прошу объяснить как зависят друг от друга два ОУ в одном корпусе Опции

[RKS]

Имею схему где 2 ОУ из одного корпуса обслуживают два разных канала измерения. Один включен по неинвертирующей схеме с Ку=20, второй канал - просто повторитель. Пока включен только какой-нибудь один - проблем нет. Как только включаются оба - начинают врать. Сигналы в обоих каналах медленные. На входах ничего не меняется. Питание чистое (как слеза ребенка). Несколько раз встречал в литературе что влияние есть но нигде в описании найти не могу. Буду благодаерен за любые ссылки по теме.

[1113]

разогрев?!?
что значит врать, какой параметр меняется?

[RKS]

разогрев?!?
что значит врать, какой параметр меняется?

Да собственно напряжение на выходе меняется. Причем в обоих каналах. Меняется всегда одинаково - начинает расти. Разогрева нет совсем. По крайней мере палец не чюет, а ИК термометр видет не больше 28 (притом что в комнате 25). На входе изменений не наблюдаю совсем (если конечно APPA103 можно доверять)

Сообщение отредактировал RKS - Feb 7 2016, 12:09

[HardEgor]

Назовите хотя бы микросхему.
А так-то оба ОУ полдключены в общему и питанию через один провод, на котором создается падение напряжения. Изменяется ток одном ОУ - у другого ОУ поднимается потенциал общего и снижается напряжение питания.
В даташитах это описано, например LM324 Channel Separation(или Crosstalk attenuation) -120 дБ.

[RKS]

Назовите хотя бы микросхему.
А так-то оба ОУ полдключены в общему и питанию через один провод, на котором создается падение напряжения. Изменяется ток одном ОУ - у другого ОУ поднимается потенциал общего и снижается напряжение питания. В даташитах это описано,
например LM324 Channel Separation -120 дБ.

Сейчас смотрю на OPA2376D
Рядом (в той же железке) стоит OPA4376 где все 4 канала включены повторителями - вообще никаких проблем. Я от этих наблюдений сделал вывод что причина в том что у одного канала есть усиление а у другого нет.

А как бороться то с этим?

Сообщение отредактировал RKS - Feb 7 2016, 12:27

[1113]

ТС, нужно понять какой параметр ОУ изменяется. для этого укажите что вы подаёте на вход каскада, что снимаете с выхода, что и на сколько меняется

[HardEgor]

А как бороться то с этим?

Вначале понять причину, а потом бороться:
1. какая нагрузка у ОУ
2. насколько изменяется напряжение второго канала при изменении первого
3. остается ли величина изменения со временем(через 3-5-10 минут после включения)

[RKS]

ТС, нужно понять какой параметр ОУ изменяется. для этого укажите что вы подаёте на вход каскада, что снимаете с выхода, что и на сколько меняется

на вход повторителя подаю около 2.5 вольта и столько же вижу на выходе пока все в порядке. Когда включается канал с усилением то на выходе повторителя появляется дополнительные 20 милливольт.

На вход канала с усилением подаю около 100 милливольт и соответственно около 2 вольт наблюдаю на выходе пока второй канала отдыхает. Входной сигнал меняется и сходу прибавку оценить тяжело, но тоже в тех же пределах приблизительно.

Вначале понять причину, а потом бороться:
1. какая нагрузка у ОУ
2. насколько изменяется напряжение второго канала при изменении первого
3. остается ли величина изменения со временем(через 3-5-10 минут после включения)

1. вход STM32 через 100 Ом после ОУ
2. написал выше
3. прибавка висит практически постоянно . Я на нее минут 15 медитировал...

[1113]

номиналы резисторов обратной связи?

насколько хорошо объединена земля источника сигнала, земля АЦП и земля резистора обратной связи? что за токи нам ходят?

[RKS]

номиналы резисторов обратной связи?

насколько хорошо объединена земля источника сигнала, земля АЦП и земля резистора обратной связи? что за токи нам ходят?

