Странное поведение ОУ LM324N, или руки не оттуда Опции

[Proton]

За исключением повторителя, любая схема с ОУ включает понятие "земли". Для однополярных ОУ, особенно при низких напряжениях питания (5В), эту землю нехорошо выбирать возле половины питания (диапазон синфазного и выходного смещены), да и морока с этим.
P.S. Это всё касается только режима по постоянному току". По переменной составляющей всё будет иначе - ещё страшнее :D.

А можно по подробнее узнать насчёт режима с расщеплённым источником питания (напряжение земли 2.5В). Что из себя представляет смещение синфазного и выходного диапазона и чем грозит работа в таком режиме по переменному току?
Такая схема у меня заложена в измерителе тока, теперь и не знаю чего от неё ожидать.

[el34]

>Такая схема у меня заложена в измерителе тока

нужно осозновать, что есть у реальных оу определенные ограничения на диапазон входных напряжений....(синфазн. и дифференц.)
и есть некие параметры указывающие на погрешности оу....
так вот, нужно следить за тем, что б уровни входных терминалов оу не выходили за эти пределы.... и понимать , как эти уровни влияют на погрешности ...
в Вашем случае важным является CMRR и диапазон допустимых входных напряжений, Т.к. в измерителе тока часто используется датчик находящийся в разрыве одного из проводов питания и сл-но нужен оу специфицированный для работы в таком режиме.... такие оу называются Rail-to-Rail по входу....некоторые оу еще лучше и работают даже при некотором выходе за питание....
и надо смотреть на CMRR -это коэффициент подавления синфазного сигнала....на постоянном токе у хороших оу он достигает и даже более 100dB...
если датчик тока(оба его терминала) по постоянному напряжению находится внутри допустимых значений оу - головных болей нет никаких....
в противном случае надо применять схемы смещения уровня к нужным (допустимым) значениям....
кстати, есть специальные микросхемы датчики-измерители тока...

пс вообще это вроде чуток не в тему , а тут бродит один ..... и можно получить по репе..

[Herz]

... но так и не понял как работать с однополярниками

А чего там понимать? Есть две ножки питания. И два входа. Для удобства напряжения на входах представляют в виде комбинации двух других - среднего между ними (синфазного) и разности (дифференциального). Если ОУ находится в линейном режиме, то дифференциальное очень мало и у современных ОУ практически равно напряжению смещения, т.к. собственные коэффициенты усиления у них чудовищные. Синфазное-же должно находиться в некоторых оговоренных изготовителем пределах - это определяется схемотехникой, технологией и т.д. Если это напряжение должно быть где-то посредине между питаниями, заметно не доходя до них, то это обычный ОУ. Если оно может приближаться хотя-бы к одному из питаний (а то и перехлёстывать через него), то про ОУ говорят, что он может работать в однополярном режиме. При этом _обычно_ пределы выходного напряжения так-же доходят почти до этого же питания. Ещё, чаще всего, в сторону другого питания эти напряжеия (возможное выходное и допустимое синфазное) заметно не дотягивают. И вот тут начинаются "особенности". Ха исключением повторителя, любая схема с ОУ включает понятие "земли". Для однополярных ОУ, особенно при низких напряжениях питания (5В), эту землю нехорошо выбирать возле половины питания (диапазон синфазного и выходного смещены), да и морока с этим. Но иногда приходится. Принять за "землю" одно из питаний? ...

А что, в "однополярных" ОУ синфазное напряжение стали отсчитывать от одной из шин питания?

[Designer56]

"Однополярный" ОУ принципиально ничем не отличается от "неоднополярного"- только он сконструирован так, что синфазные напряжения могут быть равными, по крайней мере, одному из напряжений питания (необязательно отрицательному).При этом усилительные свойства сохраняются. В этом случае общий провод может быть соединен с этой шиной.Синфазные напряжения отсчитываются, как всегда, от [/b]среднего арифметического обеих напряжений питания[b].

[el34]

>"Однополярный" ОУ принципиально ничем не отличается от "неоднополярного"

совершенно верно....
только изготовители устроили в маркетинговых целях шумиху....имхо
если относится к оу - как к оу и из этого следует, -нет никаких двух питаний....
и тогда не будет путаницы.........все просто....
есть только параметры указывающие доп диапазоны вх сигналов .....
не надо заморачиватся....
считайте , что есть оу....и все....

