Здравствуйте!

Схема представляет собой упревляемый делитель, в котором R5 - это резистивный датчик (в данный момент просто заменен на резистор С2-23-0,125) и Q1 - транзистор, образующий нижнее плечо делителя. Идея работы схемы заключается в том, чтобы напряжением от ЦАП (V3 на схеме) изменять базовый ток транзистора и соответственно коэффициент деления. Далее сигнал поступает на развязывающий усилитель (с выхода которого и будет производиться измерение) и с выхода усилителя на схему сравнения. Выход схемы сравнения используется для управления сигналом ЦАП. Суть проблемы в том, что на коллекторе транзистора сигнал имеет шумоподобную форму даже при неизменном сигнале от ЦАП. При наличии постоянной составляющей в 0,8 В амплитуда шума 0,1 В. Это при том, что нужно мерять сигнал от 10 мВ. Делалась подобная схема, но с аналоговым управлением. Между выходом ОУ и базой была RC-цепочка с большой постоянной времени, что в последствии и вынудило применить управление от ЦАП. Так вот там такой проблемы небыло. Что я упустил и как избавиться от шума? Спасибо. Схему и картинку шума (rar) прилагаю.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Резистор в эмиттер забыли добавить. Я так думаю.

ОУ управляет. У него при такой нагрузке выход практически вплотную к минусу питания.

Продолжаю про резистор.

Тогда номинал. Диапазон сопротивлений датчика 30-300 кОм. Постоянное напряжение на коллекторе 0,8 В.
Кстати, а в чем тогда фокус?

Несколько килоом тогда. А в базе уменьшить. У Вас вся схема очень странная... Вот зачем на входе повторителя 3 МОм-ный резистор? Почему сразу не завести локальную обратную связь с коллектора?
Вся эта штука что должна делать? Может, я чего-то недопонимаю...
А фокус в том, что Вы зачем-то решили узмерять стабильность коэффициента передачи транзистора...

3Мом не принципиально. Что с ним что без - результат один. Обратную связь нельзя заводить - прикончит полезный сигнал. В том и штука, что с некоторой периодичностью управляющее напряжение будет корректироваться, а во время измерений должно стоять как у волка на морозе как вкопанное. Штука должно одинаково работать при любом экземпляре R5 если его сопротивление внутри диапазона. Ну и небходимость регулировки напряжения на коллекторе обусловлена спецификой процесса измерения. Просто поверьте - надо. Помогите получить там прямую линию с обычным резистором на месте R5.

Ну никак не могу понять... Вам нужен стабилизатор (кратковременный) напряжения или тока? Похоже, что напряжения. Так в чем проблема сделать стабилизатор напряжения на одном ОУ?
Честно говоря, вся эта ... кажется мне причудливым нагромождением деталей... Как это было у классика... чтобы деталям было тесно, а мыслям - просторно?

Мне нужно чтобы в отсутствие сигнала на коллекторе было скажем 0,8 В. Далее при прохождении полезного сигнала не должно происходить никаких стабилизаций. Как только прохождение сигнала завершено - можно повторно произвести балансировку. Если есть идеи лучше - Вы будете для меня как праздник.

Я Вам предлагаю выбросить коллектор совсем. А потом - эмиттер и базу.
"Ты скажи мне, ты скажи мне,
Че те надо, че те надо...."

Определитесь для начала что нужно стабилизировать Ток через R5 или напряжение на R5. Если напряжение то обратную связь нужно брать с коллектора Q1 (схему скорретировать с учетом инвертирования на Q5, поменять местами входа на X1). Если ток то резистор R6 переместиь в эмитер транзистора, и обратную связь брать с эмитера. Для эще большей точности и стабильности транзистор заменить на полевой

PS
Судя по дальнейшей обработке сигнвла с R5, стабилизировать нужно ток. Иначе сигнала с R5 не будет

Если нужно просто нормализовать динамический диапазон датчика, то это легко делается суммирующим усилителем на ОУ.