191K с плюса на выход и 10K на землю. Получается 20.1 если точно рассчитать, но на обнаружение прибавки это не влияет. Объединены насколько мое представление позволяет - неплохо. Плата двухслойка - медь 35 микрон. Снизу полигон практически сплошной. Питание От 3.3 вольт. Токи как я понимаю там десятки микроампер.

Сообщение отредактировал RKS - Feb 7 2016, 13:03

[1113]

191K с плюса на выход и 10K на землю.

вы же писАли про неинвертирующий усилитель... покажите схему, со слов вообще не понятно

[Plain]

TI в своём репертуаре:

Input offset voltage ... 5 μV
Channel separation, dc (dual, quad) ... 0.5 mV/V

[RKS]

TI в своём репертуаре:

Input offset voltage ... 5 μV
Channel separation, dc (dual, quad) ... 0.5 mV/V

А можно для бестолкового на пальцах - 0.5 mV/V как на выходе проявляется?

вы же писАли про неинвертирующий усилитель... покажите схему, со слов вообще не понятно

Пардон - поспешил. С инвертирующего входа на выход 191к и того же входа на землю 10к. Нпрямой вход сигнал подается.

[Plain]

1 В на выходе одного добавляют 0,5 мВ смещения другого.

[1113]

почему на выходе?

посмотрите рис 20 на http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/opa376.pdf

[Ga_ry]

подаю около 2.5 вольта и столько же вижу на выходе пока все в порядке. Когда включается канал с усилением то на выходе повторителя появляется дополнительные 20 милливольт.

Все равно много, даже с учетом Channel separation. Плата отмыта?
Косяки в монтаже...

[Plain]

почему на выходе?

Предложите свою версию, как трактовать этот параметр и его нахождение в данном разделе паспорта.

[AlexeyW]

Несколько не в тему, но близко.
В одной схеме у нас был стабильный сбой в аналоговом одновибратореуправления силовым преобразователем на температуре ниже -40. Разобраться было непросто, но разобрались. Оказалось, что OPA2340 в компараторном режиме при переключении выхода давал сквозной ток в течение примерно 5 мкс. При комнатной температуре порядка 20 мА, а при -40 около 80, даже быть может 100 мА - что, естественно, давало конкретную просадку по питанию, к чему одновибратор чувсивителен.

[RKS]

Все равно много, даже с учетом Channel separation. Плата отмыта?
Косяки в монтаже...

Потратил время - выяснилась еще одна "опция" того канала который с коэффициентом усиления. Диапазон входных напряжений от 10 до 100 милливольт. На выходе соответственно - от 200 милливольт до 2 вольт. (с поправкой на то что Ку=20.1) В диапазоне от 10 до 20 милливольт ошибки почти нет или она укладывается в погрешность 1-% резисторов которыми Ку задан. А вот выше 20 и до 100 милливольт (на входе) ошибка растет практически пропорционально и дорастает до 200 милливольт. Т е имею 2.2 вольта при 100 милливольтах на входе. Это если второй канал подключен. Если второй канал выключен то то около 2.05.
На канале который включен повторителем нарастания добиться проблематично - он меряет потенциал который почти не меняется или очень медленно.

Плату отмывали после монтажа в какой то воде (если не ошибаюсь деионизированной). Потом я после переделок ее ацетоном протирал в месте установки ОУ. Вобщем можно ее чистой считать...

[AlexeyW]

А так-то оба ОУ полдключены в общему и питанию через один провод, на котором создается падение напряжения. Изменяется ток одном ОУ - у другого ОУ поднимается потенциал общего и снижается напряжение питания.

Скорее даже так - проблема не со стороны провода питания (PSRR обычно тоже очень велико), а со стороны земляного провода - внутренняя земля ОУ поднимается относительно входов, и этот подъем усиливается в 20 раз. Доказательством версии мог бы служить знак ошибки (в минус), и зависимость ошибки от нагрузки первого ОУ.

