[Dron_Gus 2]

Добрый день.

Возможно тред стоит перенести в раздел для начинающих. Возможно это уже где-то обсуждолось - тогда прошу грубо ткнуть носом.

Есть автомобильная железка на STM32. Есть куча автомобильных датчиков, большинство из которых выдают аналоговый сигнал в диапазоне 0..5 В. Часть их них активные (выход достаточно низкоомный) часть пассивные (делитель из резисторов, один из которых NTC).

Как сейчас реалзиованы входные каскады:

1. схема защиты. последовательный резистор + стабилитрон на 5В - PESD5V2

2. ОУ в режиме повторителя. (MCP6004).

3. Делитель из двух достаточно низкоомных (4.7К+4.7К) резисторов и на вход АЦП STM32. Опорное напряжение STM32 - 2.5В.

Вот последний пункт меня немного раздражает: использовать ОУ как буфер с низким выходным сопротивлением, чтобы на него навесить делитель. С другой стороны ставить еще один ОУ перед АЦП - тоде бред.

Проштудировал всякие сборники типовых схем на ОУ. Ничего подхоящего не нашел. Вариант инвертирующего включения позволяет получить Ку < 1, но требования к выходному сопротивлению источника...

Возможно я что-то упускаю?

Спасибо.

[Alex-lab 5]

В таких приложениях обычно не требуется высокая частота оцифровки, и время сэмплирования можно поставить большое, соответственно килоомные резисторы на входе не помешают. Зато можно использовать более простые не Rail2rail усилители.

[MegaVolt 26]

У вас на входе уже есть какие то резисторы. Перенесите делитель на вход. 
А так на одном неинвертирующем ОУ нельзя сделать усиление меньше 1.

[Dron_Gus 2]

19 minutes ago, MegaVolt said:

У вас на входе уже есть какие то резисторы. Перенесите делитель на вход. 
А так на одном неинвертирующем ОУ нельзя сделать усиление меньше 1.

Эти резисторы - опциональные подтяжки для датчиков температры. И опциональная же подтяжка к земле для иагностики обрыва входа.

Проблема в том, что источники некоторых сигналов имеют достаточно высокоомные выходы. Грубо говоря 10К подтяжка и 10К NTC. Нагрузить их делителем - значит непредсказуемо исказить сигнал.

23 minutes ago, Alex-lab said:

В таких приложениях обычно не требуется высокая частота оцифровки, и время сэмплирования можно поставить большое, соответственно килоомные резисторы на входе не помешают. Зато можно использовать более простые не Rail2rail усилители.

Там достаточно большой зоопарк входных сигналов. Нектороые требубуют достаточно большой частоты оцифровки. Остальные "вынужденно" оцифровываются на той же высокой частоте. Сейчас время семплирования выставлено 28 клоков 12 МГц тактового.

[MegaVolt 26]

1 час назад, Dron_Gus сказал:

Проблема в том, что источники некоторых сигналов имеют достаточно высокоомные выходы. Грубо говоря 10К подтяжка и 10К NTC. Нагрузить их делителем - значит непредсказуемо исказить сигнал.

Подтяжку разделите на два резистора по 5К. И снимайте с одного из них. Само собой это если подтяжка на землю.

[vov4ick 35]

В описании АЦП STM32 дан расчёт допустимого сопротивления источника сигнала. Обычно оно заметно больше чем 2,3к у вас.

[Dron_Gus 2]

1 hour ago, MegaVolt said:

Подтяжку разделите на два резистора по 5К. И снимайте с одного из них. Само собой это если подтяжка на землю.

Подтяжка к +5, к сожалению. Ну и менять внешний "интерфейс" недопустимо. Иначе я бы сделал подтяжку к 2.5В 🙂 Плюс все входы должны быть универсальными - настройка под ту или иную функцию снятием и установкой этих подтяжек.