И если в схеме есть ЦАП, то значит какие-то мозги им управляют, т.е. у них есть и АЦП тоже — тогда зачем на выходе схемы этот странный лишний компаратор, сравнивающий её сигнал с сигналом датчика температуры? Чем не подходит подать сигналы обоих датчиков на два входа АЦП и сравнивать их программно?

Не может там ничего шуметь на колекторе транзистора кроме пульсаций напряжения питания +12В спокойно прошедших через усилитель X1 и значительно усиленных транзисторным каскадом поскольку у него нет резистора в цепи эмиттера. Эмиттер Q5 должен сидеть на земле а опорное напряжение на R7 необходимо подавать от стабильного источника также относительно земли. Тогда все плюсы ОУ такие, например, как коэффициент ослабления влияния сточников питания будут работать а в этой схеме все оказывается на ваходе.

Да. Нужени ИТУН.


Нужно не сравнивать а мерять. Сравнение только для того чтобы понять больше на датчике или меньше. Температурная зависимость диода не есть проблема при наличии подстройки от цап.


Буду попаробовать. Однако при формировании тока базы аналоговым методом (в смысле с выхода ОУ через RC с постоянной времени в 5-7 сек.) такого не наблюдалось и без резистора.

Один ОУ. На +вход - сигнал с ЦАП. На -входе - резистор на землю. Тот резистор, в котором поддерживаем ток - в обратной связи. Напряжение на нем снимается между выходом ЦАПа и выходом ОУ. Ток равен напряжению ЦАПа/сопротивление резистора, стоящего между -входом и землей.
Возможны варианты.
Это для двуполярного питания. С ЦАП сигнал идет через резистор на -вход. В обратной связи - то, где нужно ток держать. +вход - на земле. Сигнал - на выходе ОУ.

Вот эта самая RC с постоянной времени в 5-7 сек (ФНЧ) и устраняла недостатки схемного решения.

Компаратор, исходя непосредственно из своего названия, может только сравнивать, потому что коэффициент его усиления равен бесконечности, а кроме выхода этого компаратора других выходов на Вашей схеме нет.

Я всегда подозревал что там не все хорошо. Было смутное чувство.

Мне что-то совсем не удаётся уловить смысл конструкции. А цифровой потенциометр вот почему нельзя применить?

Потому что он работает в пределах своего питания.


Есть. Выход буфера (оттуда кстати и сигнал компаратора берется).

И пусть. А для чего Вам больше? +/- 15В разве не достаточно?

Не в курсе, а есть такие? Не очень дорогие и доставабельные. Ваш пример дороговат будет, а скорость записи-установки в 1 мС на все уложится?

Ничего не пойму. Схематически можно?


Попробовал. Результата нет. Плату мыл.

Это как? Что тут может сложного... Все описано... что с чем соединяется...

Да как-то не представляется... выход ОУ куда? и т.п.

Попутно выяснил, что источник шума (или как его назвать) это питание. Подключил другой - и шум стал другой. Явно видны пульсации с выхода линейного стабилизатора (амплитуда "шума" примерно 80 мВ). Это при том, что пульсации на выходе БП единицы милливольт.

Хотелось бы увидеть доработанную схему.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В посте номер 15 все написано. Что там непонятного?

Ну не складываюстя кубики в голове.

Так?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А как еще? Это для однополярного питания. Выход - напряжение на резисторе в обратной связи - между выходом ОУ и выходом ЦАП. От ЦАП на вход - тоже через резистор.
Если у Вас двуполярное питание, то можно иначе. Тоже написано в 15 посте.
Лучше бы Вы изложили принцип работы или сказали, наконец, что Вы хотите получить.

Принцип такой. Фоторезистор в вехнем плече, балластный элемент в нижнем. Фоторезистор периодически засвечивается полезным световым потоком. Отражающий объект (засвечивающий) объект может производить разную общую засветку в зависимости от положения, которое меняется непредсказуемо (в ограниченных пределах). На фоне изменяющейся общей засветки есть засветка полезным сигналом и уровень этой засветки одинаков вне зависимости от общей засветки. Таки образом стоит задача измерить изменение уровня полезной засветки, устранив влияние изменения паразитной. Поскольку в зависитмости от изменения общей засветки меняется сопротивление фотоэлемента, а вместе с ним и коэффициент деления образованного делителя и как следствие постоянка на выходе делителя, то чтобы правильно мерять нужно поддерживать постоянку (в отсутствие сигнала) на одном и том же уровне. А в момент прохождения сигнала ранее выполненная регулировка должна оставаться неизменной.