На канале который включен повторителем нарастания добиться проблематично - он меряет потенциал который почти не меняется или очень медленно.

Подгрузите выход повторителя резистором - посмотрите, меняется ли ошибка.

[Baser]

Я в таких случаях первым делом беру другую аналогичную плату и проверяю эффект на ней.
Или если нет второй платы, меняю микросхему на новую "из ESD кулечка".
Если эффект повторяется, начинаю думать.

А то, бывает, каким-то образом (статика?) аналоговые мс так слегка "подбиваются", что никаких объяснений придумать не удается.

[1113]

Предложите свою версию, как трактовать этот параметр и его нахождение в данном разделе паспорта.

я бы посчитал этот параметр ошибочным и не информативным

P.S. при случае уточню в их техподдержке

А вот выше 20 и до 100 милливольт (на входе) ошибка растет практически пропорционально и дорастает до 200 милливольт. Т е имею 2.2 вольта при 100 милливольтах на входе. Это если второй канал подключен. Если второй канал выключен то то около 2.05.
На канале который включен повторителем нарастания добиться проблематично - он меряет потенциал который почти не меняется или очень медленно.

попробуйте выравнять сопротивления источников для каждого входа - по классике

[shf_05]

а со стороны земляного провода - внутренняя земля ОУ поднимается относительно входов, и этот подъем усиливается в 20 раз. Доказательством версии мог бы служить знак ошибки (в

+1
разводку платы продемонстрируйте
и еще резисторы могут нагреваться и уходить

[1113]

причём тут "внутренняя земля ОУ"? обратная связь же держится на "внешней земле"

[ШСА]

Т е имею 2.2 вольта при 100 милливольтах на входе. Это если второй канал подключен. Если второй канал выключен то то около 2.05.
Потом я после переделок ее ацетоном протирал в месте установки ОУ. Вобщем можно ее чистой считать...

Изменение выходного сигнала на 10% никакой взаимосвязью ОУ внутри МС объяснить нельзя. Перепадами по земле (при Kус=20) - тоже. Влияние питания отпадает.
Остаётся неисправность МС или внешняя паразитная связь по входам.
В словах ТС есть загадочные слова: "первый/второй канал подключён/отдыхает". Что это означает? Что источник сигнала просто оторвали и вход ОУ остался висеть в воздухе, или вход ОУ закоротили на землю, или отключили нагрузку ОУ? Схема и номиналы резисторов в повторителе тоже непонятны.
Короче, ТС, приведите фрагмент Вашей схемы с номиналами, источниками и нагрузками, чтобы можно было однозначно понять куда какие токи текут. Иначе здесь каждый будет говорить о чём-то своём.

Сообщение отредактировал ШСА - Feb 7 2016, 21:48

[ZVA]

А ST32 во время измерений тоже медитирует(находится в состоянии сброса)?
И что видит осцилограф на выходах ОУ?

[Леонид Иванович]

А вот выше 20 и до 100 милливольт (на входе) ошибка растет практически пропорционально и дорастает до 200 милливольт. Т е имею 2.2 вольта при 100 милливольтах на входе. Это если второй канал подключен. Если второй канал выключен то то около 2.05.

Это Вы вольтметром на выходе ОУ смотрите, или делаете вывод по результатам преобразования АЦП? У АЦП при некоторых условиях может быть влияние канала на канал.

[AlexeyW]

А то, бывает, каким-то образом (статика?) аналоговые мс так слегка "подбиваются", что никаких объяснений придумать не удается.

Такие, кстати, со временем вообще накрываются. Но со временем, что особено приятно.

причём тут "внутренняя земля ОУ"? обратная связь же держится на "внешней земле"

Кажется, Вы нигде не указывали, что усилитель дифференциальный. А в простом ОС держится именно на внутренней, как и входы.

[Tarbal]

Если ОУ в линейном режиме, то разность потенциалов между прямым и инверсном входами равна нулю. Если не равна нулю, то есть нелинейность (выход достиг насышения).
Если разность потенциалов равна нулю, а желанного поведения схемы достичь не удается, то операционник не при чем. Проблемы в подключении.