Сообщение отредактировал el34 - Feb 11 2007, 11:42

[deemon]

А можно по подробнее узнать насчёт режима с расщеплённым источником питания (напряжение земли 2.5В). Что из себя представляет смещение синфазного и выходного диапазона и чем грозит работа в таком режиме по переменному току?
Такая схема у меня заложена в измерителе тока, теперь и не знаю чего от неё ожидать.

Да ничем оно не грозит , но нужно ( как и всегда ) учитывать границы напряжений . Вот например , у того же LM324 в двуполярном режиме выходное напряжение может изменяться от нижнего питания+0,5 вольт до верхнего питания-1,5 вольт . А значит , при питании +- 2,5 вольт , на выходе будет от +1 до -2 вольт . Если этого хватает , то и пусть себе работает А если не хватает - надо rail-to-rail ставить
Правда , в некоторых случаях , можно выход генератором тока подтянуть к верхнему питанию , но это только при высокоомной нагрузке . Ещё я видел один смешной фокус - к LM324 подключался триггер Шмитта на КМОП логике , и этот триггер подкидывал на выход резистор , причём когда надо - к земле , а когда надо - к +5 . И получался псевдо-rail-to-rail выход , но разумеется , со скачком в середине .....

[el34]

deemon>LM324 в двуполярном режиме выходное напряжение может изменяться от нижнего питания+0,5

вот Вы опять за старое .... а что в "однополярном" по другому....
дык и не упоминайте Вы это ....

[deemon]

deemon>LM324 в двуполярном режиме выходное напряжение может изменяться от нижнего питания+0,5

вот Вы опять за старое .... а что в "однополярном" по другому....
дык и не упоминайте Вы это ....

В однополярном может быть и по-другому . Там же специально это сделано - если ток всегда ВЫТЕКАЕТ из ОУ , например , если нагрузка - резистор , подключённый к земле , то напряжение будет изменяться строго от 0 до +3,5 ! И даже для небольших ВТЕКАЮЩИХ токов сделан генератор тока ( 0,1 ма ) , но он всё же не сможет подтянуть выход до 0 , так как сделан на биполярном транзисторе , и напряжение будет опускаться где-то до 0,2 вольта . А в биполярном режиме при той же резистивной нагрузке , подключённой к земле ( которая теперь посередине питания ) на верхней полуволне ток будет вытекающим , а на нижней - втекающим , и отсюда - сокращение диапазона напряжений .

P.S. Кстати , я для биполярного режима был даже слишком оптимистичен . Там ведь снизу стоит один NPN транзистор эмиттером к земле , и один PNP повторитель , а значит , мы будем иметь для сильного втекающего тока не 0,5 вольт , а что-то порядка 0,7-0,8 вольт снизу от земли .......
Для высокоомной нагрузки - вступит в работу генератор тока и снизит напряжение до 0,2-0,3 вольт .

Сообщение отредактировал deemon - Feb 11 2007, 12:37

[Vladimir201]

deemon>LM324 в двуполярном режиме выходное напряжение может изменяться от нижнего питания+0,5

вот Вы опять за старое .... а что в "однополярном" по другому....
дык и не упоминайте Вы это ....

В однополярном может быть и по-другому . Там же специально это сделано - если ток всегда ВЫТЕКАЕТ из ОУ , например , если нагрузка - резистор , подключённый к земле , то напряжение будет изменяться строго от 0 до +3,5 ! И даже для небольших ВТЕКАЮЩИХ токов сделан генератор тока ( 0,1 ма ) , но он всё же не сможет подтянуть выход до 0 , так как сделан на биполярном транзисторе , и напряжение будет опускаться где-то до 0,2 вольта . А в биполярном режиме при той же резистивной нагрузке , подключённой к земле ( которая теперь посередине питания ) на верхней полуволне ток будет вытекающим , а на нижней - втекающим , и отсюда - сокращение диапазона напряжений .

P.S. Кстати , я для биполярного режима был даже слишком оптимистичен . Там ведь снизу стоит один NPN транзистор эмиттером к земле , и один PNP повторитель , а значит , мы будем иметь для сильного втекающего тока не 0,5 вольт , а что-то порядка 0,7-0,8 вольт снизу от земли .......
Для высокоомной нагрузки - вступит в работу генератор тока и снизит напряжение до 0,2-0,3 вольт .

