Нужно сделать опору 50 мВ, которая может sink десяток миллиампер Опции

[kt368]

Этакое подобие виртуальной земли. Была идея использовать ОУ по схеме повторителя, но для нормальной работы ОУ ему нужно чтобы напряжение на vss было на сколько-то сотен миливольт меньше, чем на выходе, т.е. нужно делать двуполярное питание. Rail-to-Rail ОУ тут тоже не проходят, т.к. для выходных токов в несколько десятков мА они тоже будут плохо себя вести если vss будет на земле, а на выходе U=50 мВ....
Можно ли что-нибудь придумать без использования двуполярного питания?

[Tanya]

Можно ли что-нибудь придумать без использования двуполярного питания?

ОУ + полевой транзистор с соответствующим сопротивлением канала + резистор в питание, дающий небольшой ток. На второй вход - резистор с генератором тока.

[kt368]

Хм....не до конца представляю...можете, пожалуйста, детальнее объяснить что к чему подключается?

[xemul]

[attachment=61250:000_051011.JPG]
Взяты первые попавшиеся RTR ОУ и небольшой n-MOSFET с U_gth ~ 2-3 В и R_dson < 100 мОм.

[kt368]

Спасибо! всё работает.

[Tanya]

Спасибо! всё работает.

А еще лучше другой вариант - с выходом (или входом?) на истоке с соответствующей сменой входа обратной связи.

[xemul]

А еще лучше другой вариант - с выходом (или входом?) на истоке с соответствующей сменой входа обратной связи.

Требуемый ток вряд ли предполагает, что на выход будет вешаться бо-ме серьёзная ёмкость. С мелкими p-MOSFET почему-то несколько сложнее, чем n-MOSFET (хотя, может это только у меня).
Когда начинается "лучше"?

[Tanya]

Когда начинается "лучше"?

С транзисторов с p-n переходом. Правда, не знаю, есть ли мелкие транзисторы на такой ток с такой проводимостью. Я в них плохо разбираюсь.
А с Вашим включением может потребоваться конденсатор и резистор в дополнительной обратной связи с выхода ОУ...

[_Pasha]

Правда, не знаю, есть ли мелкие транзисторы на такой ток с такой проводимостью.

например, гугл

[xemul]

С транзисторов с p-n переходом. Правда, не знаю, есть ли мелкие транзисторы на такой ток с такой проводимостью. Я в них плохо разбираюсь.

Я тоже плохо. Вот глянул в справочник на условно-доступные КП103 (в какой-то дальней коробке должны быть) - с любой буквой не подойдут. И почему-то есть ощущение, что p-JFET'ы с сопротивлением канала меньше 5 Ом будут не очень маленькими.

А с Вашим включением может потребоваться конденсатор и резистор в дополнительной обратной связи с выхода ОУ...

Так почему бы и не написать для начинающих, что при некотором стечении обстоятельств эта "рыба" склонна к самовозбуждению?

[kt368]

С выхода на +13В будет вешаться 20 мкФ. Очень хочется использовать транзисторы, которые широко применяются в наших устройствах - 2N7002. С ними при использовании вышеприведеной схемы и ОУ AD8541 (low cost R-to-R) всё прекрасно работает. Есть большое желание не использовать R-to-R ОУ а поставить, например LM358. Для этого схема была немножко модифицирована (для того чтобы входные сигналы ОУ были подальше от нуля). Полученная схема приведена на картинке и есть во вложении микрокаповский файлик. К выходу опоры подключён резистор R4. Схема хорошо работает при напряжении питания 15 В, а при попытке запустить её от 12 В - не хочет (на втором рисунке это видно - хотя диф. сигнал на входе ОУ очень большой - 12,5 В, он не пытается поднять напряжение на затвору ПТ). Непонятно почему...Да, источник 13 В подключается к схеме через 1 мс, как оно и будет на практике (особенности устройства). Мне кажется что это как-то связано с тем что напряжение на неинв. входе получается больше напряжения питания ОУ и ему становится "плохо". Так? Что можно сделать?
З.Ы. И почему при использовании AD8541 всё работает?...