[RKS]

Если ОУ в линейном режиме, то разность потенциалов между прямым и инверсном входами равна нулю. Если не равна нулю, то есть нелинейность (выход достиг насышения).
Если разность потенциалов равна нулю, а желанного поведения схемы достичь не удается, то операционник не при чем. Проблемы в подключении.

ОУ действительно оказался не при чем. Я за вчера и сегодня успел заменить сдвоенный на пару одиночных OPA376 (слава богу Компел их быстро привез) - результат тот же. По большей части разводка виновата - от минуса питания ОУ до аналоговой земли STM32 толстый провод помог. 100% результата не добился конечно но срубил 70% от ошибки. Моя проблема в том что близко к контроллеру ОУ поставить невозможно. Буду с полигонами шаманить.....

[Леонид Иванович]

Моя проблема в том что близко к контроллеру ОУ поставить невозможно.

Этого обычно и не требуется. Достаточно правильно выполнить топологию. Показали бы свою схему и плату, тогда можно было бы что-то подсказать.

[RKS]

Этого обычно и не требуется. Достаточно правильно выполнить топологию. Показали бы свою схему и плату, тогда можно было бы что-то подсказать.

Как уже писал раздвоение на OPA376 не помогло. Похоже действительно как то погано все на плате лежит. Да и сама плата разочаровала. Резонит сделал ее с 35 -ой фольгой (как бы кстати понять что она там действительно 35 микрон а не 18?) На проводнике длиной 24 мм с двумя переходными отверстиями терялось 0.3 mV. Это был проводник идущий от шунта 0.01 Ом к резистору R5 (по схеме). После этого "открытия" наложил проводов на все входные сигнальные и земляные цепи и добился удивительных результатов. Каналы более друг на друга не влияют! (когда писал про то что канал "отдыхает" - коротил левый вывод резисторов R2 и R5). Но осталась ошибка, которая практически незаметна на минимальном реальном уровне входного сигнала. Ошибка увеличивается не пропорциаонально. На максимальном уровне входного сигнала 56 вольт с канала включенного повторителем снимаю 56.3 вольта. Эти 0.3 вольта добавляются уже на уровне 30 вольт и без прироста доходят до 56 вольт. Ошибка проявляется при входном напряжении около 10 вольт. Меряю тестером на входе и на выходе ОУ. На входе имею 0.421 вольта а на выходе 0.427 вольта. То есть 6 милливольт берется непонятно откуда. Канал с коэффициентом усиления пока детально не исследовал. У счетверенного который рядом стоит похоже те же самые проблемы с ошибкой, но их математика "спрятала". Значения вычитаются друг из друга, поэтому прибавку на выходе сразу не заметил. Схему прикрепил....

Прикрепленные файлы

 ADC.pdf ( 32.62 килобайт ) Кол-во скачиваний: 89

 

[Ga_ry]

Косяки в трассировке и толщина фольги тут не при чем, это не должно влиять на результат.
По Вашей схеме.
Резисторы R5 и R7 необходимо вести отдельными дорожками к шунту мимо "силы".
И еще, в ДШ на прецизионные ОУ и ОУ с малым дрейфом даны схемы компенсации входных токов и их нужно придерживаться.
Посмотрите например на 19 стр. ДШ AD8628

[ШСА]

На входе имею 0.421 вольта а на выходе 0.427 вольта. То есть 6 милливольт берется непонятно откуда. Канал с коэффициентом усиления пока детально не исследовал. У счетверенного который рядом стоит похоже те же самые проблемы с ошибкой, но их математика "спрятала".

В Вашей схеме оба ОУ в неинвертирующем включении. В этом случае, как известно, на обоих входах ОУ присутствует потенциал входного сигнала. Он, как я понял, достигает 0,421 В, а возможно и больше. Но OPAx376 (по даташиту) имеют допустимое значение синфазного сигнала (Vcm) лишь +- 0,1В. И подавление синфазного сигнала (CMRR) невелико - от 76 дб. Поэтому эти ОУ имеют полное право врать не только на 6 мВ.
Используйте инвертирующее включение, или другой тип ОУ.

