Напряжение сдвига LM358 Опции

[ddd204]

Добрый день!
Первый раз взял в руки операционный усилитель, и не могу понять что происходит.

Есть датчик, внутренне сопротивление неизвестно, есть только рекомендация производителя - нагружать его на 10К (как я понимаю от 10К и выше). Датчик выдает 10,4mV.
При закорачивание выводов датчика резистором 100К - напряжение падает до 10,3mV, т.е. как я понимаю внутреннее сопротивление датчика в пределах 500R-1K.
Напряжение измеряю мультиметром MY64, других "приборов" нет.

Сигнал с датчика необходимо усилить в 10 раз, и дальше подать на АЦП ATmega8.
Для усиления решил использовать операционник LM358. Питание однополярное от "кроны", стабилизированное на LM7805. Операционник подключен по неинвертирующей схеме, токи смещения выровнены резистором на неинвертирующем входе (внутреннее сопротивление датчика пока не учтено). Коэффициент усиления принят К=10, резистор обратной связи многооборотистый подстроечник 100К (см. рис.2).
При подключении датчика к усилителю - на выходе наблюдаю 104mV (выход оставлял и висящим в воздухе, и подключал его к АЦП - результат не меняется). Т.е. получаю просто усиленный сигнал с датчика в 10 раз. Но согласно теории тут должно быть еще напряжение сдвига.
Напряжение сдвига замерил по следующей схеме (см. рис.1) - усилитель подключил по схеме повторителя, неинвертирующий вход подключил на землю - на выходе получил 2,7mV.

Не могу понять куда делось напряжение сдвига (т.е. 2,7mV*10 = 27mV).
Из неучтенного - внутреннее сопротивление датчика. Но если его учитывать, то необходимо уменьшить резистор на неинвертирующем входе на величину внутреннего сопротивления датчика (которое пока неизвестно), что должно привести к уменьшению выходного напряжения с операционника, и эта поправка никак не решает вопрос о напряжении сдвига.

Также непонятно почему некоторые утверждают, что LM358 не может выдать меньше 100mV. "Исскуство схемотехники" раздел про LM358 читал, если я правильно понял, то там написано про ограничение в 100mV при "висящем в воздухе" выходе ОУ, а также про ограничение на входной ток 50uA. При подключении к АЦП ATmega8 я наблюдал и 80 и 70mV, без АЦП пока не проверил, да и непонятно - кто использует ОУ с "висящем в воздухе" выходом.
И такой момент - при подключении LM358 к АЦП ATmega8 (у которой, если я правильно понимаю, АЦП построен на базе емкостного ЦАП) мы получим входной ток в ОУ, при условии, что ОУ выдает напряжение меньшее 0,5AREF АЦП. Этот входной ток я подсмотрел тут: Демоны в АЦП STM32 и судя по порядку полученных результатов (хотя там и рассматривается не ATmega8), входной ток составляет единицы uA, что тоже не должно налагать ограничений на выходное напряжение LM358.



Сообщение отредактировал ddd204 - Mar 10 2015, 08:40

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alexvu]

Вы выбрали самый неподходящий ОУ для Вашей задачи. Ни по входу, ни по выходу ничего хорошего от него не получите.
Про напряжение сдвига - если вы его измеряли тоже без отрицательного питания, то это неправильная методика и результат не засчитывается.

[ddd204]

Вы выбрали самый неподходящий ОУ для Вашей задачи. Ни по входу, ни по выходу ничего хорошего от него не получите.
Про напряжение сдвига - если вы его измеряли тоже без отрицательного питания, то это неправильная методика и результат не засчитывается.

Возможно это и неподходящий ОУ, но я пока не вижу причин в чем это выражается. Если это возможно, поясните в чем он плох.
Насчет двуполярного питания - вроде LM358 по даташиту возможно применять при однополярном питании, вот цитата:
"These circuits consist of two independent, high gain, internally frequency compensated which were designed specifically to operate from a single power supply over a wide range of voltages." Да и напряжение сдвига, вроде как всегда положительная величина (тут могу ошибаться).
Непонятно - для чего нужно двуполярное питание при замере напряжения сдвига?

[Tanya]

Возможно это и неподходящий ОУ, но я пока не вижу причин в чем это выражается. Если это возможно, поясните в чем он плох.

Вы задали сразу слишком много плохо сформулированных вопросов. Ответ на некоторые можно узнать из книг.
Лучше напишите, какой у Вас датчик, с какой точностью Вы хотите с его помощью что-то измерять.

[ddd204]

Вы задали сразу слишком много плохо сформулированных вопросов. Ответ на некоторые можно узнать из книг.
Лучше напишите, какой у Вас датчик, с какой точностью Вы хотите с его помощью что-то измерять.

Датчик - PSR-11-39-JD.
Точность 0,1mV (после усиления - 1mV).

[Tanya]

Датчик - PSR-11-39-JD.
Точность 0,1mV (после усиления - 1mV).

Не выясняла принцип действия, но цена датчика позволяет не экономить на усилителе.
Тут у Вас большой выбор. Написано, что датчик довольно медленный, поэтому можно посмотреть в сторону операционных или инструментальных усилителей с т. наз. нулевым дрейфом.

[ddd204]

Не выясняла принцип действия, но цена датчика позволяет не экономить на усилителе.
Тут у Вас большой выбор. Написано, что датчик довольно медленный, поэтому можно посмотреть в сторону операционных или инструментальных усилителей с т. наз. нулевым дрейфом.

Да, если ничего не получится с LM358 я конечно переключусь на другие ОУ.
Но меня заинтересовало именно напряжение сдвига LM358.
Т.к. не понимая принципа действия я могу довольно долго плутать и с другими ОУ, а закрывать глаза на сдвиг, маскируя его ОУ с нулевым дрейфом - нет желания.
Поэтому я и зарегистрировался на форуме, чтобы найти причину, т.к. в книгах/интернете решения не нашел.

Вот у меня вопросы, надеюсь они не отнимут много времени:
1. Возможно ли замерить напряжение сдвига у LM358 при однополярном питании, используя схему на рис.1 (из первого поста).
2. Как надо изменить схему на рис.2, чтобы понять что на выходе (с коэффициентом усиления К=10) есть влияние напряжения сдвига.