Помогите, пожалуйста разобраться с LT1990 Опции

[iiv]

Всем привет,

пробую использовать LT1990

http://ru.farnell.com/linear-technology/lt...1990/dp/1330733

для измерения не быстро меняющегося высоковольтного напряжения. Надо измерять 0-20кВ, которое изменяется примерно с частотой 50-100Гц, хочется примерно раз в милисекунду знать значение этого напряжения. Само измерение происходит на МК Атмега328. Раньше делал делителем на 100мОм/25кОм без операционника - измерялось устойчиво, но отъедалось в среднем 3 Ватта, чего хотелось избежать.

Попробовал сделать на LT1990, заменив делитель на (1.5ГОм+2МОм)/330кОм. На схеме 1.5ГОм не показан (он собран из 3-х по 500МОм на 10кВ), на его выход воткнут в 2МОм резистор (R6, 3кВ), далее R5=330кОм, C22=100мкФ, с30=10мкФ. Красная дорожка с 6-ой ноги LT1990 уходит напрямую в микроконтроллерный вход АЦП, зеленая дорожка горизонтально по центру - земля. МК от высоковольтной системы по земле разделен индуктором на 10мГн, 0.1Ом, LT1990 также от всех остальных развязана такими же индукторами.

При измерениях получается лажа, значения совсем ни как не коррелируют с тем, что должно быть и гуляют произвольно от 0 до 2В на 6-ой ноге. Если даже на вход R6 подать просто 0-30В, тоже ничего путнего не получается, то есть тут не в ВВ проблема.

Повидимому я что-то не понимаю в устройстве LT1990 (как я понимаю, это почти аналог INA148), только дешевле из-за меньшей точности.

Вдруг кто с этим ОУ работал, или увидели причину моей ошибки, посоветуйте, мне, пожалуйста, что же я тут не то сделал?

Спасибо

ИИВ

[Tanya]

Повидимому я что-то не понимаю в устройстве LT1990

Ref, Gain висят в воздухе. Я тоже не понимаю. Если хотите повторитель, то зачем все это?

[iiv]

Ref, Gain висят в воздухе. Я тоже не понимаю. Если хотите повторитель, то зачем все это?

Ref на земле, Gain1, Gain2 - да, висят, как в даташите, чтобы был повторитель.

...лучше бы схемку нарисовали...а то разбираться по трассировке как-то не очень...

согласен, сейчас нарисую, просто изначально не положил, так как вроде кроме самого ОУ тут больше ничего нет такого важного.

[Tanya]

Ref на земле, Gain1, Gain2 - да, висят, как в даташите, чтобы был повторитель.

А зачем?

[iiv]

А зачем?

После делителя на 1.5ГОм/330кОм, ток на МК совсем слабый. Хочется его повторить, чтобы устойчиво его измерять. МК надо примерно 10кОм резистор в нижнем плече, то есть, при моем коэффициенте в делителе в 4000 раз, в верхнем плече будет стоять всего-то 40мОм, которые при 20кВольт будут рассеивать 10Ватт. Мне 10Ватт жалко Дополнительно, хочется что-то поставить, чтобы если там какой скачек, то через него в МК не привалило что-то высоконапряженное или отрицательное и МК не ушел в ресет.

[rudy_b]

После делителя на 1.5ГОм/330кОм, ток на МК совсем слабый. ...

А вы выкиньте 330 кОм и засадите 1.5 ГОм прямо на (-) вход любого стандартного MOSFET или JFET опера. А резистор нижнего плеча поставьте с его выхода на (-) вход опера (выберите нужное значение). С (-) входа опера поставить пару встречно включенных диодов на землю (защита входа), и (+) вход опера туда же. Получите правильный и хорошо защищенный измеритель высокого напряжения.

Недостаток только один - он инверсный и потребует минуса питания (при положительном высоком), но у вас разнополярные напряжения и все равно нужен инвертор со смещением. Поэтому желательно присобачить еще один опер в дифрежиме, чтобы он смещал ноль в 2.5 В для АЦП процессора.

[=AK=]

А вы выкиньте 330 кОм и засадите 1.5 ГОм прямо на (-) вход любого стандартного MOSFET или JFET опера. А резистор нижнего плеча поставьте с его выхода на (-) вход опера (выберите нужное значение). С (-) входа опера поставить пару встречно включенных диодов на землю (защита входа), и (+) вход опера туда же. Получите правильный и хорошо защищенный измеритель высокого напряжения.

