Операционный усилитель и АЦП Опции

[rameo86]

Здравствуйте. Помогите пожалуйста.
Сделал плату АЦП (ADS8509-аналог AD977) с USB. Когда вход АЦП висит в воздухе, напряжение между землёи и входом около 0.4В, при этом всё считывается через USB и показывает постоянное напряжение 0.4В. Замыкаю ножки чтобы проверить ноль там или нет, и АЦП отказывается передавать данные, тоесть не совем, но как то в разноброс получается передаёт байты и не все до конца, и выходит каша. По мультиметру там около 0В.В чём может быть причина.
Вообще это нормально если между землёй и входом АЦП в разорванном состоянии напряжение 0.4 В?
Аналоговая и цифровая земли разделены.

[Herz]

358-й - хороший ОУ, но Вам не подойдёт. Если только требования к точности (как это часто бывает) не завышенные. У него ведь только типовое напряжение смещения - 2мВ. И И подстраивать его, как я понимаю, Вы не собираетесь. Стабилизировать питание ОУ, как правило, не обязательно. Тем более, нет смысла питать его от ИОН. Важно лишь, чтобы такие параметры, как INPUT VOLTAGE RANGE и OUTPUT VOLTAGE SWING включали нужный Вам диапазон входного/выходного напряжений при реальном напряжении питания.

У меня есть АЦП с входным диапазоном 0-10В она питается от 5 вольт питание берётся от USB. Перед входом АЦП нужно поставить операционник, как сами понимаете размах выходных напряжений у ОУ должен быть 0-10В.

Вы упорно не хотите прислушиваться к советам и рождаете просто какое-то нагромождение элементов. Зачем, кстати, там вообще ОУ, скажите?

Поделите его пополам на входе (буферного ОУ), а потом учтите деление после оцифровки АЦП.

Поэтому склонен согласиться с мнением:

  +-70мкВ, не простая задача однако! ИМХО для Вас - неподъемная! Тут играет разводка, питание и т.д. и т.п.

Уж не обижайтесь. Заметна Ваша весьма слабая подготовка в аналоговой технике. Советую подтянуть. Пока будете ждать заказанные микросхемы.

+-70 мкВ не такая большая точность по современным меркам, у нас парни делали нановольтметр....

Возможно. За парней не скажу, но Вы уверены, что сами соответствуете этим современным меркам?

[rameo86]

358-й - хороший ОУ, но Вам не подойдёт. Если только требования к точности (как это часто бывает) не завышенные. У него ведь только типовое напряжение смещения - 2мВ.

Напряжение смещения можно учесть програмно, как и ошибку усиления. Только точность у 358-го всёравно недостаточная.

Вы упорно не хотите прислушиваться к советам и рождаете просто какое-то нагромождение элементов. Зачем, кстати, там вообще ОУ, скажите?

ОУ Там нужен в качестве повторителя, т.к. у фотоприёмника который подаёт сигнал на АЦП очень слабый ток при довольно большом напряжении, из-за этого просаживается напряжение на входе АЦП. Если делить напряжение пополам а потом учитывать это, это снизит точность т.к. снизится динамический диапазон, снизится точность не АЦП а именно всего прибора т.к. там очень важен динамический диапазон.

Уж не обижайтесь. Заметна Ваша весьма слабая подготовка в аналоговой технике. Советую подтянуть. Пока будете ждать заказанные микросхемы.

Может и так, я вообще лазерщик, но вот приходится и в схемотехнику лезть, с цифрой вроде более менее а вот с аналоговой пока неочень знаком

Возможно. За парней не скажу, но Вы уверены, что сами соответствуете этим современным меркам?

Нет ничего невозможного. Я студент магистратуры. Парень который добился точности в сотни нановольт был всего лишь на 4-м курсе (и он далеко не самый умный), конечно не малую роль сыграл его научный руководитель, но большее значение здесь имеет использование современной электронной базы. 24 разрядные сигма-дельта АЦП, прецизионные усилители и ИОН+ они сделали обратную связь по температуре. Так что моё соответствие тут не при чём, время диктует свои законы. Вот соответствие тех кто разработал эту элементную базу тут причём.

