[kovigor 6]

Задача: есть полезный сигнал с напряжением порядка 50 мкВ. Ток постоянный. Как его правильно усилить ?

 

В хозяйстве нашлись ОУ OP97, но у них напряжение смещения примерно того же порядка.

Я попробовал усилить свой сигнал этим ОУ по неинвертирующей схеме, но получается погрешность порядка 10 мкВ, что меня не устраивает.  Я какие еще есть варианты, кроме использования прецизионных ОУ ?

[Plain 223]

Обычно далее следует МК, которому "постоянный ток" нужен непостоянно, из чего следует стандартный вариант — убирать смещение тем же МК.

[kovigor 6]

У OP97 есть цепочка компенсации смещения - два вывода, к ним подключается потенциометр. Ничего необычного.

 

А вот мысль вашу я не понял. Что значит "убирать смещение тем же МК" ? Ведь для этого нужно знать, какое смещение дает данный конкретный экземпляр ОУ, и вычитать его из результата, а я его не знаю. Или вы что-то другое имеете в виду ?

 

Пока что вместо МК включен милливольтметр, и выход ОУ я наблюдаю по его показаниям. В будущем, наверное, поставлю МК ...

[vervs 39]

 

4 часа назад, kovigor сказал:

OP97, но у них напряжение смещения примерно того же порядка

Кроме того оценить шум на НЧ, дрейф смещения, далее учесть термоэдс, сопротивление источника, входной ток ОУ, вкратце  ОУ нужен другой - autozero, возможно экран, хотя бы картонный от потоков воздуха ( колебаний температуры), у LT есть какая-то статья по ОУ с автообнулением там более подробные рекомендации.

[kovigor 6]

Я заметил, что смещение максимально где-то первые 5 минут после включения (десятки мкВ) и после прогрева падает до единиц микровольт.

 

Сопротивление источника - доли Ома, термоЭДС, по идее, скомпенсируется (макет парой медных проводов подключается, например, у участку стальной проволоки, с которой и снимается интересующий меня сигнал, поэтому две одинаковых термоЭДС будут включены встречно) ...

[vov4ick 39]

Можно использовать МДМ ОУ, они сейчас дешёвые, даже в 140 серии один был.

Другой классический вариант - включить источник сигнала в контур МДМ, получится схема с модулятором и синхронным детектором, но это, похоже, противоречит заданию.

[artemkad 90]

1 час назад, kovigor сказал:

А вот мысль вашу я не понял. Что значит "убирать смещение тем же МК" ?

Периодически кратковременно замыкаешь полевиком вход усилителя и меряешь МК текущее смещение конкретного ОУ в конкретных условиях. 

[kovigor 6]

On 6/4/2023 at 10:08 PM, vov4ick said:

Можно использовать МДМ ОУ, они сейчас дешёвые, даже в 140 серии один был.

А можно конкретное название ?

 

 

On 6/4/2023 at 10:09 PM, artemkad said:

Периодически кратковременно замыкаешь полевиком вход усилителя и меряешь МК текущее смещение конкретного ОУ в конкретных условиях. 

Теперь понял, спасибо !

[vov4ick 39]

8 минут назад, kovigor сказал:

А можно конкретное название ?

Здесь много примеров: https://www.chipdip.ru/catalog/ic-operational-amps?x.10072=TbUC&sort=priceup

Там собраны вместе МДМ и ПКД ОУ. О них есть вводная статья https://russianelectronics.ru/operaczionnye-usiliteli-s-nulevym-drejfom/ ПКД суть то что предложил artemkad

Изменено 4 июня, 2023 пользователем vov4ick

[kovigor 6]

Понял. Читаю, разбираюсь ...

 

Всем спасибо !

[Plain 223]

10 часов назад, kovigor сказал:

есть цепочка компенсации смещения - два вывода, к ним подключается потенциометр

милливольтметр, и выход ОУ я наблюдаю по его показаниям

Если для просто понаблюдать, тогда перед измерением стандартно прогреть, замкнуть вход на то же синфазное, затем отрегулировать ноль.

[kovigor 6]

Пока просто понаблюдать.

 

У меня неинвертирующий усилитель с K = 60. Замыкаю вход на "землю" и милливольтметром измеряю напряжение на выходе.

 

Как я писал выше, в первые 5 минут после включения смещение достигает десятков мкВ, а после прогрева падает до единиц мкВ ...

[Plain 223]

12 часов назад, kovigor сказал:

мысль вашу я не понял. Что значит "убирать смещение тем же МК"?

МК переключает аналоговым ключом, например 74LVC1G3157, вход усилителя между сигналом и общим проводом, затем своим ШИМ ЦАП подкручивает смещение, чтобы на входе его АЦП получилась середина его шкалы. Отрицательное питание для схемы смещения делается инвертирующей помпой с того же выхода ШИМ на BAV99 и паре конденсаторов.

[Ruslan1 17]

Ну и не еще предстоит борьба с наводками 50(60)Гц. Если есть возможность- обязательно используйте входной каскад на диф.усилителе, чтобы их и прочее подобное гасить.

Не забудьте аппаратный НЧ фильтр до АЦП, и, скорее всего, еще какие-то цифровые фильтры чтобы давить хоть 50Гц и гармоники, которые в измеряемой полосе частот (например, IIR notch filter).

 

Всякие DC/DC и ШИМы- с осторожностью. Сам на прошлой неделе бился с белым шумом от DC/DC, который давал ошибку 50ppm в измериловку: фильтрации не хватало, вылечил только дополнительным LDO.

[byRAM 24]

17 часов назад, kovigor сказал:

Задача: есть полезный сигнал с напряжением порядка 50 мкВ. Ток постоянный. Как его правильно усилить ?

Преобразовать напряжение в переменное и после усиления наблюдать на приборе измерения переменного напряжения.