Почему ОУ усиливает не с одним коэффициентом?

[tauP10]

А Вы учли возможное падение милливольт на общем проводе. Меряете чем? Общий провод милливольтметра куда подключен? Речь ведется о постоянном напряжении?

[vgg]

Что из себя представляет источник входного сигнала? Каково его внутреннее сопротивление? Ну а резистора 56 ком достаточно, это нормально, можно не уменьшать. А операционник 358 для таких малых напряжений явно не подходит. Если входное напряжение, например, 5 мв, а коэффициент усиления по резисторам 32 , то на выходе ожидается 160 мв. Но напряжение сдвига(типовое для 358 это 2 мв) складывается с 5 мв или вычитается от 5 мв, и на выходе получается 224 мв или 96 мв, то есть как будто 5 мв усилился почти в 45 раз или в 20 раз. То есть в типовом случае для входного напряжения 5 мв кажущийся коэффициент усиления может оказаться любым в диапазоне от 20 до 45 раз. Для входного напряжения 1 мв этот разброс будет еще больше Для однополярного питания 358 вполне подходит, только для положительного входного сигнала. Конечно, по документации можно и до -0.3 вольта, но, на мой взгляд, будет заметна нелинейность.

[IgorAVR2]

Если входное напряжение, например, 5 мв, а коэффициент усиления по резисторам 32 , то на выходе ожидается 160 мв. Но напряжение сдвига(типовое для 358 это 2 мв) складывается с 5 мв или вычитается от 5 мв, и на выходе получается 224 мв или 96 мв, то есть как будто 5 мв усилился почти в 45 раз или в 20 раз. То есть в типовом случае для входного напряжения 5 мв кажущийся коэффициент усиления может оказаться любым в диапазоне от 20 до 45 раз. Для входного напряжения 1 мв этот разброс будет еще больше

Так вот так и получается, что делать, как с этим бороться?

Вчера пол ночи просидел, замерял на всех пределах и вот результаты:

вход:1мВ выход:58,5мВ коэфициент получаем:44,25
вход:2мВ выход:88,5мВ коэфициент получаем:40,16
вход:3мВ выход:120,5мВ коэфициент получаем:37,62
и т. д. до:
вход:50мВ выход:1575мВ коэфициент получаем:31,5
и т. д. до:
вход:80мВ выход:2505мВ коэфициент получаем:31,31

Источник сигнала - делитель на резисторах, с 5 вольт. Резистор с которого снимаем, регулируемый до 600 ом.

Что делать???

[IgorAVR2]

А Вы учли возможное падение милливольт на общем проводе. Меряете чем? Общий провод милливольтметра куда подключен? Речь ведется о постоянном напряжении?

Дело не в проводах, проблема не в падении напряжения. Напряжение, котрое усиливаем, как я уже писал, постоянное.

[smg123]

Дело не в проводах, проблема

в правильном подборе нужного ОУ. А что используется в качестве датчика такого низкого напряжения? Возможно понадобится дифференциальный вход или ещё чего-нибудь кузявое.

[tauP10]

Ваши данные весьма строго аппроксимируются функцией
Вых=(0,92+Uвх)*30,6
сматрите картинку

Вы ждете от Оу 358 напряжения смещения менее 0,92 mV?

-- Прилагается рисунок: --

[Falconist]

Главный вопрос: как запитывается ОУ??? Если "нулевая" шина (нижняя по рисунку) является "земляной", то ничего удивительного, что ОУ загоняется в насыщение - неинвертирующий-то вход "принятут" к нулю. Выложенная Вами схема пригодна только для двуполярного питания. При однополярном на инвертирующий вход нужно подавать "искусственную среднюю точку".

Для начала я предложил бы убедиться в изложенном выше очень простым методом: подать на вход синусоиду относительно "нулевой" шины и посмотреть осциллографом, что у ОУ на выходе. Если обрезается нижняя полуволна - тогда я прав.

А дальше - для создания этой самой "средней точки" подключить нижний резистор не к "нулю", а к движку переменного резистора, включенного между +питания и "нулем". Но тут возникает другая сложность - постоянная составляющая, которую нужно будет компенсировать. В общем, столь простой схемой при однополярном питании не обойтись.

Попробуйте, то, что я порекомендовал, отпишитесь о результатах, будем думкать дальше.

[IgorAVR2]

Ваши данные весьма строго аппроксимируются функцией
Вых=(0,92+Uвх)*30,6
сматрите картинку

Вы ждете от Оу 358 напряжения смещения менее 0,92 mV?

Спасибо, теперь начинаю понимать. Хотя раньше про напряжение смещения понятия не имел.

