Помогите разобраться с ОУ (приведение к "земле" напряжения со смещением)

[Falconist]

Я расписал один из вариантов. Подходит, если с питанием какие-то заморочки.

Кроме того, хотел обратить внимание, что совершенно не обязательно формировать минусовое питание по абсолютному значению такое же, как плюсовое, если входной и (особенно) выходной сигналы будут только одной полярности (скажем, в плюсе). Вполне достаточно указанных мною выше значений.

[omercury]

Кроме того, хотел обратить внимание

Да я это даже в цифрах привёл, толку-то?

[Falconist]

Хозяин (ТС) - барин. Хочет - слушается. Не хочет - не слушается.

Умные учатся на собственных ошибках. Мудрые - на чужих. Дураки вообще никогда и ничему не учатся...

[ForcePoint]

Не хочется показаться грубым, но посмотрите хотя бы первый пост и схему, которая там нарисована. И саму проблему попытайтесь понять...

Аналогично. Я уж нить стал терять, по этому - и переспросил (https://kazus.ru/forums/showpost.php...3&postcount=79), но полного ответа не получил.
Для измерения только напряжения - вполне можно обойтись без огорода.

[МВА]

Напрасно.
Посмотрите ещё раз на эквивалентную схему ОУ и ответьте себе на вопрос: - может ли на выходе быть напряжение, меньше падения напряжения на эмиттерном переходе биполярного транзистора при токе нагрузки более 50 микроампер?


Маловато, надо более 30ком.

Всем доброго времени суток.
Уважаемый Omercury, Вы меня прошлый раз осадили, но я решил сегодня зайти не с пустыми руками. Можно выход ОУ догнать до нуля, если подать небольшое отрицательное смещение относительно минуса питания ОУ.
Второе. Я уже писал, что не рассматривайте сопротивления дифференциального усилителя, как делители. Делители нужно ставить отдельно, а сопротивления усилителя задают коэффициент усиления. В данной схеме, которую я прилагаю в Proteus, я задал коэффициент усиления примерно 3. Напряжение питания нагрузки сделал 12в. А питание усилителя 5 в. Выход усилителя при нулевом дифференциальном входном напряжении равен почти ноль. В общем, смотрите сами.

PS. Если надо подогнать точный коэффициент передачи напряжения с сопротивления нагрузки на выход, то можно на выходе поставить обычный не инвертирующий усилитель на ОУ, в котором легко подогнать коэффициент усиления подстроечным резистором, так сказать, сделать калибровку, но смещение на минус питания все равно подать.
И последнее PS. Если сигнал на нагрузочном резисторе не превышает напряжение питания ОУ, а синфазный сигнал очень большой, то схему измерения можно сделать вообще плавающей. Разъединить минуса, у каждой части свое питание и нет общего провода, а сопротивление, в данном случае R6, включить непосредственно на дифференциальный вход. Тогда напряжение падения на этом резисторе, просто подастся между входами. Входа это не выводы МК, а сопротивления R2:R3 с противоположной от МК стороны.
Прошу прощения, неправильно подал смещение. Я загрузил исправленный проект.
И следующий с раздельным питанием

[pittyalex]

Прошу прощения, неправильно подал смещение. Я загрузил исправленный проект.
И следующий с раздельным питанием

Прошу прощения за назойливость, протеус не стоит (пробовал ставить - не запускается, какие-то проблемы с виндой), не могли бы Вы сделать хотя бы скриншот?

Хочу всем сказать большое спасибо за подробный разбор полётов. Сейчас не отвечаю и не пробую собрать, т.к. мало времени.

Хотя на пару заявлений отвечу (всем участвующим в дискуссии, а не автору поста, на который квотинг):
1. Насчёт сделать минус. Да, действительно, я хотел сначала сделать чарджпамп от STM, чтобы запитать отрицательным напряжением ОУ, потом подумал, что оно должно быть обязательно стабильным и решил не городить.
2. Имея в схеме ОУ источник тока на землю в 50 мкА, и включив дополнительный нагрузочный резистор в 20 кОм (например) при условии что последующий каскад будет потреблять мало тока, могу ли я тем самым обеспечить стабильный "0" на выходе? К тому же будет стоять конденсатор небольшой ёмксти (0.1 мкФ, наверное) с выхода ОУ на землю. (около АЦП, дабы убрать помехи).
3. Проблема с АЦП в том, что вывод аналоговой земли не сделан отдельно (отладочная плата). Наверное проблему эту решу тем способом, что просто подпаяюсь к земляной дорожке как можно ближе к чипу. По плюсу от питания аналоговое питание развязано. Но не смотря на это всё равно очень шумное преобразование получается. Ни о каких 4 LSB речи вроде как не идёт. Поставил цифровой фильтр-усреднение, вроде стало получше.

