Jump to content

    
Sign in to follow this  
ALEKS64

Усилитель 0,1%

Recommended Posts

Здравсвуйте!

 

В схеме на рисунке требуется поддерживать напряжение на резисторе R1 равное источнику напряжения V1. Резистор R1 и источник V1 удалены от схемы примерно на 1 метр, поэтому в схеме усилителя нужен дифференциальный вход, чтобы подавлять помехи. Так вот в чем моя проблема, максимальной точности установки напряжения R1 удалось достичь 1%, дальше усилитель возбуждается. Мне надо получить погрешность установки напряжения на R1 0,1%. Что для этого нужно сделать?

привожу схему в симуляторе, т.к. на макете работает также.

Буду рад любому совету.

post-28570-1362238198_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Здравсвуйте!

 

В схеме на рисунке требуется поддерживать напряжение на резисторе R1 равное источнику напряжения V1. Резистор R1 и источник V1 удалены от схемы примерно на 1 метр, поэтому в схеме усилителя нужен дифференциальный вход, чтобы подавлять помехи. Так вот в чем моя проблема, максимальной точности установки напряжения R1 удалось достичь 1%, дальше усилитель возбуждается. Мне надо получить погрешность установки напряжения на R1 0,1%. Что для этого нужно сделать?

привожу схему в симуляторе, т.к. на макете работает также.

Буду рад любому совету.

1. не понятно что у вас не получается. как это так, если точность установки больше 1 % то работает, а если меньше то не работает?

2. не ясно зачем в схеме следующие элементы: R2 и R4, R6, C2;

3. почему выбрали усилитель с фиксированным коэфф. усиления?

 

имхо в вашем случае нужен повторитель на самом простом ОУ с NPN транзистором на выходе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. не понятно что у вас не получается. как это так, если точность установки больше 1 % то работает, а если меньше то не работает?

2. не ясно зачем в схеме следующие элементы: R2 и R4, R6, C2;

3. почему выбрали усилитель с фиксированным коэфф. усиления?

 

имхо в вашем случае нужен повторитель на самом простом ОУ с NPN транзистором на выходе.

 

1. что не получается: не получается поддерживать на R1 напряжение 100мВ+-0,1мВ, максимум 0,7мВ. Я увеличиваю усиление U1 до 5000

и схема начинает возбуждаться на частоте среза этого инструментальника около 100кГц.

2. R2 - не принципиально, можно убрать из схемы. R4, R6, C2 - ФНЧ на входе, для работы достаточно полосы 20Гц.

3. усилитель с фиксированным сопротивлением выбран только из за дифференциального входа, т.к. провода до усилителя около 1м и на них наводки.

 

Конденсатор параллельно R1 - это имитация возможной емкости нагрузки.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. что не получается: не получается поддерживать на R1 напряжение 100мВ+-0,1мВ, максимум 0,7мВ. Я увеличиваю усиление U1 до 5000

и схема начинает возбуждаться на частоте среза этого инструментальника около 100кГц.

2. R2 - не принципиально, можно убрать из схемы. R4, R6, C2 - ФНЧ на входе, для работы достаточно полосы 20Гц.

3. усилитель с фиксированным сопротивлением выбран только из за дифференциального входа, т.к. провода до усилителя около 1м и на них наводки.

 

Конденсатор параллельно R1 - это имитация возможной емкости нагрузки.

в любом ОУ дифференциальные входы. уберите лишнее и всё заработает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для эксперемента, попробуйте С2 убрать.

 

С2 убрать можно, но тогда будет еще хуже так - как входной фильтр с С2 дает -50дБ на частоте 100кГ среза u1.

 

Схему с обычным прецизионным ОУ я пробовал, на модели работает красиво, а на макете удалось получить теже 0,7-1% точности, т.к конденсатор обратной связи приходилось выбирать достаточно большим чтобы схема не возбуждалась. Возможно в макете была какая то ошибка, надо будет перепроверить. Пока же если у кого есть советы как увеличить точность схемы на этом инструментальном ОУ пожалуйста.

Share this post


Link to post
Share on other sites
С2 убрать можно, но тогда будет еще хуже так - как входной фильтр с С2 дает -50дБ на частоте 100кГ среза u1.

Какие наводки при правильной разводке? Вы же видите генерацию на экране... Не нужны Вам конденсаторы такие... Они-то все и портят.

А вот конденсатор в обратной связи - поможет. И обычный ОУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Буду рад любому совету.