А как же напряжение смещения? Как дрейф смещения от температуры? Такие параметры нельзя опускать из виду, на кону 70мкВ!

Прецизионные операционные усилители дают дрейф от температуры не более 1 мкВ на 1 градус, по крайней мере так обещает производитель. А так как грется у меня сильно ничего не будет, и условия комнатные, разброс температур +-5 гр. так что считайте сколько даст температурный разброс. А смещение можно учесть програмно, т.к. оно более менее постоянное.

Сообщение отредактировал rameo86 - Apr 13 2010, 08:01

[Herz]

Напряжение смещения можно учесть програмно, как и ошибку усиления. Только точность у 358-го всёравно недостаточная.

Можно и учесть, но правильнее - периодически калибровать, так как смещение имеет склонность к дрейфу. Но это будет сложнее, чем поставить хороший ОУ. А по каким критериям Вы оцениваете их точность, мне так и не понятно.

ОУ Там нужен в качестве повторителя, т.к. у фотоприёмника который подаёт сигнал на АЦП очень слабый ток при довольно большом напряжении, из-за этого просаживается напряжение на входе АЦП. Если делить напряжение пополам а потом учитывать это, это снизит точность т.к. снизится динамический диапазон, снизится точность не АЦП а именно всего прибора т.к. там очень важен динамический диапазон.

Вы бы, действительно, огласили весь список сразу. Что за приёмник, в каком режиме? Может там не повторитель нужен, а преобразователь ток-напряжение, например?

Нет ничего невозможного. Я студент магистратуры. Парень который добился точности в сотни нановольт был всего лишь на 4-м курсе (и он далеко не самый умный), конечно не малую роль сыграл его научный руководитель,

Не спорю. И здоровый оптимизм - это хорошо.

но большее значение здесь имеет использование современной электронной базы. 24 разрядные сигма-дельта АЦП, прецизионные усилители и ИОН+ они сделали обратную связь по температуре. Так что моё соответствие тут не при чём, время диктует свои законы. Вот соответствие тех кто разработал эту элементную базу тут причём.

А вот тут не соглашусь. Причём категорически. Элементная база, даже самая расчудесная и современная, сама по себе не работает. Создали её, конечно, грамотные люди, но применять - тоже нужно уметь. А это, если важно добиться хороших результатов, совсем не просто. В этом Вы можете убедиться, даже читая форум. Так что, 24 разрядные сигма-дельта АЦП, прецизионные усилители и ИОН - это, конечно, хорошо, но ... как раз знания и опыт научного руководителя здесь гораздо важней, поверьте.

ФД24К большая такая таблеточка

Ничего поновее не нашлось? А как включаете?

[rameo86]

А по каким критериям Вы оцениваете их точность, мне так и не понятно.

По характеристикам производителя.358 относится к классу ОУ средней точности, а мне нужен прецизионный.

Вы бы, действительно, огласили весь список сразу. Что за приёмник, в каком режиме?

Приёмник ФД24К в фотодиодном режиме, схемка ниже.

Может там не повторитель нужен, а преобразователь ток-напряжение, например?

Я об тоже об этом задумывался. Возможно вы и правы.

Ничего поновее не нашлось?

С такой апертурой не нашлось(1,5 см приблизительно), может плохо искали. Да и этот был под рукой, вроде характеристики подходящие.

И как же он 10 вольт дает?

Если его запитывать от 12 вольт, в фотодиодном режиме ещё как даёт, и больше даст если больше на него подать. Интенсивность света достаточная.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

По характеристикам производителя.358 относится к классу ОУ средней точности, а мне нужен прецизионный.

Это лишь слова. Не всегда воспринимайте их буквально.

Приёмник ФД24К в фотодиодном режиме, схемка ниже.
Я об тоже об этом задумывался. Возможно вы и правы.