И еще, в ДШ на прецизионные ОУ и ОУ с малым дрейфом даны схемы компенсации входных токов и их нужно придерживаться.

У этого OPA2376 входные токи 0,2 - 10 pA. На нескомпенсированных 25 кОмах это даст всего-то от 0.05 до 0.250 мкВ (для верхнего по схеме ОУ).
А вот защитные диоды BAV99, подключённые непосредственно ко входу ОУ, могут дать неконтролируемый ток от 30 нА до 30 мкА!!! А это может "перекосить" ОУ от 0,75 до 750 мВ, причём в зависимости от вх. сигнала и нелинейно (и всегда в сторону увеличения).

Сообщение отредактировал ШСА - Feb 10 2016, 07:51

[Леонид Иванович]

На проводнике длиной 24 мм с двумя переходными отверстиями терялось 0.3 mV. Это был проводник идущий от шунта 0.01 Ом к резистору R5 (по схеме).

Это невозможно. По резистору R5 протекает лишь входной ток ОУ, который не превышает 10 pA. Получается, настоящую причину проблемы Вы не нашли.

Эти 0.3 вольта добавляются уже на уровне 30 вольт и без прироста доходят до 56 вольт. Ошибка проявляется при входном напряжении около 10 вольт.

Попробуйте ради эксперимента убрать емкости C2 и C4.

OPAx376 (по даташиту) имеют допустимое значение синфазного сигнала (Vcm) лишь +- 0,1В.

Не говорите глупостей.

[ШСА]

Не говорите глупостей.

Понятно. Это за пределами питания. Ладно, снимаю. Значит остаются только диоды.

Сообщение отредактировал ШСА - Feb 9 2016, 21:34

[Леонид Иванович]

При комнатной температуре и обратном напряжении 3.3 В ток утечки диодов вряд ли больше 10 нА. Версию с диодами легко проверить, временно отключив их. При необходимости можно поставить диоды с малым обратным током, например, BAV199. Во всей этой ситуации пока ничего не ясно.

[Plain]

На проводнике длиной 24 мм с двумя переходными отверстиями терялось 0.3 mV. Это был проводник идущий от шунта 0.01 Ом к резистору R5 (по схеме).

У отрезка 24 мм и шириной 0,25 мм сопротивление 46 мОм и по закону Ома, при 0,3 мВ на нём, ток в цепи 6,5 мА, а на R5, который в той же цепи, соответственно 65 В, т.е. на входе ОУ жёсткий перегруз, а на выходе, соответственно, ничем не поколебимая полка 3,3 В.

[Alexashka]

Меряю тестером на входе и на выходе ОУ. На входе имею 0.421 вольта а на выходе 0.427 вольта. То есть 6 милливольт берется непонятно откуда.

Возможно Вы подсаживаете вход на 6мВ, когда меряете. На выходе низкое сопротивление и там показывает правильно.

[ШСА]

У отрезка 24 мм и шириной 0,25 мм сопротивление 46 мОм и по закону Ома, при 0,3 мВ на нём, ток в цепи 6,5 мА, а на R5, который в той же цепи, соответственно 65 В, т.е. на входе ОУ жёсткий перегруз, а на выходе, соответственно, ничем не поколебимая полка 3,3 В.

Да, со входными цепями и токами не совсем понятно - в схеме они просто отсутствуют.

[RKS]

Существенно полегчало! Без диодов канал с коэффициентом усиления врать перестал совсем!. Канал повторитель врет по прежнему на те же 0.3 вольта. С диодами или без них - врет одинаково. Проверил на двух платах - на каждой два таких канала (всего 4 ). Кроме того - убрал провод, дублирующий печатный проводник длиной 24 мм - нет там теперь никакого падению. Хотя переходные отверстия у Резонита все равно оставляют желать лучшего. Ни за что бы сам про диоды не догадался. Я сейчас все вышеописанные пожелания исполню в порядке поступления. Отпишусь о результатах. В любом случае всем спасибо.

