Здравствуйте.
Поделитесь опытом или ссылками, где можно найти ответ на такой вопрос.
Имеется трансформатор тока, от него имеем очень малый сигнал порядка 2мкА,
который усиливыем двумя каскадами (первый каскад - схема преобразования тока в напряжение , воторой каскад усилитель напряжения). Первый каскад имеет огромный коэффициент усиления, такой, что начинает сказываться напряжение смещения прецизионного усилителя. Для первого каскада Вводим подстроечный резистор для компенсации напряжения смещения., однако со временем вся схема опять уплывает и что подстраивали, что нет.
Если непонятно обрисовал задачу, могу выслать схемку, она достаточно простая.
Был бы очень признателен за информацию по данному вопросу.
Спасибо.

А обратные связи вводили? Если нет, то советую копать в этом направлении.
А схему надо выложить прямо сюда, а не отправлять ее заинтересовавшимся.

Подождтите-ка, Вы же сами написали


Первый каскад - преобразователь ток-напряжение, он характеризуется коэффициентом преобразования, а не усиления. 2 мкА - это что малый ток? По-моему огромный просто . Можно конечно предполагать, что Вы имеете в ввиду не напряжение смещение, а ток смещения ОУ, но для 2 мкА...

Коль скоро у вас два каскада, то почему бы между ними не ввести емкостную развязку, которая снимет вопрос со смещением?
Если ваш входной ток 2 мкА, то 5 МОм в ОС даст на выходе преобразователя ток-напряжение 10 В. Проблем со смещением быть не должно при хорошем ОУ. Зачем второй каскад?

В первом приближении вся схема должна состоять из одного ОУ
и одного резистора в обратной связи.
Резистор задает коэф. преобразования в напряжение
если 1Мом при 2мкА получите 2В.

А какой по Вашему мнению прецизионный ОУ? Схема может 'плыть' не только от ОУ, но и от нестабильных резисторов в цепи/цепях ОС.
В общем нужна схема с типами ОУ и резисторов.

Хорошо-бы сначала выяснить причину уплытия. С чем она связана: с нестабильностью напряжений питания, разбросом параметров элементов от температуры, с отсутствием виртуальной земли во входных цепях ОУ, с дрейфом нуля в том-же ОУ?
2мкА ненастолько малый ток, действительно. Если проблематично самому "поставить диагноз", то можно взять за основу готовые решения. Посмотрите схемотехнику для измерительной техники, сходите на сайт AnalogDevices.

А в чем ее выложить, в каком редакторе-то изобразить?

В рисунке JPG, BMP.

90% что причина не в напряжении смещения ОУ а во входных токах ОУ.
Наверняка не предусмотрено их отвод.
Обычно это так и проявляется.
Лучше конечно схему и параметры первичной цепи тоже не забудте.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Под параметрами первичной цепи что подразумевается?
я выложил схему - этого достаточно?

А какой частотный диапазон сигнала?

А какова частота измеряемого тока? Можно попробовать нестандарное решение: убрать 27 Ом и подключить транс через конденсатор. В этом случае коэф. ус. по постоянной составляющей будет 1, и все проблемы с дрефом отпадут.

После того как Вы дали схему все стало понятно.
У Вас очень грубая цепь болансировки.
Сделайте два делителя от стаб.напряжения выходом +\- 100мВ.
подключите Вашу цепь балансировки к ним а не к 15В,
резистор 47к замените на 1мОм.
Резистор 27Ом удалите, в обратную связь поставте 510кОм
подучите на выходе 1В для 2мкА
Диоды в защите обязательно! BAV199 или аналог. по току утечки.

Добавлю: если сопротивление обмотки большое установите аналогичное
в неинверт. вход для компенсации токов утечки ОУ.
Установка 27Ом- чистая ошибка, удаляйте.
Все будет работать.