Почти наверняка. Рекомендую проштудировать этот вопрос более детально. Убъёте не одного зайца. Посмотрите здесь, поищите в сети книги:
Graeme J.G. Photodiode Amplifiers
Mark Johnson - Photodetection and Measurement - Maximizing Performance in Optical Systems (2003)
(Прикрепить их ввиду объёма не могу).

Если его запитывать от 12 вольт, в фотодиодном режиме ещё как даёт, и больше даст если больше на него подать. Интенсивность света достаточная.

В фотодиодном режиме не важно, каким напряжением "запитывать". Фототок (а, следовательно, и напряжение на резисторе) зависит только от освещённости. Так что можете смело уменьшить и номинал резистора, и напряжение смещения.

Так я его для того чтобы на выходе было до 10 вольт. В общем особенность прибора такая.

Да бросьте Вы про особенность прибора. Скорее всего, эта особенность существует только в вашем воображении. Вам что, в конце концов, мерить нужно: вольты или освещённость?

[rameo86]

В фотодиодном режиме не важно, каким напряжением "запитывать". Фототок (а, следовательно, и напряжение на резисторе) зависит только от освещённости. Так что можете смело уменьшить и номинал резистора, и напряжение смещения.

Как это неважно каким напряжением? Фотогальванический режим без источника, фотодиодный с дополнительным источником- который определяет максимальное напряжение на выходе(не совсем максимальное но близкое к нему), если запитать маленьким напряжением то на выходе много не получим.
За книги спасибо.

Да бросьте Вы про особенность прибора. Скорее всего, эта особенность существует только в вашем воображении. Вам что, в конце концов, мерить нужно: вольты или освещённость?

Освещённость нельзя померить в отличие от напряжения напрямую, его можно лишь косвенно посчитать.

Я как раз и хочу узнать какой ОУ подойдёт для моих целей? В качестве источника тока-фотодиод ФД24К, опреационный усилитель используется как преобразователь ток-напряжение.

Сообщение отредактировал rameo86 - Apr 13 2010, 12:42

[Tanya]

Как это неважно каким напряжением? Фотогальванический режим без источника, фотодиодный с дополнительным источником- который определяет максимальное напряжение на выходе(не совсем максимальное но близкое к нему), если запитать маленьким напряжением то на выходе много не получим.
За книги спасибо.

Ничего запитывать не нужно. Книжки почитайте. Подумайте денек.

[rameo86]

Ничего запитывать не нужно. Книжки почитайте. Подумайте денек.

Есть не один режим работы фотодиода. Если хотите -активный и пассивный, можно и так назвать. Если не запитывать то нужное напряжение я получу лишь усиливая сигнал с фотоприёмника(а мне это не надо) или же при бешенных интенсивностях(и то врятли) а у меня не такие интенсивности.Нужно именно 10 вольт.

Это неверно.

Что именно неверно? Вы отрицаете что есть такой режим работы фотодиода?
И насчёт особенности прибора , они не только в моей голове. Мне нужен как можно больший динамический диапазон напряжений на входе ацп, я нашёл максимум АЦП до 10 вольт, поэтому нужно такое напряжение. Можно было бы конечно усиливать более слабый сигнал до 10 В, или ослаблять более сильный, но всё это приведёт к дополнительной ошибке. Любое воздействие на сигнал приводит к ошибке. Даже само измерение приводит к тому что амплитуда сигнала изменяется.

[Tanya]

Есть не один режим работы фотодиода.

Что именно неверно? Вы отрицаете что есть такой режим работы фотодиода?
И насчёт особенности прибора , они не только в моей голове. Мне нужен как можно больший динамический диапазон напряжений на входе ацп, я нашёл максимум АЦП до 10 вольт, поэтому нужно такое напряжение. Можно было бы конечно усиливать более слабый сигнал до 10 В, или ослаблять более сильный, но всё это приведёт к дополнительной ошибке. Любое воздействие на сигнал приводит к ошибке. Даже само измерение приводит к тому что амплитуда сигнала изменяется.

Молодой человек! Почитайте немножко книжечки. И только потом вступайте в споры. Иначе мало кто захочет Вам помогать. А пока... Вы пишите не очень правильные слова...