Сообщение отредактировал kt368 - Oct 6 2011, 06:31

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 circuit1.zip ( 4.72 килобайт ) Кол-во скачиваний: 9

 

[_Pasha]

Есть большое желание не использовать R-to-R ОУ а поставить, например LM358. Для этого схема была немножко модифицирована (для того чтобы входные сигналы ОУ были подальше от нуля).

Не получится. Опора, отвязанная от нуля, будет несносно "гулять".
А кроме AD8541 есть, например, MCP601

[Tanya]

Что можно сделать?

Вместо R5 поставить генератор тока от питания. R6 можно будет увеличить. Стабильность и точность будет определяться генератором тока.
Цитата(xemul @ Oct 5 2011, 21:30) *
Так почему бы и не написать для начинающих...

Вот именно для начинающих и оставляю возможность подумать самостоятельно.

[kt368]

Тут возник вопрос: а как будет себя вести не R-to-R ОУ при входных напряжениях близких к нулю? Выходные близкие к нулю он очень не любит, а про входные в даташите сказано что могут быть от нуля до Vdd-2. Т.е. походу и никаких изменений в сему вводить не нужно, только питание дать достаточно чтоб на выходе ОУ получить нужное напряжение (с учётом его не R-2-R выхода и дешёвенького ПТ, которому для получения низкого Rds нужно немалое Vgs)...пошёл микрокапить...

[Tanya]

С выхода на +13В будет вешаться 20 мкФ.

А зачем?
А R6 увеличить?
А R4 увеличить?

[тау]

Тут возник вопрос: а как будет себя вести не R-to-R ОУ при входных напряжениях близких к нулю?

358 ОУ нормально их переносит, даже по даташиту

Выходные близкие к нулю он очень не любит

он (358) любит , любит...
только резистор с выхода на землю поставьте .

2N7002 имеет сопротивление канала около 3 Ом , поэтому более 10 mA втекающего тока может не переварить. Либо параллелить, если не жалко, либо ставить более низкоомный. Цепи коррекции - по вкусу

Эскизы прикрепленных изображений

 

[kt368]

А зачем?
А R6 увеличить?
А R4 увеличить?

Эта опора будет создавать виртуальную землю для "Current monitor" ZCXT1030, а в даташите на него советуют между его питанием и землёй цеплять 10 мкФ. А таких микрух будет в устройстве две, не рядом рассположенные, поэтому возле каждой ZXCT1030 будет по керамике 10 мкФ.
R4 - это и есть эквивалент ZXCT.

358 ОУ нормально их переносит, даже по даташиту

Да, в микрокапе тоже с низкими входными напряжениями LM358 хорошо себя ведёт.

только резистор с выхода на землю поставьте .

ээээ...зачем? Ну и что что выходной ток ОУ будет наноамперы...или это плохо? Или чтоб заряд с затвора стекал при уменьшении напряжения на выходе ОУ? Так он же и через ОУ может стечь.

...поэтому более 10 mA втекающего тока может не переварить.

Ток более десятка мА и не будет, только что в начальный момент при заряде вышеупомянутых ёмкостей.

Цепи коррекции - по вкусу

Я правильно понимаю что функции цепи коррекции, про которую тут многие говорят, может выполнить 1 нФ с выхода ОУ на инвертирующий вход?
З.Ы. Всё-равно непонятно как получилась ситуация, приведенная мною на второй картинке 11-го ссобщения...Почему ОУ не потянул вверх затвор ПТ?

Сообщение отредактировал kt368 - Oct 6 2011, 08:57

[тау]

З.Ы. Всё-равно непонятно как получилась ситуация, приведенная мною на второй картинке 11-го ссобщения...Почему ОУ не потянул вверх затвор ПТ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Эта опора будет создавать виртуальную землю для "Current monitor" ZCXT1030,

Интересно мне, зачем это?

[Пушкарев Михаил]

Эта опора будет создавать виртуальную землю для "Current monitor" ZXCT1030.

А зачем ему виртуальная земля?

[kt368]

To Tay:
То есть эта ситуация была связана с тем что LM358 не переносит (читай - ведёт себя непредсказуемо) напряжения на входах выше чем напряжение питания?

Интересно мне, зачем это?

