Перейти к содержанию
    

Входная цепь АЦП - Дифференциальный ОУ, проблема с устранением постоянной составляющей

Схемотехникам - привет! Возник вопрос с входной цепью АЦП, в которую входит
полностью дифференциальный ОУ. Сразу оговорюсь - я не силен в аналоговой схемотехнике и, 
в частности, в схемах с применением ОУ...

На входе платы - сигнал single-ended, который нужно преобразовать в дифференциальный для АЦП.
Для этого я собрал в моделировании и в железе следующую схему: (рисунок 1)

1.thumb.JPG.702502f19a53193de55cae83ff4511db.JPG

На осциллограмме симулятора входной Vin и выходной дифференциальный V(vout_p)-V(vout_n) слились

Сигнал Vin - без постоянной составляющей подаю с генератора V2, с амплитудой 1В.
На выходе получаю дифференциальный сигнал V(vout_p)-V(vout_n) также с амплитудой 1В (2В пик-ту-пик)
Так и должно быть - мне это и нужно. НО!

Реальный генератор (на другой плате) не может мне выдать двух-полярный сигнал с 0м смещением.
Чтобы избавиться от постоянной составляющей я сигнал с генератора пропускаю через конденсатрор C2
Казалось бы я просто убрал постоянку и на выходе должен получить тот же сигнал V(vout_p)-V(vout_n), что и на первом рисунке...
Но нет. Оказывается конденсатор влияет на всю схему с ОУ в целом. и на АЦП сигнал приходит с диким смещением а значит обрезается...

2.thumb.JPG.8f8fb2e4cd40a38b157c4614a60bc9ec.JPG

 

Это наблюдается как при моделировании, так и в реальном железе...

1й вопрос - почему так???
2й вопрос - какое схемотехническое решением мне впиндюрить между конденсатором С2 и резистором R3, чтобы получить
сигнал V(vout_p)-V(vout_n) как на рисунке 1...

Буду благодарен за любые советы... Ругательства разрешаются )) 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, dde29 сказал:

мне впиндюрить 

image.thumb.png.fed617515b6385567bb8060c87978863.png
амплитуда немножко упадет, но добавить можно увеличивая R1  R2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/11/2024 at 10:06 PM, тау said:

image.thumb.png.fed617515b6385567bb8060c87978863.png
амплитуда немножко упадет, но добавить можно увеличивая R1  R2

В симуляции работает! Оказывается все элементарно же! Благодарю. В скором времени проверю на железе!
А с точки зрения физики - почему так? Как токи перераспределяются? 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 hours ago, dde29 said:

1й вопрос - почему так???

Потому, что нарушилась fully differential'ность по постоянному току?

Поставить конденсатор последовательно с R4.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

15 часов назад, dde29 сказал:

1й вопрос - почему так?

Цитата

AC coupling blocks the flow DC common-mode feedback current and causes DC input common-mode voltage to equal the DC output common-mode voltage. These AC coupling capacitors must be placed in both loops to keep the feedback factors matched.

15 часов назад, dde29 сказал:

2й вопрос - какое схемотехническое решение

Очевидно, конденсатор, и далее простой повторитель на ОУ, чтобы его выход был связан со входом диффусилителя по постоянному току, а вторым ОУ повторить половину питания, создав для первых двух усилителей виртуальный общий.

Изменено пользователем Plain

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/12/2024 at 1:42 AM, Точка Опоры said:

Потому, что нарушилась fully differential'ность по постоянному току?

Поставить конденсатор последовательно с R4.

К сожалению, по Вашему совету выходное дифференциальный сигнал получается искаженным...

_2024-03-12_214730019.thumb.png.045c844c9ae0fc958ff868c0a6dc5621.png

А вот по совету тау:

On 3/11/2024 at 10:06 PM, тау said:

image.thumb.png.fed617515b6385567bb8060c87978863.png
амплитуда немножко упадет, но добавить можно увеличивая R1  R2

увеличив R1 и R2 с 1к до 1.2к сигнал получился удовлетворительным:

_2024-03-12_215015513.thumb.png.9cd86643bc2fe7ac6e9b2d35f7133b87.png

 

On 3/12/2024 at 11:41 AM, Plain said:

Очевидно, конденсатор, и далее простой повторитель на ОУ, чтобы его выход был связан со входом диффусилителя по постоянному току, а вторым ОУ повторить половину питания, создав для первых двух усилителей виртуальный общий.