[rameo86]

Молодой человек! Почитайте немножко книжечки. И только потом вступайте в споры. Иначе мало кто захочет Вам помогать. А пока... Вы пишите не очень правильные слова...

Пример из книжечки:
Фотодиодами называют полупроводниковые приборы, основанные на внутреннем фотоэффекте, использующие одностороннюю проводимость p-n перехода, при освещении которого появ-ся ЭДС.(фотогальванический режим) или (при наличии питания) изменяется значение обратного тока (фотодиодный режим)
б-фотодиодный режим
в-фотогальванический
Ткните меня конкретно, где я говорю неправильные вещи? не помелочи а принципиально? Или автор книги тоже говорит не очень правильные вещи?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Пример из книжечки:

Ткните меня конкретно, где я говорю неправильные вещи? не помелочи а принципиально? Или автор книги тоже говорит не очень правильные вещи?

Автора Вашей книжечки не знаю. Картинки неинтересные. Слова мутные. Выписывать Ваши ошибки не вижу смысла.
Вам пытаются помочь люди, которые много раз такие вещи делали. Вы же с очень похвальным упорством, но достойным лучшего применения, настаиваете на своем.
Найдите схему какого-нибудь прибора, где бы для измерения света применялось такое включение, а не трансимедансный усилитель.

[rameo86]

Автора Вашей книжечки не знаю. Картинки неинтересные. Слова мутные. Выписывать Ваши ошибки не вижу смысла.
Вам пытаются помочь люди, которые много раз такие вещи делали. Вы же с очень похвальным упорством, но достойным лучшего применения, настаиваете на своем.

Так как вы утверждаете что не знаете данного автора, можно любую книгу опустить.Если эти слова для вас мутные, значит вы особо не знакомы с физикой. Ошибок у меня там и нет, разве что орфографические, но мы ведь не о них.
Сами советуете мне почитать книжечки. В этих книжечках тоже самое про что говорю я , а вы говорите что это неправильно. Кто из нас ещё более упорен, я хотя бы аргументирую свои предположения, вы же- неправильно и баста. Пока что практически не одного значимого совета я не получил. всё что здесь сказали я знал и до этого, просто я вижу что здесь нет людей которые сталкивались с фотодиодами, может и сталкивались но не с прецезионным измерением с их помощью.

Сообщение отредактировал rameo86 - Apr 13 2010, 14:25

[Herz]

Пока что практически не одного значимого совета я не получил. всё что здесь сказали я знал и до этого, просто я вижу что здесь нет людей которые сталкивались с фотодиодами, может и сталкивались но не с прецезионным измерением с их помощью.

Потому что в чудеса не верят?
Эх, молодой человек! Вы бы в самом деле потратили бы это время с большей пользой на чтение, а не на писанину... Пока же ... рановато Вам давать практические советы, по-моему. Не пойдут впрок. Наберитесь терпения, хоть немного. Вот ещё азы:
[attachment=42964:photodiod.pdf]
[attachment=42965:Photodio...ont_ends.pdf]

Что именно неверно?

Пока слишком много неверного в ваших словах, потому как одно заблуждение порождает другое.
Ещё раз повторюсь: напряжение питания смещения на чувствительность не влияет.

фотодиодный с дополнительным источником- который определяет максимальное напряжение на выходе(не совсем максимальное но близкое к нему), если запитать маленьким напряжением то на выходе много не получим.

Это оттого, что смещение фотодиода не фиксировано. Плохой режим. Выше показано почему.

И насчёт особенности прибора , они не только в моей голове. Мне нужен как можно больший динамический диапазон напряжений на входе ацп, я нашёл максимум АЦП до 10 вольт, поэтому нужно такое напряжение.

И это неверно.

Можно было бы конечно усиливать более слабый сигнал до 10 В, или ослаблять более сильный, но всё это приведёт к дополнительной ошибке.

Вам же показали, что диапазон этот определяется делителем внутри АЦП. Так зачем же Вы, сами себе противореча, пытаетесь масштабировать сигнал до 10 Вольт, чтоб потом его поделить перед оцифровкой?!