Это продолжение темы замера токов с помошью ZCXT1030 и АЦП в случае если АЦП имеет начальный оффсет +-15 мВ. Сначала я хотел поднимать на 50 мв напряжение с выхода ZXCT1030, но понял что для линейности поднятия напряжения (что при любых выходных напряжениях ZXCT1030 на входе АЦП мы имели U=Uzxct+50мВ) необходимо двуполярное питание ОУ. Потом понял что можно просто поднять на эти 50 мВ землю ZXCT. Вот и пытаюсь это реализовать.

Сообщение отредактировал kt368 - Oct 6 2011, 09:28

[xemul]

... если АЦП имеет начальный оффсет +-15 мВ ...

В единицах LSB (МЗР) это чему соответствует?
Т.к. гугл не находит ни одного упоминания ZXCT1030 на электрониксе, то, вероятно, тема на нём не обсуждалась, и имеет смысл назвать АЦП и поделиться опытом собирания таких чудесных шишечек.

Потом понял что можно просто поднять на эти 50 мВ землю ZXCT. Вот и пытаюсь это реализовать.

Ваш подход к решению, имхо, не самый прямой.

[Пушкарев Михаил]

Это продолжение темы замера токов с помошью ZCXT1030 и АЦП в случае если АЦП имеет начальный оффсет +-15 мВ. Сначала я хотел поднимать на 50 мв напряжение с выхода ZXCT1030, но понял что для линейности поднятия напряжения (что при любых выходных напряжениях ZXCT1030 на входе АЦП мы имели U=Uzxct+50мВ) необходимо двуполярное питание ОУ. Потом понял что можно просто поднять на эти 50 мВ землю ZXCT. Вот и пытаюсь это реализовать.

Проще и правильнее поставить на вход буфера резистивный сумматор из 2 кОм и 100 кОм. К резистору 2 кОм подключить выход токового монитора, к резистору 100 кОм - ИОН на 2,5 В.

[Tanya]

... но понял что для линейности поднятия напряжения (что при любых выходных напряжениях ZXCT1030 на входе АЦП мы имели U=Uzxct+50мВ) необходимо двуполярное питание ОУ.

Или не такой дешевый ОУ. Экономим каждый пенни?

[kt368]

АЦП - встроенный в C8051F345. На странице 56 Offset Error +-15 LSB. ИОН - 1250 мВ. Итого 15*1250/(2^10)=18,3 мВ. В моём устройстве это приводит к +-55,5 мА. То, что + - не страшно, т.к. МК делает калибровку АЦП. Он производит измерение когда ток=0 и потом вычитает из рабочего значения (полученного при измерении интересующего тока) эту константу. А вто из-за -55,5 мА мы можем по-просту не заметить току меньшие чем 55,5 мА.
Обсуждал возможность поднятия выходного сигнала ZXCT в этой теме.
Я так и хотел поставить резистивный сумматор, но (поплачусь =) ):
Во-первых мне сказали что так делать сумматор неправильно - входной ток одного канала будет зависеть от напряжения на входе второго канала. Но мне в принципе это не страшно.
Во-вторых если непосредственно на выход токвого монитора повесить 100 кОм на +2,5 В, то, т.к. выход токового монитора достаточно высокоомный, и, возможно на предназначен для "sink'аня" выходное напряжение на ZXCT поплывёт вверх. Проверено при сопротивлении 510 кОм с выхода ZXCT на 1,25 В выходное напряжение плывёт на 2...5 мВ. Что тоже неприятно.
В-третьих если я хочу получить сдвиг на 50 мВ, то ОУ должен быть R-to-R, чтобы нормально работал при Uвых=50мВ.
А в случае поднятия земли - вроде-бы проблем меньше. Вернее я их и не вижу. Паралельно выходному полевику (к стоку и истоку) можно ещё подключить 0,1 мкФ.
Да и так можно использовать одну "схему повышения земли" для двух токовых мониторов.
To Tanya: Просто хочется более изящно решить проблему чем использовать два R-to-R ОУ. Да и про плавание выхода ZXCT1030 я уже выше описал. Тут R-to-R не спасёт.

[тау]

To Tay:
То есть эта ситуация была связана с тем что LM358 не переносит (читай - ведёт себя непредсказуемо) напряжения на входах выше чем напряжение питания?