Когда увижу последнюю схему, то уже решу, что всё-таки сделать. И ещё не понял реплику насчёт "не надо городить огород". Покажите, как измерить напряжение без "огорода" при условии, что измеряемое напряжение подаётся со смещением (переменным)? При этом земли объединены.

Кажется до меня начало доходить...

[Galbert]

Кажется до меня начало доходить...

Перед развитием темы неплохо потратить пару дней на подробное предварительное изучение предмета и вариантов решения. Извините, мне так кажется
Меня вот из-за этого забанили за "оверклокинг" морока с планшета цитаты вырезать Надеюсь далее Вы сами. А если что....

[Yurkin2014]

Нашёл таки сегодня полчаса времени и запаял этот несчастный LM324 по однополярной схеме.
Да, в таком включении этот опер никуда не годится!
Если присмотреться к схеме, то видно, что от источника +12В по резисторам протекает ток, который затекает на выход ОУ, на картинке по красным стрелочкам. Ток 480мкА. И шо ж ви думали? Вместо ожидаемого 0В на выходе получилось 0.67В.

Не, ну, конечно, если вместо +12В подать 0 вольт, то на выходе прекрасный ноль. Но стоит только приподнять вход - точку соединения R1,R3 на пару вольт - всё, нуля нет и в помине.

Действительно, внутренний источник тока LM324 может поглотить только пару десятков мкА тока, заливаемого в выход, и удержать напряжение около 0. При дальнейшем увеличении тока выходное напряжение растёт стремительным домкратом.

Ну, шо, вместо 20кОм ставим мегомные сопротивления и радуемся жизни...

[omercury]

Уважаемый Omercury, Вы меня прошлый раз осадили

Да что ж Вы всё на свой счёт-то принимаете...
Этот пост предназначался не Вам.

А Вам...
Не спешите Вы не читая писать то, что до Вас уже мог написать кто-то другой (что кстати и произошло давным давно и схема уже поменялась), иначе вместо блеска ума ерунда всякая получается...
Так бывает, не обижайтесь.

Имея в схеме ОУ источник тока на землю в 50 мкА, и включив дополнительный нагрузочный резистор в 20 кОм (например) при условии что последующий каскад будет потреблять мало тока, могу ли я тем самым обеспечить стабильный "0" на выходе?

Ну как бы резистор в цепи обратной связи тоже является нагрузкой выхода.

К тому же будет стоять конденсатор небольшой ёмксти (0.1 мкФ, наверное) с выхода ОУ на землю. (около АЦП, дабы убрать помехи).

Зря это.
Резисторик какой-никакой неплохо бы между выходом и конденсатором...

Ни о каких 4 LSB речи вроде как не идёт.

На 12-битном АЦП?
Это никуда не годится.
У Вас ШИМ прямо с ключа на аккумулятор (через измерительный резистор ессно) без завалящего LC фильтра небось шпарит?
Ну, с мегагерцовым АЦП можно, конечно, и цифрой всё фильтровать, но это уже никак не усреднение будет, да и с ШИМ синхронизироваться неплохо бы было, хотя и необязательно.

И ещё не понял реплику насчёт "не надо городить огород". Покажите, как измерить напряжение без "огорода" при условии, что измеряемое напряжение подаётся со смещением (переменным)? При этом земли объединены.

АЦП бывают с дифференциальным входом, то есть операционник стоит прямо внутри МК, только не во всех, к сожалению. Из Вами перечисленных в STM-ах в Cortex M4 [STM32F3xx] (в STM8 нету), в АВР-ках часто встречается. Такая вот засада от STM...
Можно зарядить синхронно 2 АЦП из эстээма, тогда один из АЦП будет давать напряжение на аккумуляторе, а разница между ними будет давать ток.
Кстати, для лития верхнее напряжение 4,1-4,2 вольта на банку, в зависимости от типа аккумулятора.

[МВА]

Действительно, внутренний источник тока LM324 может поглотить только пару десятков мкА тока, заливаемого в выход, и удержать напряжение около 0. При дальнейшем увеличении тока выходное напряжение растёт стремительным домкратом.

Всем доброго времени суток.
Обратите внимание, что на выходе примерно, напряжение насыщения транзистора. Omercury уже указывал, что ниже чем 0,6-0,7 вольта, если минус питания ОУ на земле не прыгнуть. Нужно относительно корпуса подать отрицательное напряжение на минус питания ОУ. Хотя бы 0,7-1 вольт. И я не знаю таких ОУ, чтобы выходной ток был менее 50ма. Если он может отдать этот ток, то может и притянуть к земле.

PS. И еще, я уже писал, что выходной сигнал дифференциального усилителя идет относительно общего провода, поэтому нет необходимости использовать дифференциальный АЦП. Тем более, что непосредственно на нагрузке могут быть пульсации, а после усилителя их отфильтровать не составляет труда.