В схеме на нижнем рисунке не должно быть помех на выходе кроме, может быть, пульсаций от источника питания V1. Но они передаются на выход без усиления один к одному. Даже не знаю что и предположить.
Может быть это наводки на резистор в цепи базы транзистора. В качестве эксперимента базу транзистора посадить на корпус через небольшую емкость.
Либо ЦАП V3 запитан так что на его выходе шум цифровой части схемы. Попробовать напряжение V3 зафильтровать.

А про верхнюю что скажете? Вобщем-то она больший интерес представляет

Кажется теперь до меня смутно начинает доходить то, что Вы хотели сделать. Автобалансирующийся мост. Только мост был плохой.
Тогда сто миллионов способов...
Один из способов Вам уже предлагали - параллельно делителю из фоторезитора и резистора цифровой потенциометр.
Сигнал разбаланса зануляется контроллером.

Можно использовать разбалансированный мост.
Можно менять ток (ЦАПом), поддерживая некоторое фиксированное напряжение. А по току судить о величине сопротивления. Можно, наоборот, фиксировать ток и измерять сопротивление.
Тут полет фантазии огромный.

Спасибо за экскурс. Есть ли проверенное решение, при условии что на мосту (фоторезистор + балластный) длолжно быть 24 В ? Так же следует учесть, что фоторезисторы подлежат замене, а их сопротивление от 30 до 300 ком. Скажем если балластный резистор был установлен для фоторезистора 100 ком, то после замены на 30 килоомный уйдет все. И балланс и амплитуда полезного сигнала...

Почему 24 вольта?
Тут Вы сами уж должны считать... Мы же не знаем, насколько меняется сопротивление, какая нужна точность, скорость и прочие дела...

24 В потому что иначе от полезного сигнала ничего не останется. Точность до 1мВ скорость если за 1 мС можно будет отбалансировать - будет самое то. Полезный сигнал (если баланс выставить так чтобы на коллекторе было 0,8 В) будет амплитудой 100 мВ макимум.

У ЦАП разрешение 12 бит, а у цифрового потенциометра 10.

А вы в курсе, что амплитуда полезного сигнала будет зависеть от паразитной засветки даже если вы компенсируете ее уровень сигнала? Характеристика фоторезистора сильно нелинейна.

Да, в курсе. Это поправимо. Нужна стабильность замера.


Если до завтра до обеда не будет толкового решения, то вероятно будет ... не будет потенциометра т.к. нет его.

Используй два канала АЦП один с усилением 1/10, другой с 11/10, как на рисунке.
Второй вышел в насыщение - смотри на первом
ОУ дб прецизионные напр AD8656


Эта идея порочна с самого начала
Транзистор -это управляемый генератор тока. Как сопротивление он себя ведет только при очень малых амплитудах

Не так все просто. Но всеравно спасибо за идею. Я решил сделать датчику отдельные 24 В с последующей компенсацией на диф. усилителе. Питать ОУ от тех же 24 В в однополярном включении. Сигнал с ЦАП через резистор в базу. Ну и с выхода диф.каскада на схему сравнения чтоб ЦАПом управлять.

То ли вы не поняли, то ли задача неверно сформулирована. Коэффициент передачи полезного сигнала зависит от неконтролируемого уровня паразитной засветки. Что вы, собственно, измерять собираетесь?

Есть опорный.

Подскажите еще подходящие цифровые потенциометры. Спасибо.

Подходящие под что?
Мне кажется, у Вас два варианта. Или изложите всю задачу целиком, чтобы можно было придумать подходящее решение и оценить нужность тех или иных компонентов, или продолжайте поиски самостоятельно. На сайтах Максима или Аналог Девайсес можете сами выбрать подходящие потенциометры. Наверное, есть и у других производителей. Поиск Вам в помощь.