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

 

[SM]

Отсюда вывод:

Коэффициент усиления этого усилителя = 1+(89.7/0.983) = 92.25. Раз на выходе -10mV, то сумма воздействий от КОСС, КОНП, тока сдвига и напряжения смещение, приведенная ко входу = -10/92.25 = около -100 микровольт. С учетом того, что ток сдвига в худшем экземпляре может по документации достигать 30 нА, на резисторе в 980 ом - это около 30 микровольт. Вот такой вот экземпляр, со смещением -100 +-30 мкВ (это, если не учитывать КОСС, КОНП и погрешность прибора). Документации этот экземпляр соответствует, так как по модулю у него напряжение смещения явно меньше допустимых пределов.

[ddd204]

...
Вот такой вот экземпляр, со смещением -100 +-30 мкВ (это, если не учитывать КОСС, КОНП и погрешность прибора). Документации этот экземпляр соответствует, так как по модулю у него напряжение смещения явно меньше допустимых пределов.

С напряжением смещения данного экземпляра более менее понятно, спасибо всем, кто принимал участие в обсуждении.

Update:
И возник такой вопрос: если подать напряжение смещения с одного ОУ (включенного по схеме повторителя) на второй (выполненных в одном корпусе), такой вариант возможен для уменьшения влияния напряжения смещения при однополярном питании?

Сообщение отредактировал ddd204 - Mar 16 2015, 20:04