LM324 предназначен преимущественно для однополярного питания, это видно на схеме - pnp-транзисторы на входе.

Вопрос: Каковы номиналы резисторов по входам и в цепи ОС?
При входных токах до 0.25мкА (у LM324) это существенно.
LM324: Евых.мин=100мВ, Евых.мах>=3.3В (при 5 В питания)

2 el34
Я, читая тему, тоже вспоминал УД401 и 402. В оценке 401 - плохой - мы, пожалуй, расходимся. Единственный широкополосный (аж до 10МГц единичное усиление, правда с огромным разбросом) ОУ.
Да, маловат Ку и входное спротивление... Ностальгия... Выбор элементов крайне мал, остается выдумывать. Избыточность 2-го рода.

Сообщение отредактировал Vladimir201 - Feb 11 2007, 12:56

[el34]

deemon>В однополярном может быть и по-другому
ну и ладно если Вам так удобнее ....
только в даташите нормированы втекающий и вытекающий токи....
ну да , надо понимать как это влияет на выходное напряжение....
а причем тут двуполярность....
или двуполярность это что-то совсем особенное ....
и будет ли тогда в Вашем понимании +5/-3 - двуполярным питанием....
это я не с целью поспорить ....так....

[deemon]

2 el34

Да , это действительно вопрос терминологии ......... в конце концов , можно привести кучу примеров , когда и при одном источнике питания выход ОУ работает то с втекающим током , то с вытекающим , и в этом случае выход ведёт себя так же , как и при двуполярном питании . Предположим , работает он на ёмкостную нагрузку на переменном токе ......
Очевидно , разработчики этих ОУ имели в виду тот факт , что есть класс схем , у которых не только входы находятся на уровне земли , но и выход должен опускаться строго до нуля ( или почти до нуля ) . Такое часто бывает при усилении сигналов с разных датчиков . Именно для этого они ввели в схему ОУ дополнительный генератор тока на выходе , которого в обычных ОУ нет .

[el34]

deemon>Да , это действительно вопрос терминологии

конечно....к этой мысли я и вел....(в том смысле , что это все вроде знают....но по разным причинам забывают
поэтому _сначала_ важно понять что такое оу....
(обычно - две ноги питания , две-входы, одна выход....)
а если так .....все.....еще конечно надо знать зачем они...
и если такое понимание есть ....
снимается куча лишних вопросов....
тогда появится и понимание , что надо смотреть в даташите
при проектировании ....

[SasaTheProgramme...]

А можно по подробнее узнать насчёт режима с расщеплённым источником питания (напряжение земли 2.5В). Что из себя представляет смещение синфазного и выходного диапазона и чем грозит работа в таком режиме по переменному току?
Такая схема у меня заложена в измерителе тока, теперь и не знаю чего от неё ожидать.

Ну, насчёт постоянного тока тут уже ответили, а по переменному... Во-первых, у ОУ падает коэффициент усиления и становятся заметны повороты фазы. В результате расчёт ОС может оказаться неверным. По этой-же причине дифференциальное входное напряжение уже нельзя считать пренебрежимо малым, а в некоторых схемах это очень важно.
Вопросы устойчивости самого ОУ по переменному току мы деликатно умолчим, тем более, что для 224-го с резистивной обвязкой они не слишком актуальны .
Если "расщеплённое" питание организовано с помощью "виртуальной земли", т.е. делителем напряжения, то возникют вопросы:
о номиналах входящих в него резисторов (они войдут в расчёт цепей ОС, к ним подключеных);
о шунтировании делителя ёмкостями;
о взаимовлиянии отдельных каскадов через этот делитель и в связи с этим, об устойчивости схемы в целом;
о том, куда подключать "землю" источника сигнала;
о подключении нагрузки;
о стабильности делителя и влиянии на него подключениых цепей, если для подключения внешних цепей используется один из проводов питания, а не нежная "виртуальная земля"....

Вобщем, тот ещё гемморой.

Что-же касается конкретной схемы - не видя её мало что можно сказать. Можно сделать много разных глупостей, если я сейчас начну их все перечислять и описывать, то ты-же первый и возмутишься - "да за кого он меня принимает?!"

[sergk]

Для ознакомления можно почитать статейку Георгия Воловича "Однополярное питание операционных усилителей"java script:emoticon(':cheers:', 'smid_10')