Резистор 27 Ом - это смешно конечно. Но коррекция нуля - если уж она нужна вообще при применениии современных ОУ - в инвертирующих усилителях осуществляется по неинвертирующему входу - это азбука


P.S. И 6.3к в обратной связи (странное значение ) следует увеличить, так порядка на 2.5 - тогда второй каскад и не понадобится

Схема линейна по обоим входам, поэтому всеравно.
Если будет установлен резистор в неинвертирирующий вход,
как я писал в дополнении, то целесообразнее переключить
балансировку туда, согласен.
А диапазон 2мкА это не ошибка?
Какой входной ток трансформатора,
и сколько витков в выходной обмотке?

Схема не корректна. Тр. ТОКА нельзя грузить на 27 ом.
Для стандартного тр. тока максимальное сопротивление нагрузки - 2,5 ОМА.
У меня был печальный опыт, когда при сопротивлении нагрузки в несколько ом имел огрмную нелинейность зависимости выходного сигнала от первичного тока.
Схему пока не анализировал, но
ИМНО лучше просто нагрузить тр. тока резистором менее ома и сигнал снимать дифференциально на любой инструментальный ОУ типа INA.
С ним будет меньше хлопот. Другие измерит. схемы потребуют точных резисторов.

Чья схема некоректна?
Помоему Вы не на тот пост отвечаете, у меня нет 27Ом.

Стандартных трансформаторов нет.
В паспорте транса приводится сопротивление нагрузки либо
макс.вых.напряжение либо нагрузка определяется
по мощности транса с учетом сопротивления обмотки.

Обратите внимание, что в предложенной мной схемотехнике
сопротивление нагрузки равно 0.
В этих условиях транс будет работать наиболее линейно и
в большем диапазоне по току, так как мощность проходящая
по нему минимизирована.

Не совсем согласен - обычно стремятся максимально развязать источник сигнала и цепи смещения
Тоже азбука

Уважаемый Lonesome Wolf! Мы начинаем обсуждение
немножко не по теме.
Смещение ОУ по неинверсному входу делается источником
напряжения а по инв.входу источником тока.
Оба варианта хороши ни как не влияют на входной сигнал и
уместны в различных схемах.
Инвертирующий и неинвертирующий усилитель
есть школьные понятия, как Вы думаете в каком
режиме работает выходной ОУ в упомянутом вами INS?
Два в одном?

Сорри, если предыдущий посто попал не в ту ветку, но я отвечал по схеме "Datchik.bmp".
Уважаемый Sergey_P, если у Вас действительно трансформатор тока, то не надо первым каскадом использовать преобразователь ток-напряжение. ИМНО это ошибка.
Нормальный режим тр. тока - это режим короткого замыкания во вторичной цепи.
Поэтому если у Вас действительно трансформатор тока, то повторяю, для него нагрузка должна быть не более нескольких ом.
Чем меньше, тем точнее работает Ваш преобразователь.
Поэтому на первом каскаде надо просто усиливать падение напряжения на резисторе нагрузке Тр. тока.
И еще, если сообщите номинальный ток в первичной цепи и диапазон его изменения, попытаюсь помочь более конкретно. Меня немного смущает величина тока во вторичной цепи 2мка. Это при каком первичном токе у Вас?



Если у вас какой-то другой трансформатор, то надо смотреть

Еще раз сорри, если первый пост был не туда, но кажется обсуждается схема "Datchik.bmp" в ветке по теме "Усилитель малого сигнала от трансформатора тока" ?
Ув. vm1, Вы хотите сказать, что самостоятельно изготавливали трансформатор тока?
И какая может быть мощность для тр. тока? И какое максимальное напряжение? Эти параметры для трансф. тока не интересны совсем.

Тр. тока запрещается вообще включать без нагрузки, при огромном коэффициенте трансформации получите киловольты во вторичной.
А нормальный режим - это режим КЗ.
Я хотел только сказать что схема Datchik.bmp (других н е видел в ветке) совсем не подходит для трансформатора тока
Тр. тока имеет минимальное кол. витков макс. сечения (чаще просто шина) и огромное число витков во вторичной обмотке. Соответственно со стороны измер. схемы вроде имеет большое сопротивление.
Но так включать нельзя. Надо обязательно нагрузить сам тр. на минимальное сопротивление. Иначе это уже не тр. тока, а надо разбираться что.
То что Вы предлагали, в принципе правильно, но не для тр-ра. а просто для высокоомного источника, а тут несколько другой случай.