Сообщение отредактировал RKS - Feb 10 2016, 09:29

[alehandro]

Пардон - поспешил. С инвертирующего входа на выход 191к и того же входа на землю 10к. Нпрямой вход сигнал подается.

Во-первых: на 191к обязательно нужен конденсатор. Это подрежет полосу пропускания.
Во-вторых: есть рекомендации по топологии - минимизация проводников на инвертирующем входе
В-третьих: есть такой эффект, как детектирование ВЧ-сигнала. При его наличии на входе меняется коэффициент усиления и смещение выходного сигнала. Тут уже нужна магия. Либо выбирать ОУ с EMI-фильтрами на выводах (LMP2022, например), либо экранировать все. Контроллер от входов в первую очередь.

[RKS]

Во-первых: на 191к обязательно нужен конденсатор. Это подрежет полосу пропускания.
Во-вторых: есть рекомендации по топологии - минимизация проводников на инвертирующем входе
В-третьих: есть такой эффект, как детектирование ВЧ-сигнала. При его наличии на входе меняется коэффициент усиления и смещение выходного сигнала. Тут уже нужна магия. Либо выбирать ОУ с EMI-фильтрами на выводах (LMP2022, например), либо экранировать все. Контроллер от входов в первую очередь.

С конденсатором вроде проблем быть не должно - он есть. Его номинал я менял от 100 пик до 100 нан. Отличий никаких! Оставил то что есть - 100 нан
Длины проводников соизмеримы с длинами корпусов резисторов 0603. Я уверен что минимизировать их еще практически невозможно.
А вот с третьим пунктом - поподробнее. Какая частота критична? У меня рядом стоит довольно мощный источник на 140 кГц.

[alehandro]

А вот с третьим пунктом - поподробнее. Какая частота критична? У меня рядом стоит довольно мощный источник на 140 кГц.

Как правило детектируются частоты выше полосы пропускания - это десятки МГц. И обнаружить этот эффект по спектру выходного сигнала невозможно - помеха вне полосы. Только по изменению смещения и усиления. Обычно на это не обращают внимания. Вклад очень мал. Но для точных измерений - это важно.
Сигнал генератора на 140 кГц какой формы? Если sin, то нет проблем. Требуется только экранировка от контроллера и фильтры по питанию.
Однако есть еще момент. Если на оба каскада подается один и тот же сигнал, а они оба неинвертирующие, то могут возникать низкочастотные биения, связанные с наводкой выхода одного каскада на вход другого. Чтобы их избежать проще всего усиление делать на инвертирующем каскаде.

[GREGOR_812]

Несколько не в тему, но близко.
В одной схеме у нас был стабильный сбой в аналоговом одновибратореуправления силовым преобразователем на температуре ниже -40. Разобраться было непросто, но разобрались. Оказалось, что OPA2340 в компараторном режиме при переключении выхода давал сквозной ток в течение примерно 5 мкс. При комнатной температуре порядка 20 мА, а при -40 около 80, даже быть может 100 мА - что, естественно, давало конкретную просадку по питанию, к чему одновибратор чувсивителен.

Вообще лучше не использовать как ОУ в качестве компаратора, как и наоборот. Их выходные каскады по-разному устроены.

[AlexeyW]

Вообще лучше не использовать как ОУ в качестве компаратора, как и наоборот. Их выходные каскады по-разному устроены.

Безусловно, а входные еще более по-разному. Это приходится иногда делать из-за ограничений по номенклатуре, или из-за совмещения. Но проблемы в этом нет, ОУ все равно не вправе давать сквозной ток - собственно, это попалась такая вот разновидность (выбрали из-за заявленных -55). Проверяли наши новосибирские и AD - в них сквозного тока не обнаружили.