Цитата(JK9 @ Feb 12 2007, 22:14)
Вот и пытаюсь с вашей помощью разобраться, как работает сей девайс по имени ОУ...
Приведенная мной схема, честно украдена из аппликейшенов по применению выбранного мной АЦП AD7705 (поэтому и непонятная для меня
) - решил использовать ее только лишь для получения - цитирую аппликейшн - "Extremely High Resolution". Два операционника - для компенсации температурных дрейфов, токовых, смещения и т.д. (постоянные я калибровкой могу убрать без всяких выкрутасов).
Выходной сигнал с тензика - сугубо однополярный 0...20 мВ, режим работы АЦП - одноплярный (двоичная кодировка без смещения). Внутренний PGA усилитель с программируемым коэфф. усиления не хочется использовать, так как он снижает мою разрядность до 14 бит по даташиту.
Я собирал раньше устройство на 24-битном АЦП (без усилителей, выход датчика - сразу на вход АЦП) - там хватает разрядов выше крыши - 19, 20 в худшем случае, но это дороговато.
Датчик - это обычный тензомост на алюминиевом профиле (правда не знаю сколько рабочих плеч - все залито силиконом).
Единственная моя проблема - это запитать данную схему с ОУ от +5 В однополярного источника.
Я хотел так - минус питания - на землю, плюс на 5. А выходы датчика (по сути у меня 4 провода в руках - + питание, - питание, + выход, - выход), на входы сией схемы с ОУ - плюс на неинверт, минус на инверт.
Операционнички по шумам подобраны так - 0,3 мкВ пик-то-пик при полосе 1-10 Гц (у меня АЦП медленнее работает даже - 2,5 Гц). Вместе ребята дают 0,424 мкВ пик-то-пик при 1-10 Гц, скорость АЦП снижает его еще раз эдак в 2. Мой LSB где-то в таких же пределах - (2,5В опорное делим на 128 усиление и на 2 в 16 степени) = 0,3 мкВ
Но проблема, блин в одноплярном питании - я ж не знаю, будут ли до нуля на выходе дотягивать друзья операционнички? Вот здесь черная дыра для меня... В даташите сказано, что выходное напряжение низкого уровня (для одного!!!! а их два в схеме) - 125 мВ... Это ж чтож значит, что он все время будет так на выходе, при очень малых входных напряжениях и только после пересечения этого порога войдет в линейный режим?
Так не хочется +-5 В запитывать этих доходяг (батарея одна на 6В)!!! Это ж DC-DC нужен со всеми своими шумами...
ПС... А есть литературка по ОУ современным вообще? Ну кроме Хилла и Хоровица с ужасным переводом?
Несколько предварительных замечаний. ТАКАЯ точность это фантастика. Разрешающая способность и точность - совсем разные, хотя и родственные характеристики. Датчик преобразует некую неэлектрическую величину (не важно какую) в напряжение, или, точнее, в разность потенциалов (это важно для дальнейшено). Считая его АБСОЛЮТНО линейным мы должны ввести два коэффициента - начальное смещение и коэффициент пропорциональности, ну, как и для любой прямой, y=b+a*x. Эти коэффициенты определяются конструкцией и схемой датчика. Если даже ограничится коэффициентом "а", то мы должны юудем признать, что либо у него внутри есть свой источник опорного напряжения, либо в качестве такового используется напряжение питания. Ни то, ни другое не может быть стабилизировано с ТАКОЙ точностью. АЦП, в свою очередь, сравнивает входное напряжение со своим опорным, для которого верны те же ограничения. (Есть АЦП специально для таких хитрых измерений - у них есть два отдельных дифф.входа опорного напряжения, тогда, если датчик использует напряжение питания в качестве опорного можно эту часть погрешности убрать). Но в любом случае, я не сомневаюсь, что сам по себе датчик такой точности не даст.
Разрешающая способность АЦП означает, что ты "почувствуешь" добавку к текущему входному напряжению ещё 1/64к полного диапазона. Но это ничего не говорит о той точности, с которой ты "знаешь" текущее напряжение. Это, кстати, касается не только АЦП. Так-шта...
Теперь о схемотехнике.
Датчик выдаёт разность потенциалов между какими-то двумя выводами. Один из них _может_ совпадать с минусом его питания (в данном случае - "землёй" схемы). А может и не совпадать. Как уже сказали, скорее всего, это два отдельных вывода. Тогда возникает вопрос об их среднем потенциале, т.е. о синфазной составляющей.
То-же самое относится и АЦП. Допустим, что полный размах напряжений на его выводах (относительно земли) составляет 0..2.5в. Для получения нуля на выходе на выходе нужно уравнять напряжения на входях, но нигде не сказано каким должно быть это напряжение! Можно просто заземлить один из входов и подавать сигнал на второй. А можно подать на оба 1.25в и пусть входные сигналы меняются вместе, но в разные стороны - дифференциально. Но при этом, если это изменение будет всегда происходить в одну сторону, то знаковый бит не будет использоваться. Ну, разве что слегка облегчит программную коррекцию смещений.
Теперь твоя задача - с помощью внешней схемы привести сигнал с датчика к выбраным уровням для АЦП (а может для них и 0...5в можно?) . Хотя, внутренний усилитель будет работать намного точнее и стабильнее, чем тот, параметры которого ты будешь обеспечивать навесными резисторами...
P.S.
Вот почитал сам, чего написал и, кажется, понял, в чём состоит трудность. Во всех учебниках рассматриваются приключения "чистого" сигнала. Все смещения считаются паразитными, а сигналы небольшими, намного меньше напряжений питания. А нужно сразу рассматривать (во всех точках) сигнал как "комплексный". Полезный сигнал + постоянное смещение. Причём "постоянное" совсем не в спектральном смысле. Не знаю как бы это поудачней сфомулировать..
Сообщение отредактировал SasaTheProgrammer - Feb 13 2007, 00:55
Одноплярное питание ОУ OP284
Feb 11 2007, 00:35
