Почему ОУ усиливает не с одним коэффициентом?

IgorAVR2 · 05.05.2008, 01:54

Почему ОУ LM358 усиливает не с одним коэффициентом? А именно, задача усилить напряжение от 0 до 80мВ для последующей обработки в AVR. Собрал неинвертирующий усилитель, повесив на ОУ два резистора. По теории коэфициент усиления должен зависить только от резисторов и быть стабильным, а на практике коэфициент не один и тот же, а точнее для меньших напряжений он больше и гуляет от 31 для 80мВ на входе, до 44 при 1мВ на входе. Мало того при 0 на входе, на выходе 30 мВ Почему так происходит? Как собрать линейный усилитель напряжения?

estet · 05.05.2008, 07:50

Пожалуй, Вы выбрали не тот ОУ для своей задачи. Ищите в datasheet`ах строчку "Rail-to-rail inputs and outputs". К примеру, подошел бы AD8541/AD8542/AD8544.
Конечно, и в этом случае будет

Цитата:

при 0 на входе, на выходе 30 мВ

но это уже можно просто вычесть в процессе

Цитата:

последующей обработки в AVR

Или, как вариант, использовать двуполярное питание.
PS. Инструментальные усилители не рассматриваются?
Я бы попробовал AD623/627 & INA118.
PPS. А вообще-то - что меряем и с какой точностью?

Falconist · 05.05.2008, 09:38

Схемку бы... И какое питание? одно- или двухполярное? Короче, выложите схему, а то "повесил два резистора" - слишком мало информации.

IgorAVR2 · 05.05.2008, 12:37

Схема вот:
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/op_3_3.htm

Питание однополярное.

estet, а что озночает Rail-to-rail ? Я думал что это означает во всём диапазоне питающего напряжения. Если на выходе, при 0 на входе, будет небольшая напруга мне это не страшно, но вот коэффициен усиления мне нужно что бы был стабильный.

vgg · 05.05.2008, 13:53

Искать нужно не рейл-то-рейл, а операционники с малым напряжением сдвига. Кроме того, резисторы делителя нужно выбирать поменьше, чтобы ток сдвига не давал на них падение напряжения слишком большое. И, если не нужно усиливать постоянное напряжение, хорошо бы отсечь постоянку на выходе. Еще надо посмотреть, какое выходное сопротивление источника сигнала (надо бы поменьше), или посмотреть, как организовано подключение неинвертирующего входа. Если питание однополярное, видимо, там делитель напряжения 1:1? Тогда эти резисторы тоже сделать поменьше.
А для оценки смотрим паспортное напряжение сдвига для используемого операционника. Оно составляет обычно несколько милливольт. Если коэффициент усиления порядка 20 или больше, то вот и сотня милливольт на выходе, которые плавают, как хотят.
Можно поискать операционники с регулировкой напряжения сдвига (останется только дрейф, который в разы меньше) или использовать схему с регулировкой напряжения на одном из входов.

IgorAVR2 · 05.05.2008, 14:57

Сообщение от vgg

Можно поискать операционники с регулировкой напряжения сдвига (останется только дрейф, который в разы меньше) или использовать схему с регулировкой напряжения на одном из входов.

Можно ли вот на этом подробней? И ещё у одного напряжение сдвига 1 миливольт, а у другого 2, то большая ли у них будет разница в этом плане работы?
И какое минимальное это напряжение бывает у доступных операционников, какой искать? Или может посоветуете какой?

vgg · 05.05.2008, 15:36

Я не специалист по прецизионной технике, поэтому точных выверенных рецептов дать не могу. Исходить можно из требуемой точности. Если входное напряжение, которое нужно усилить это 1 милливольт, то допустимое напряжение сдвига должно быть хотя бы в 10 раз меньше. Это если усиливать нужно и постоянку тоже. Если усиливать нужно только переменку - отсеките постоянку кондесатором и забудьте про сдвиг - лишь бы не вогнать выход в насыщение. Для усиления постоянки нужны прецизионные или специальные инструментальные усилители, как здесь советовали. Почитать нужно, например, первый том Хоровица и Хилла, главу про ОУ. Там об этом просто и доступно написано. Для начала этого достаточно. Если потребуется, можно почитать главу по прецизионой и малошумящей аппаратуре из второго тома. Ну а из конкретных примеров ОУ с малым сдвигом - OP-07A - это из книги, я им не пользовался. Там максимальное напряжение сдвига 25 мкв и дрейф порядка 1 мкв на градус. Это очень старый ОУ, видимо и до сих пор выпускается. Но если тупо воткнуть в схему из интернета прецизионный операционник, толку будет мало, надо для начала что-то прочитать. В двух словах я, как мог попытался рассказать о возможных проблемах, но лучше почитать хорошую книжку.

IgorAVR2 · 05.05.2008, 16:23

Резисторы поставил более маленькие, результат 0 . Так же на меньшем напряжеии больше коэффициент. И зависимость осталась та же.

vgg · 05.05.2008, 16:29

Схемы-то так и не было. Постоянка или переменка усиливается? Что на входе? Какой коэффициент усиления хотелось бы получить? Какие резисторы (в килоомах) поставлены?

IgorAVR2 · 05.05.2008, 16:43

Схема вот, выложил. Резисторы сначала были на 56ком и 1,75ком, потом поставил на 2ком и 62ом. После замены резисторов результат 0, всё осталось так же. Коэффициент нужен примерно 32. Усиливаем постоянку. На входе от 80 миливольт до 0.

-- Прилагается рисунок: --