как правило, лучше от низкоомного источника. Любое воздействие на усиленный сигнал такое же по абсолютной величине, как и на неусиленный сигнал будет ослаблено в Краз.

[Lonesome Wolf]

Да, усилитель электрометрический, расстояние до датчика 50 см. Второй каскад еще не желателен тем, что будет вносить фазовый сдвиг, а тк это кусок схемы цепи обратной связи, то опять будут проблеммы с коррекцией всей системы...

А работа высокоомного датчика на экранированный кабель не больший ли фазовый сдвиг даст чем каскад на ОУ? Поставьте буферный усилитель прямо у датчика (-ов) и делайте потом, что хотите с сигналом...


P.S. Картинка не открывается в Word - он то, бедный, пытается чего-то в Инет полезть - но ему нельзя

[Stas]

Фиг с ним шумом и фазовым сдвигом . Вопрос конкретный: можно ли в этом виде применить DG511, чтоб Ку диф усилителя был считаем. Те при питании +/- 3,3В и таком включении можно ли утверждать что Ron = 45..70 Ом? Для тех у кого Word не на месте, схема в картинках .

Прикрепленные файлы

 pack.rar ( 230.53 килобайт ) Кол-во скачиваний: 51

 

[rod]

Фиг с ним шумом и фазовым сдвигом  . Вопрос конкретный: можно ли в этом виде применить DG511, чтоб Ку диф усилителя был считаем. Те при питании +/- 3,3В и таком включении можно ли утверждать что Ron = 45..70 Ом? Для тех у кого Word не на месте, схема в картинках  .

А что, график ТРС.1 на стр.4 ADG511.pdf не убеждает? Верхнюю кривульку сдвигаем вверх до уровня 50 Ом. Получаем область изменения Ron. Питание +-3В, разница с вашим 10%. В районе 1..1,5.В внутрь от границ питания "горбы" Ron. Если постоянная составляющая будет меняться, придется по ним "поползать", получим изменение Кус и вообще «имеем право» получить изменение Кус в соответствии с любой точкой области изменения Ron.
А чем смущают приведенные в ADG511.pdf данные? (Прошу прощения за бестолковость..)

[Stas]

Все верно, меня эта картинка в принципе устраивает, но смущает что они в этих графиках не приводят протекающий через ключ ток, а в табличных параметрах они приводят сопротивление канала при токе 1 и 10 ма (Is). Если для Ку=2 исползую R4,R3=25кОм (по картинке), а для Ку=20 ставлю R1,R2=1.3 кОм как оценить сопротивление открытого канала?

[BWZ]

У TI есть программируемые измерительные усилители PGA207. В документации на них на рис.5 приведена нужная Вам схема. Все уже сделано внутри, все параметры оговариваются изготовителем. КУ выбирается из ряда 1,2,5,10. Единственная проблема - питание, не ниже -4,5/+4,5. Может будет проще поднять питание схемы, чем исследовать погрешности и нелинейности усилителя.
Я использовал в одной из разработок 5 шт. PGA204. Микросхемы стояли в параллельных каналах измерений, требовалась высокая повторяемость схемы. Результат превзошел все ожидания, аналог такой схемы не нескольких ОУ с коммутатором таких параметров не обеспечивал.

[Stas]

Вот, это уже хороший вариант. BWZ спасибо, PGA207 - то что дохтор прописал. Остановлюсь на нем.

[rod]

Все верно, меня эта картинка в принципе устраивает, но смущает что они в этих графиках не приводят протекающий через ключ ток, а в табличных параметрах они приводят сопротивление канала при токе 1 и 10 ма (Is). Если для Ку=2 исползую R4,R3=25кОм (по картинке), а для Ку=20 ставлю R1,R2=1.3 кОм как оценить сопротивление открытого канала?

Характеристики приведены для трех питаний : +-5В, +5В и +3,3В. Ваш случай ближе ко второму. К тому же Ваше питание на 1,6В больше. С увеличением питания растут управляющие напряжения на затворах полевиков и соответственно уменьшаются сопротивления каналов. В районе малых токов хорошо открытый ПТ ведет себя как резистор, поэтому нелинейности здесь опасаться, по-моему, не стоит. Но, правда, величина этого линейного для малых токов резистора зависит от управляющего напряжения на затворе. В Вашем случае это коммутируемое напряжение относительно линий питания (для Р и N-канальных ПТ, соединенных параллельно). При строгом подходе Вы обязаны принять изменение Ron в диапазоне 0..75 Ом. Практически же можно, наверное, дать себе вольность и допустить, что минимальное сопротивление не уменьшается ниже, чем 40% от типового.