Вам нужна 4-х проводная схема подключения. Выход силовой, провод ОС, провод источника сигнала, информационная земля. Все это должно подключаться там, где есть источник сигнала и нагрузка, в том случае, если они рядом. Если они далеко друг от друга, то тогда надо взять 3 усилителя... И привести все сигналы к "земле выхода"...

А сейчас у Вас по земляному проводу течет и ток нагрузки и сигнальный ток. Они суммируются и дают погрешность по выходу...

И то, что схема возбуждается, тоже закономерно. Усилитель дает -20 дб/дек, т.к. он скорректированный. Но и эмиттерный повторитель дает как минимум еще столько же. А -40дб/дек - это граница устойчивости. Следовательно контур надо скорректировать. И где-то должен быть конденсатор. Обычно его ставят в цепь ОС...

Я Вам рекомендую просто взять микросхему стабилизатора напряжения - какого нибудь LDO, благо он уже скорректированный и там в нем силовой транзистор с защитой от КЗ, и чтобы "сенсы" из него были выведены и вместо опоры туда подать Ваш "источнику напряжения V1" Или вместо резистора ОС подать сигнал от " "источнику напряжения V1"", но только там надо посмотреть с инверсией сигналов, чтобы не промахнуться... Наверное надо будет еще инвертирующий усилитель...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вам нужна 4-х проводная схема подключения. Выход силовой, провод ОС, провод источника сигнала, информационная земля. Все это должно подключаться там, где есть источник сигнала и нагрузка, в том случае, если они рядом. Если они далеко друг от друга, то тогда надо взять 3 усилителя... И привести все сигналы к "земле выхода"...

А сейчас у Вас по земляному проводу течет и ток нагрузки и сигнальный ток. Они суммируются и дают погрешность по выходу...

И то, что схема возбуждается, тоже закономерно. Усилитель дает -20 дб/дек, т.к. он скорректированный. Но и эмиттерный повторитель дает как минимум еще столько же. А -40дб/дек - это граница устойчивости. Следовательно контур надо скорректировать. И где-то должен быть конденсатор. Обычно его ставят в цепь ОС...

Я Вам рекомендую просто взять микросхему стабилизатора напряжения - какого нибудь LDO, благо он уже скорректированный и там в нем силовой транзистор с защитой от КЗ, и чтобы "сенсы" из него были выведены и вместо опоры туда подать Ваш "источнику напряжения V1" Или вместо резистора ОС подать сигнал от " "источнику напряжения V1"", но только там надо посмотреть с инверсией сигналов, чтобы не промахнуться... Наверное надо будет еще инвертирующий усилитель...

 

Спасибо за подробный ответ 'iosifk'. Все вы описали правильно, схема подключения и есть четырех проводная, два измерительных провода которой я подал на инструментальный ОУ. Вот только "закономерность возбуждения схемы" не была для меня очевидна -20дб/дек от усилителя и столько же от повторителя. Подумать о границе устойчивости -40дб/дек даже в голову не приходило. Тогда все сходится, что из этой схемы усиление больше 100 (40дб) не получишь. Буду пробовать схему с обычным инвертирующим ОУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо за подробный ответ 'iosifk'. Все вы описали правильно, схема подключения и есть четырех проводная, два измерительных провода которой я подал на инструментальный ОУ. Вот только "закономерность возбуждения схемы" не была для меня очевидна -20дб/дек от усилителя и столько же от повторителя. Подумать о границе устойчивости -40дб/дек даже в голову не приходило. Тогда все сходится, что из этой схемы усиление больше 100 (40дб) не получишь. Буду пробовать схему с обычным инвертирующим ОУ.

Усиление получится любое, если Вы скорректируете контур правильно. И тип усилителя тут роли не играет, т.к. обычный ОУ так-же даст Вам -20дб/дек... Они же сейчас все скорректированные на -20дб/дек... А не была "очевидна", потому, что Вы не работали с нескорректированными усилителями, а они без внешней коррекции не работали и прежде чем что-то спаять, приходилось думать об устойчивости... :)

Но я еще раз советую взять LDO...

А уж если брать ОУ, то ищите такой, у которого есть земля питания и земля выхода...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

А транзистор здесь действительно нужен?

Ток нагрузки - 8 мА... Все конденсаторы лучше убрать, по опорному входу оставить резистор 13 Ом, по инвертирующему - убрать вовсе. Это увеличит запас устойчивости по фазе и даст возможность поднять усиление. Если опорный источник и нагрузка рядом - свейте парой в экране провода от них ко входу усилителя. Обратите внимание на напряжение сдвига и ток сдвига усилителя: если они велики, то потребуется коррекция.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this