358 ОУ такой хитрец , что может менять знак усиления при выходе входных напряжений за шины питания, особенно если ниже V- более чем на 0.3 вольта (даже в даташите написано) . Что касается превышения над V+ , то , возможно, в модели , тоже эта фича задействована , хотя в реальности всё может быть и не так . Но тем не менее это нештатная ситуация и её лучше не допускать сразу. Некоторые ОУ к этому издевательству более терпимы.

[kt368]

358 ОУ такой хитрец , что может менять знак усиления при выходе входных напряжений за шины питания, особенно если ниже V- более чем на 0.3 вольта (даже в даташите написано) . Что касается превышения над V+ , то , возможно, в модели , тоже эта фича задействована , хотя в реальности всё может быть и не так . Но тем не менее это нештатная ситуация и её лучше не допускать сразу. Некоторые ОУ к этому издевательству более терпимы.

менять знак усиления - круто, недочитал о_О

[Tanya]

. Паралельно выходному полевику (к стоку и истоку) можно ещё подключить 0,1 мкФ.

А это-то зачем? Ведь уже есть по питанию сколько=то и с питания на эту точку 10 мкф.

To Tanya: Просто хочется более изящно решить проблему чем использовать два R-to-R ОУ. Да и про плавание выхода ZXCT1030 я уже выше описал. Тут R-to-R не спасёт.

AD8279 или из той же оперы дорого Вам будет? Вместо всего этого? Фактически все Ваши страдания из-за того, что Вами выбранный усилитель сигнала с шунта не имеет референсного входа.

[kt368]

Большое спасибо за вектор в сторону дифференциальных усилителей с референс входом. Можно прикинуть схемку, потестить в том же микрокапе. Только мне больше подойдёт LTC1990, у неё Gain можно сделать 10. Ещё раз спасибо.

Сообщение отредактировал kt368 - Oct 6 2011, 10:43

[kt368]

Продолжаю рассматривать схему с ОУ и ПТ (см. рисунок).
Собранная в реале схема работает, но показания АЦП стали больше "дёргаться", т.е. откуда-то взялся шум. Моё предположение - пульсации импульсных источников питания. ОУ и опорный делитель питаются от одного канала БП (+12В), по ним пульсации заметно уменьшились при использовании стабилизатора на стабилитроне (Uстаб.=7,5В). С этим вроде бы проблем нет.
А ZXCT питается от источника +13 В, тут тоже хватает пульсаций. Они через конденсатор C4 спокойненько тулят на выход (точка out). По-идее (в идеале) схема должна была бы их уменьшить (Uout вверх - Uзатв. вниз - Uout вниз). Но, как я предполагаю ОУ в связке с ПТ не успевают это сделать, из-за чего пульсации остаются не подавленные. Мало того, пульсации также вносятся и ОУ с ПТ (это доходят их "попытки уменьшить пульсации", про которые я говорил в предыдущим предложении).
Для интереса подключил схему к батарейному питанию. Даже при нём напряжение на затворе ПТ "пляшет" с частотой 240 Гц (амплитуда милливольт 10). ИМНО это какой-то колебательный процесс в этой системе (ОУ+ПТ).
Как можно противостоять пульсациям на выходе?

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 circuit1.zip ( 5.59 килобайт ) Кол-во скачиваний: 8

 

[kt368]

Всё. Разобрался. Пульсации от 13 В источника шли через кондёр С4, на частоте 1,5 МГц (частота DC-DC, делающего 13 В) он представляет собой реактивность 0,005 Ом. И, ясное дело, даже полностью открытый ПТ (3 Ом в моём случае) имеет по сравнению с С4 очень большое сопротивление. Перекинув кондёр С4 паралельно ПТ, а на его прежнее место влепив 10 нФ (для надёжности, нужно же чтобы по питанию ZXCT1030 стоял какой-нибуть bypass конденсатор) я получил то что хотел. Пульсации по 13 В - случ. шум размахом 1 В (почти "белый", до парочки мегагерц), а на выходе схемы (точка out) - размах пульсаций до 0,5 мВ (по микрокапу). Вот это уже то, что надо. И теперь на практике "виртуальная земля" не увеличивает размах шумов на выходе АЦП.

[kt368]

только резистор с выхода на землю поставьте .

А резистор зачем?