Так сделать, конечно, можно. Но практической пользы от этого решения никакой, разве что защита входа изящнее получается. За счет двуполярного питания и второго опера получится и сложнее, чем с обычным повторителем на R-R ОУ, и погрешность дополнительная появится. А ведь придется еще и вход АЦП защищать от случайного попадания отрицательного напряжения с выхода ОУ.

Преимущество такого решения по сравнению с повторителем на R-R ОУ состоит в том, что можно будет точно мерять напряжения начиная с 0, поскольку R-R ОУ обычно не обеспечивает точности вблизи 0. Однако я сомневаюсь, что ТС это требуется. Однако если такое действительно нужно, то нетрудно подать небольшое смещение на вход повторителя, используя опорное напряжение АЦП.

[rudy_b]

Так сделать, конечно, можно. Но практической пользы от этого решения никакой, разве что защита входа изящнее получается. За счет двуполярного питания и второго опера получится и сложнее, чем с обычным повторителем на R-R ОУ, и погрешность дополнительная появится. А ведь придется еще и вход АЦП защищать от случайного попадания отрицательного напряжения с выхода ОУ...

Вот как раз практический опыт и говорит о том, что вывоковольтные входы следует делать именно так. По многим причинам и надежная защита (именно на землю, а не на источник напряжения) - одна из них. Попытка применять высоковольтный делитель и измерять напряжение приводит к массе погрешностей, влиянию токов утечек, появлению "лишних" фазовых сдвигов и т.д.

[=AK=]

Попытка применять высоковольтный делитель и измерять напряжение приводит к массе погрешностей, влиянию токов утечек, появлению "лишних" фазовых сдвигов и т.д.

Вот это место подробнее, пожалуйста. Откуда возьмутся дополнительные погрешности (по сравнению с инвертирующим вариантом), почему появляется "влияние токов утечек", и в чем причина "лишних фазовых сдвигов"?

[rudy_b]

Вот это место подробнее, пожалуйста. Откуда возьмутся дополнительные погрешности (по сравнению с инвертирующим вариантом), почему появляется "влияние токов утечек", и в чем причина "лишних фазовых сдвигов"?

1. Как только входная нога опера не не земле - с нее идет ток утечки, а входные токи весьма малы. Понятно, что и вокруг ноги на потенциале можно сделать петлю с тем же потенциалом - но вы это делаете? А ведь утечки бывают не только по поверхности, но но и внутри текстолита (влажность, флюс и т.п.) - неоднократно сталкивался. Тут и петля не всегда помогает. А вот нулевой потенциал легче обеспечить.

2. Защитный элемент (именно встречно включенные диоды - не стабилитроны и т.п.) должен идти именно на землю, а не на какой-то потенциал, импульсные токи при пробоях могут быть велики. При смещении входа опера от земли, защитный элемент вынужденно подключается к тому же потенциалу - это плохо. Гораздо проще поставить второй опер, который обеспечит и инверсию (если надо) и смещение - надежность защиты существенно повышается. Тем более, что опера практически всегда сдвоенные.

3. По моей схеме вход опера - виртуальный ноль и имеет нулевое входное сопротивление. Поэтому паразитная емкость со входа на землю - не влияет. А в делителе напряжения она образует интегрирующую цепочку (вместе с нижним резистором делителя). Опять же, при малом резисторе не очень страшно, но, при напряжениях под 20 кВ, он довольно велик.

Татьянино предложение (немного модифицированное) - ставить два резистора последовательно, основную защиту делать перед последним резистором - приемлемо, но эта точка перестанет быть виртуальным нулем и снова начнутся емкости и токи утечки. Но если выбрать небольшой резистор - то получится нормально. В данном случае он (практически) не входит в делитель и его можно выбрать произвольно малым.

[Tanya]

Татьянино предложение (немного модифицированное) - ставить два резистора последовательно, основную защиту делать перед последним резистором - приемлемо, но эта точка перестанет быть виртуальным нулем и снова начнутся емкости и токи утечки. Но если выбрать небольшой резистор - то получится нормально. В данном случае он (практически) не входит в делитель и его можно выбрать произвольно малым.

Эта точка и не была нулем. В эту точку можно включить и разрядник и конденсатор на землю. А можно еще один "лишний" резистор.
Если стационарный потенциал порядка десяти вольт, то никаких утечек (выше пикоампера) там не будет. Да и не волнует... Если на вход идет порядка мегаома. Конденсатор уберет пички и отфильтрует вход, как нужно ТС - у него АЦП до 10 килогерц. ОУ можно даже взять экзотический для особо привередливых - OPA380.