 

Не воспринимаю на словах описание предложенной Вами схемы - не могли бы Вы на бумажке накидать, чтоб хоть какая-то ясность была...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

R4 подключаете к виртуальному общему, т.е. равному Vcm, половине питания, в данном случае это V3, но не понятно его происхождение в реальности — обычно его создают делителем на паре резисторов, затем повторителем на ОУ.

Между C2 и R3 вставляете повторитель на ОУ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/12/2024 at 5:50 PM, dde29 said:

Не воспринимаю на словах описание предложенной Вами схемы - не могли бы Вы на бумажке накидать, чтоб хоть какая-то ясность была...

Есть такая проблема на этом форуме :sarcastic:

 

_345.jpeg.e3b6320009c6a50dee97f0141ce50a1c.jpeg

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Можно рассматривать этот сигнал не как сингл-ендед относительно земли, а как диф. сигнал, сдвинутый относительно земли на неизвестную величину (как в упомянутом тут генераторе). И убирать этот сдвиг математически на ОУ, а не конденсаторами.

Можно на рассыпухе (как в ссылке ниже). А можно просто "следящий усилитель" добавить и воздействовать на Vocm пин этого интегрального диф усилителя.

https://electronix.ru/forum/topic/168168-shema-difusilitelya-na-prostyh-ou-so-sdvigom-urovnya/

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

коллеги, у этого ОУ сильно разное предпочтение относительно выбора Vocm   и Vicm .  Для ТС  видимо есть хотелка обеспечить выходное Vcm в районе 1,25В.   А для входного Vicm  такое значение не подходит в силу даташита.  Там при питании 2,5В  Vicm не должно вылезать за границы 0...1,25В  как в статике так и  в динамике ( в присутствии сигнала Vicm также  болтается с сигналом с меньшим размахом) . Именно последнее обстоятельство не позволило получить линейный режим работы по варианту  от Точки_опоры: "Поставить конденсатор последовательно с R4."

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/11/2024 at 4:28 PM, dde29 said:

Схемотехникам - привет! Возник вопрос с входной цепью АЦП, в которую входит

Какая марка АЦП.
Есть вероятность, что он сам может работать в однополярном режиме.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/13/2024 at 2:26 PM, dimka76 said:

Какая марка АЦП.
Есть вероятность, что он сам может работать в однополярном режиме.

AD9235

Всем за схемы и ссылки спасибо, обязательно изучу.
Вот только вчера наткнулся на какие-то чудеса в железе. Поменял резисторы R1 и R2 с 1к до 1,2к (чтобы увеличить усиление, а значит и размах пик-ту-пик), скомпенсировав потерю амплитуды после резистора 1k на землю - а по факту усиление не увеличилось, а уменьшилось. Причем в LTSpice все ок, а в реале - какая-то хрень - буду разбираться... Если не разберусь - кину свою эту часть схему сюда...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, dde29 сказал:

AD9235

Итого, питание 3,3 В — каким образом усилителю лишь 2,5 В досталось? Здесь уже сказали, этот LT1994 при таком питании чрезвычайно жабоудушенным получается на входной диапазон, потому что как минимум 5-вольтовый.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

On 3/13/2024 at 11:33 PM, Plain said:

Итого, питание 3,3 В — каким образом усилителю лишь 2,5 В досталось? Здесь уже сказали, этот LT1994 при таком питании чрезвычайно жабоудушенным получается на входной диапазон, потому что как минимум 5-вольтовый.

Я немного ввел в заблуждение: AD9235 - это на другой моей плате - второй итерации. А на моделировании, что я приводил - там АЦП стоит LTC2241 - оно 2,5 вольтовое...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, dde29 сказал:

оно 2,5 вольтовое

Вариант лишь пассивом допилить нынешнюю схему до практического максимума:

bad-759.thumb.gif.5106904b90ab3c0e9572d4b9dc617d52.gif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...