ОУ в инвертирующем включении без входного резистора и обеспечивает токовый режим - т.е. режим с нулевым входным сопротивлением, в идеале конечно , - но и в действительности весьма близко к нему.

Если нет входного резистора а только резистор ОС, то
U out = Iin / Ros.
Вы это имели ввиду?
Все это так, но не уверен что получите для тр. тока нулевую нагрузку.

Я имел ввиду что не бывает "стандартных" трансформаторв на 2Ом как
не бывает "стандартных" диодов на 5А например.
Есть различные изделия с различными характеристиками указанными в паспорте.
Напоминаю в моем варианте транс включен на нулевое сопротивление
т.е. на КЗ. (смотрите выше) создаваемое ОУ ниже некуда.
Высокоомность от транса не требуется он включен от нуля к нулю.
Даже смещение компенсировано.

По схеме, надо подумать, как он будет вести себя с виртуальным нулем,
а по "стандартному диоду" на 5 А, может быть и не бывает, а вот тр. тока, сделаные любым производителем, обеспечивают линейную х-ку (некоторые даже дают нелинейность от нагрузки) при сопротивлении нагрузки не более 2,5 ома. Т. е. если больше - работает "не правильно".
Это касается "советских" тр-торов, импортые не смотрел.
Согласитесь несколько другой смысл, чем диод на 5 А и "глобус Украины".

Сорри, добавление.
Если считать, чо Ваша схема правильная для тра. тока, то если в схеме снять напряжение, то к входу измерителя будут приложены киловольты (при обычном тр. тока), надо хорошо посмотреть параметры защиты.
Весь вопрос упирается что схема должна мерять, возможно тр. тока там и
не совсем правильный термин. А отдельно по схеме преобразование ток/напряжение согласен с Вами.

Это все в идеале
Хочу повторить, что вот как раз неидеальность используемых элементов и приводит к необходимости старатся развязывать источник сигнала и цепи смещения, в частности, подавая указанные сигналы на разные входы ОУ

Это все замечания общего характера и отражают некий стиль схемотехнического проектирования, приводящий, с моей точке зрения, к максимальной реализации возможностей примененной элементной базы.

К данной коркретной схеме имеют весьма опосредованное отношение - с моей точки зрения, она достаточно проста для реализации самыми разнообразными способами, остальное это уже дело вкуса.

P.S. Заметьте - что для регулировки смещения по инвертирующему входу нужен дополнительный резистор

Если вход трансимпендансного усилителя подключен непосредственно к обмотке трансформатора, то изменение ее сопротивления будет О-очень влиять на неидеальный (с ненулевым смещением) ОУ.

Согласен, - нужно последовательно резистор ставить.

[/quote]
По схеме, надо подумать, как он будет вести себя с виртуальным нулем,
а по "стандартному диоду" на 5 А, может быть и не бывает, а вот тр. тока, сделаные любым производителем, обеспечивают линейную х-ку (некоторые даже дают нелинейность от нагрузки) при сопротивлении нагрузки не более 2,5 ома. Т. е. если больше - работает "не правильно".
Это касается "советских" тр-торов, импортые не смотрел.
Согласитесь несколько другой смысл, чем диод на 5 А и "глобус Украины".
[/quote]

Полно разных трансов на раные нагрузки.
Что может быть "стандартней" тайваньских изделий,
их трансы стоят наверно в половине счетчиков в стране,
смотрите например производителя :http://www.thic.net/
http://www.thic.net/ct.htm
нагрузочные сопротивления разные, нет стандартных.
Приводится линейность при указанной нагрузке.
Вы видимо приводите в пример промышленный
измерит.трансформатор тока на 5А.
соответсвенно и нагрузка низкоомная.
Такие трансы в печ.платы не ставятся.
В промышленности принят уровень 5А (иногда 1А)

Для защиты ОУ в режимах когда он не активен стоят диоды.
Поэтому киловольтов не будет.

