Возвращаясь к вопросу о макс. допустимом отрицательном токе через шунт при использовании дифф. усилителя на основе ОУ семейства LM358 в случае, если не используется специальная защита. Сначала перерисуем схему ув. Baser-а так, чтобы добиться немного лучшей симметрии без использования нестандартных номиналов резисторов:
При отсутствии вх. сигнала на выходе ОУ имеем 1.4079 В, на входах ОУ - смещение 149.4 мВ. При подаче сигнала на выходе получаем (зеленая линия - ток через R8, красная - напряжение на выходе ОУ):
Для того, чтобы напряжение на + входе ОУ улетело ниже предельно-допустимого -0.3 В нужен не такой уж большой ток, порядка 20 А.
Теперь добавим в схему два резистора, R10 и R11, которые подтянут входы ОУ к +5 В
Поскольку резисторы одинаковые, поведение схемы в нормальном режиме не изменилось. Однако среднее напряжение на входах ОУ возросло со 149.4 мВ до 2.755 В. Теперь для того чтобы загнать напряжение на + входе ОУ ниже -0.3 В нужен гораздо больший ток, порядка четверти килоампера. На графике показано напряжение на + входе ОУ (красн.) и ток через шунт (зелен):
Однако есть еще более простой и изящный способ добиться робастности такого усилителя. Вместо того, чтобы добавлять дополнительные резисторы, достаточно изменить полярность питания ОУ и микроконтроллера. То есть, вместо того, чтобы +5 сделать шиной питания, а -5 - "общим", достаточно назначить +5 - "общим", а -5 - шиной питания. Соответственно, напряжение на входах ОУ будет равно (5-0.149) = 4.85 В относительно минуса питания, а для того, чтобы напряжение улетело до -5.3 В (относительно общего) понадобится ток через шунт величиной в пол килоампера.
Заодно симистором можно будет управлять "напрямую" без оптосимисторов, а используя простой буферок на транзисторе. Ведь симистор прекрасно управляется "минусом".
Что же касается измерения сетевого напряжения, то вот такая простая схема ограничивает напряжение на входе АЦП не ниже -0.3 В и не выше +5.3 В даже при использовании обычных кремниевых диодов:
Применение ОУ
Jan 27 2008, 19:14