42 minutes ago, vov4ick said:

В описании АЦП STM32 дан расчёт допустимого сопротивления источника сигнала. Обычно оно заметно больше чем 2,3к у вас.

Да. В принципе все в рамках. И не то чтобы я хотел сэкономить доли мА на этих делителях. Просто это решение кажется каким-то неправильным.

Но, видимо, других вариантов и нет. 🙂

[MegaVolt 26]

7 минут назад, Dron_Gus сказал:

Подтяжка к +5, к сожалению. Ну и менять внешний "интерфейс" недопустимо. Иначе я бы сделал подтяжку к 2.5В 🙂 Плюс все входы должны быть универсальными - настройка под ту или иную функцию снятием и установкой этих подтяжек.

Не понимаю.... Схема не верная?
Или R53, R54 не обычные резисторы? 
Их нельзя разбить пополам и снять сигнал с половины?

[Plain 176]

Сейчас ОУ без защиты, очевидно не испытывали никогда — ограничители применяют не так.

R57 и R61 выкинуть, R53 и R54 заменить на делители, с них на входы ОУ.

[jcxz 195]

4 часа назад, Plain сказал:

Сейчас ОУ без защиты, очевидно не испытывали никогда — ограничители применяют не так.

Видимо ТС перепутал стабилитроны с  диодами Шоттки. И хотел нарисовать стабилитроны.

Но (имхо) лучше, в качестве нелинейных звеньев защиты входов, поставить пару диодов (Шоттки?): один на GND, другой - на +2.5V (раз оно имеется).

4 часа назад, Plain сказал:

R57 и R61 выкинуть

Думаю выкидывать их нельзя. Так как ТС писал:

5 часов назад, Dron_Gus сказал:

настройка под ту или иную функцию снятием и установкой этих подтяжек.

А значит видимо: пользователь имеет возможность касаться руками входов ОУ. Поэтому защита (резистор + нелинейный элемент) от воздушных и контактных разрядов - необходима.

7 часов назад, Dron_Gus сказал:

Грубо говоря 10К подтяжка и 10К NTC.

Нужно именно NTC_10K? Нельзя заменить например - на NTC_2.2K? (или около того) И каков измеряемый диапазон температур? И какова скорость изменения температуры?

Возможно получится обойтись вообще без ОУ:

При измеряемом диапазоне температур >= -25°C - напряжение должно быть в пределах допустимого для АЦП. Если минимальная измеряемая температура выше, то R1 можно ещё уменьшить.

R3/C1 выбрать исходя из времени сэмплирования АЦП и максимальной скорости изменения измеряемой температуры.

PS: Номиналы даны ориентировочные. Реальные лучше рассчитать ответив на вышеозвученные вопросы.

PPS: Правда при такой схеме включения, на высоких температурах точность значительно падает. Поэтому нужно смотреть на диапазон T и требуемую точность по всему диапазону температур.

[Plain 176]

9 часов назад, jcxz сказал:

Видимо ТС перепутал стабилитроны с  диодами Шоттки

Он в тексте указал ограничители, это ни то, ни другое.

9 часов назад, jcxz сказал:

выкидывать их нельзя

Выкинуть обязательно, потому что стандартный ЭСР это 8 кВ 30 А, и данная схема такое явно не переживёт, выгорит всё, потому я и сказал, что ограничители так не применяют и схему ни разу не испытывали.

RC никак не пострадают, вместо R57 и R61 теперь сопротивления делителей, и кстати, R67 и R68 вообще загадка, их ставят для ОУ на биполярных транзисторах, а здесь это прямой путь к возбуждению, да может оно и уже гудит, просто автору за ФНЧ это не видно.

[Vasily_ 47]

23 часа назад, Dron_Gus сказал:

Есть автомобильная железка на STM32

Обязательно нужен STM на 3.3В ?

15 часов назад, jcxz сказал:

И каков измеряемый диапазон температур?

Вроде как для авто, значит где то до 110 град.

 

15 часов назад, jcxz сказал:

И какова скорость изменения температуры?