Искуство схемотехники в том и состоит чтобы выгодно использовать
реальные элементы.
Анализ прямого включения транса по постоянному току для идеального
трансформатора с 0 сопрот. обмотки даст неопределенность по
выходному пост. напряжению. Абсолютно согласен!
Но мы, как я полагаю,(а я запрашивал у хозяина темы сопротивление
выходной обмотки ответа пока нет), имеем дело с высокоомной обмоткой
так как выход очень маленький.
Что и будет являтся последовательным сопротивлением
о котором Вы говорите.
Увеличение последовательного сопротивления
приведет к нелинейности трансформатора.
Хорошая схема это всегда сбалансированный компромис,
в данном случае между стабильностью по постоянному току,
и линейностью по переменному.
А здесь, при недостатке данных мы можем долго перетягивать
схему под собственные вкусы.

Я не могу понять что Вы имеете ввиду под
развязыванием источника сигнала и цепей смещения.
Развязывают питание, земли, регулировки смещения и усиления (чтобы они были независимые) это я понимаю.
А здесь- подали на один ОУ две цепи, значит связали их.

Никак не могу понять, отчего такая развесистая дискуссия.
Имеется трансимпендансный каскад с непосредственно подключенной обмоткой транформатора в качестве источника сигнала. При этом не нравится дрейф (про другие параметры - молчок).
Для пост. тока схема, - обычный инвертирующий усилитель, входным резистором коего служит сопротивление обмотки трансформатора. Если ОУ идеален, получаем лишь дрейф коэфф. усиления (из-за нестабильности сопротивления трансформатора и резистора обр. связи.). Если ОУ имеет, ненулевое, (пусть даже стабильное) напр. смещения, _неодинаковое_ для входа "+" и "-", то при любой "балансировке" подачей ли тока (в "-") или напряжения (на "+") через обмотку будет _идти_ток_. А при изменении сопротивления обмотки этот ток... см. закон Ома. Поэтому, балансировать надо через _специальные_входы_балансировки.
Разумеется, ОУ нужно выбирать по _дрейфу_ смещения, а если обмотка высокоомная, то и по входному току.
Вроде бы P-SPICE у нас всем доступен. Если лень рисовать, можно думать о низковольтной батарейке последовательно с входной ножкой. Неужели теперь в институтах этому не учат?

З.Ы. надеюсь модераторы не уконтрапупят за "прописные истины".

Трансформатор тока делаем сами, и устанавливается на кабель, где в аварийном режиме может протекать очень большой ток до 3 кА, что при коэффициенте трансформации к = 500 даст ток во вторичной до 6 А.
Сопротивление обмотки 2 Ом, в выходной обмотке 500 витков, L = 7Гн.
Резистор в обратной связи первого каскада выбирается из тех соображений, что ОУ имеет ограничение по выходному току и может выйти из строя.
Мы же для работы нашего устройства запускаем по первичной обмотке прямоугольный импульс тока до 2.5 мА, больше нельзя, отсудя и получаем те мкА во вторичной.

p/s/ так ответы на тему приходят мне не всегда, то поэтому своевременно и не отвечаю. Однако все ответы внимательно читаю, анализирую.

Если Вы используете импульсный сигнал, и по низкой частоте особых требований нет, так может зеведете с выхода полную ООС по постоянному току через интегратор и делитель ? По идее по постоянке все должно "встать как вкопанное".

Я уже задавал вопрос - какова частота измеряемого тока? Ответа нет. Но из дискуссии я понял, что сигнал импульсный. Если это так, то воспользуйтесь советом, котороый давал ранее: подключаете трансформатор через конденсатор и живете счастливо. На импульсе будет сохраняться режим близкий к к.з. для трансформатора.