Тогда вопросы сделующие:

1. Может ли например это напряжение смещения сильно отличатся от образца к образцу на одной марки ОУ? Что бы можно было бы программно корректировать в МК на разных копиях устройства.

2. Какое это напряжение смещения бывает минимальное у разных ОУ? Но при этом ОУ должен быть серийный и не очень дорогой.

3. Можно ли как то избавится от напряжения смещения или как по другому можно усилить линейно сигнал в диапазоне 0-80 мВ?

[tauP10]

1. Может ли например это напряжение смещения сильно отличатся от образца к образцу на одной марки ОУ? Что бы можно было бы программно корректировать в МК на разных копиях устройства.

Может. Для дешевых ОУ обычно ±1..2 мВ как нефиг делать. Самое неприятное для Вас - если смещение будет отрицательным, в этом случае Вы имеете "мертвую зону" по входу на величину этого смещения.

2. Какое это напряжение смещения бывает минимальное у разных ОУ? Но при этом ОУ должен быть серийный и не очень дорогой.

Это очень противоречивые требования. Нужно найти компромисс на основе ваших метрологических притязаний, серийности, стоимости и др.
А так бывает и 10 мкв. Это все специфично и требуется нехилый поиск. А к тому же Вы хотите и однополярное питание оставить

3. Можно ли как то избавится от напряжения смещения или как по другому можно усилить линейно сигнал в диапазоне 0-80 мВ?

Продумайте способ автокалибровки , подключая вход вашего дешевого операционника через чудную микросхему (дешевую) HCF4066B (STM) , у нее токи утечки при комнатной температуре 10pkA. (можете посмотреть аналогичные ключи серии 74HC...) Один ключ коммутирует на источник сигнала, другой коммутирует на землю. Включаются противофазно. Заранее предусмотрите положительное смещение по неинвертирующему входу с помощью резистора 1-10 Ком и источника тока, чтобы иметь на резисторе постоянные 3мВ (превентивное устранение мертвой зоны), которые будете потом в программе вычитать из результата. Получится метод Модулятор - Демодулятор , где модулятор внешний на ключах, а демодулятор внутренний в процессоре (цифровой). Периодическая "самокалибровка" избавит Вас также от температурного дрейфа напряжения смещения. Можно вместо положительного внешнего смещения просто отобрать из партии операционники с положительным внутренним смещением, как например в Вашем примере в начале темы (если серия небольшая).
Если оставите резистор положительного смещения то учтите выходное сопротивление источника измеряемого сигнала. На ключах падение можно не учитывать, так как оба они примерно одинаковы и падение одинаково.

[kualx]

Как человек более 25 лет работающий с ОУ позвольте дать несколько советов.
1. Любой ОУ, в том числе и Ваш, имеет большой набор технических параметров, с которыми необходимо ознакомиться перед составлением схемы.
2. После подбора необходимого ОУ необходимо проверить,
будут ли находиться входные (выходные) сигналы в зоне допусков, т. е. работает ли ОУ в линейном режиме.
В этом Вам помогут программы Electronic Workbench, MCap8 и другие.
3. Применительно к Вашему случаю, как об этом уже упоминалось, могу повторить:
Вы подаете на вход ОУ сигнал, находящийся рядом с напряжением питания(-U)(для этих целей необходим
тип ОУ Single Supply; уровень входного сигнала соизмерим с напряжением смещения, которое усиливается
вместе со входным сигналом в К+1 раз, и при этом дрейфует со временем и температурой, а также от ОУ к ОУ может иметь разное значение и знак.
Самый лучший совет, как мне кажется, будет таков:
а) если нет возможности сместить входной сигнал относительно нуля, создайте дополнительное отрицательное питание, например при помощи ICL7660,
или ей подобной и используйте прецезионный ОУ, например OP07, OP90, К140УД17, MAX478 и им подобные, но при этом вам необходимо защитить остальную(однополярную)
часть схемы от отрицательных наряжений (можно резистор + диод), которые могут появиться при включении( выключении ) а также при "шорохе" переменного резистора (такое тоже, увы, бывает).
б) если есть возможность сместить входной сигнал до уровня 0,5 от напряжения питания, применяйте все тот же прецезионный ОУ в дифференциальном или мостовом включении (но при этом требования к диапазону входных синфазных напряжений по входу и максимальном размахе сигнала на выходе ужесточаются). При этом требования
к новому опорному (0,5 от питания) тоже достаточно
высокие. Также обратите внимание, что максимальный размах на выходе у любого ОУ никогда не достигает напряжения питания,он зависит от сопротивления нагрузки, и даже у лучших ОУ разница между Uвых и Uп составляет несколько мВ.
Если у Вас есть вопросы ко мне, пишите на e-mail:
q4ma@mail.ru, постараюсь Вам помочь.

[/b]