Секунды, в авто большие скорости только на выхлопе.

15 часов назад, jcxz сказал:

Нужно именно NTC_10K? Нельзя заменить например - на NTC_2.2K? (или около того)

10К датчиков в авто что то не припомню, на 2.2К есть.

[Dron_Gus 2]

Ох елки. Не ожидал, что тема вызовет такое бурное обсуждение.

Тогда немного продробностей, чтобы были понятны рамки.

Это ЭБУ ДВС, хоббийный, унивесальный. Соответственно, чем он проще устанавливается (желательно P'n'P), тем счастливие пользователь.

STM32 не обязателен, но на нем уже 10 лет делаем эти ЭБУ и перелезать без явной необходимости не будем.

Естественно никто не хочет никакие датчики менять. Приходится работать с многообразием всего и вся. Выше правильно поправили про NTC - действительно самые ходовые автомобильные на 2.2К. Но бывают и исключения. Скорость реации секунды это много. Если говорить про температуру на впуске турбомотора, например.

20 hours ago, Plain said:

Сейчас ОУ без защиты, очевидно не испытывали никогда — ограничители применяют не так.

R57 и R61 выкинуть, R53 и R54 заменить на делители, с них на входы ОУ.

Про заменить на делители я уже выше писал, что тогда получется внешний делитель из (NTC + подтяжка) будет нагружен на этот делитель. Это уже будет затруднительно считать.

16 hours ago, jcxz said:

Видимо ТС перепутал стабилитроны с  диодами Шоттки. И хотел нарисовать стабилитроны.

Но (имхо) лучше, в качестве нелинейных звеньев защиты входов, поставить пару диодов (Шоттки?): один на GND, другой - на +2.5V (раз оно имеется).

Да. Там стоят спаренные стабилитроны PESD5V2, я про это написал в первом посте. Схему рисовал из того что есть в библиотеке, поэтому УГО от сдвоенного шотки.

Чем вариант на диодах лучше? Я всегда считал, что вариант с диодами наоборот хуже из-за паразинтой запитки, можно линию +5 (в моем случае) поднять, что вызовет искажения показаний с других датчиков. А нагрузки на этой линии особой нет, сливать втекающий ток некуда.

Входы хотется иметь универсальные. Чтобы пользователь только подтяжки трогал (в крайнем случа). Поэтому сильно затачиваться на NTC ради выкидывания одного ОУ точо не буду.

1 hour ago, Vasily_ said:

Вроде как для авто, значит где то до 110 град.

Если масло - то больше. Если двигатель с воздушным охлаждением, то иногда меряют температуру метала в головке блока - там еще больше.

6 hours ago, Plain said:

Он в тексте указал ограничители, это ни то, ни другое.

Выкинуть обязательно, потому что стандартный ЭСР это 8 кВ 30 А, и данная схема такое явно не переживёт, выгорит всё, потому я и сказал, что ограничители так не применяют и схему ни разу не испытывали.

RC никак не пострадают, вместо R57 и R61 теперь сопротивления делителей, и кстати, R67 и R68 вообще загадка, их ставят для ОУ на биполярных транзисторах, а здесь это прямой путь к возбуждению, да может оно и уже гудит, просто автору за ФНЧ это не видно.

PESD5V2 стоит там. Но сейчас я схему перерабатываю. Могу сделать правильно, но пока не знаю как. Естественно 8кВ 30 А никто не проверял. Тут скорее защита от неправильного подключения - +12 на этом входе хочется пережить без последствий.

Резисторы в обратной связи ОУ - это я Х и Х перечитал. Что-то отложилось, но без подробностей. Могу и на 0R заменить. Но осцилом ничего криминального не видел.

[eddddy 13]

Да не стабилитрон это, PESD5V2

[Plain 176]

2 часа назад, Dron_Gus сказал:

будет затруднительно считать

Ничуть не сложнее — исходное будет не 5 В, а с делителя.