| Микроконтролери и електроника http://mcu-bg.com/mcu_site/ |
|
| Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=4&t=10254 |
Страница 1 от 1 |
| Автор: | DimKo [ Съб Юни 23, 2012 11:58 pm ] |
| Заглавие: | Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Постановката е следната: Искам да меря ниски стойности на съпротивление. Имам източник на постоянен 50mA ток, а напрежението го меря с ADC-то на Arduino. Използвам вградения 1.1V voltage reference, който дава резолюция от ~1mV, съответно ~20mOhm. Дотук добре, всичко работи. Обаче искам да "сляза" под тези стойности и да имам по-висока точност. Експериментите с LM358 не бяха особено успешни 1) Правилно ли съм се ориентирал? Освен V_io и производните му, кои други параметри трябва да гледам? 2) Има ли "класики в жанра" - популярни и доказали се модели? За момента съм гледал следните варианти, като последните два ми изглеждат най-смислено: TLC277: 500uV, Single supply, ~1.30E MCP6022-E: 250uV, Single supply, ~1.50E OPA234: 100uV, Single supply, ~4.80E OPA335: 5uV, Single supply, ~2.00E, SMD AD8551: 5uV, Single supply, ~2.50E, SMD ... и няколко модела с двуполярно захранване, които в случая по-скоро не стават. Но за статистиката... OP07CP : 150uV, Dual supply, ~1.00E OPA27, OPA37: 100uV, Dual supply, ~3.30E AD620: 50uV / 125uV, Dual supply, ~10.50 / 8.40E AD8221: 25uV / 60uV, Dual supply, ?? / 5.70E OPA277: 20uV / 50uV, Dual supply, ~3.80E / 2.00E |
|
| Автор: | bateAz [ Нед Юни 24, 2012 12:16 am ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Най-простият и евтин начин ( че и доста точен ) е да спираш и пускаш тока през определен интервал, напр 15 ms ( в никакъв случай 10 ! ) и да усилваш без грижи. После ще мериш две стойности - едната при подаден ток, втората без ток. Вадиш го ( резултата без ток ) от резултата с ток и си готов. Лее-е-ка гриже ще е, ако отместването на ОУ е такова, че при липса на ток се опитва да ти даде отрицателно напрежение. Коригира се с изкуствено подадено отместване на входа. Все пак, най-чистото решение е с добър ОУ. По едно време в Комет се продаваше някакъв на Максим ( MAX4238 ), ама дали го има и сега - ще трябва да провериш. |
|
| Автор: | tgi [ Нед Юни 24, 2012 12:28 am ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Ако гоня голямо усилване бих гледал ниския шум, не началния офсет. В случая той е без значение, както батето каза, разликата между два известни тока като се мери и готово. Много тих а AD8676. Но докато стигне работата дотам, че да има смисъл от него има още доста неща за доразбиране на източниците на грешки и въобще какво става така "май ми е голям офсетът сега какво да сложа" никой не е стигнал далеко |
|
| Автор: | DimKo [ Пон Юни 25, 2012 5:30 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
bateAz, къде се намесват тези 10-15ms?! Иначе софтуерната корекция наистина изглежда ОК като вариант. Оказа се, че и двете ОУ-та в този LM358 се опитват да дават отрицателни напрежения - не че не мина номерът с допълнително положително отместване, но цялото става по-сложно отколкото ми се иска. Сега ще мина през Комет да взема 2-3-5 нови op-amp-а, включително и този MAX4238 и ще пробвам как е с тях. tgi, усилването няма да е чак толкова голямо - мисля за нещо от рода на 20х - 50х. А това, че хубав усилвател просто ще измести проблема към друго място е ясно. 'ма няма лошо... |
|
| Автор: | tgi [ Пон Юни 25, 2012 5:42 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
1mV до 2.5V (да кажем, че само 2.5 е fullscale ADC входът ти) прави 2500 пъти. Както споменах преди сложните има и прости работи за доосмисляне/разбиране Освен ако аз не съм разбрал нещо и 1 миливолт не ти е целият обхват а само 1 LSB, тогава който и усилвател да вземеш все ще стане. |
|
| Автор: | bongo_x2 [ Пон Юни 25, 2012 6:42 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Той номерът няма да мине и заради неподходящо опроводяване. Пък и най-прецизният ОУ би дал отрицателно напрежение понякога. Иначе е прав tgi за шума, не е споменал обаче за законите на АЦП и че се иска подходящ входен НЧФ а след това с усредняване на измерванията шумът ще падне. |
|
| Автор: | bateAz [ Пон Юни 25, 2012 6:59 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
По въпроса за 10 - 15 ms ... По принцип това, което ти ще мериш, е "бавен процес". По тази причина е най-добре да направиш определен брой измервания ( напр 256 ) през определен интервал от време, и да ги осредниш. В твоя случай ще мериш два пъти по 256. Един гаден слущаваш фактор е индуцираният брум от мрежата, който е с честота 50 херца и период 20 мс. Ако мериш през 20 мс, ти винаги ще мериш в една и съща фаза на напрежението и грешката ще се натрупва. Ако мериш през 10 мс и сумираш резултатите, грешката ще се изважда, т.е. няма да влияе. Ако мериш през 10 мс и ИЗВАЖДАШ резултатите, грешката пак ще се натрупва. Затова 10 мс е най-лошият избор. Измерване с период < 10 мс изисква използваните ОУ да са достатъчно бързи, за да не оказва влияние преходния процес. LM358 НЕ е такъв, той иска по-голямо време за установяване. Така че твоят избор ще е > 10 мс. Очевидният резултат е 20 мс, но аз и него не го препоръчвам, защото ако мрежовата честота не е ТОЧНО 50 херца, ще имаш дрейф. Ще има да се чудиш това пък откъде ти е дошло ... |
|
| Автор: | tgi [ Пон Юни 25, 2012 7:03 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Бе 358 никога не ми е бил от "насъщните" и си е архаичен ама settling time от порядъка на милисекунди ми се вижда безумна работа, *толкова* ли е бавен? Бонго, това с antialiasing филтрите ще му е задача няколко класа по-нагоре Тук просто ще смаже нещата с low-pass докато заработят някак и всички ще са щастливи |
|
| Автор: | bateAz [ Пон Юни 25, 2012 7:14 pm ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
По книга уж не е. Ама с подобен чип ( 324 ) на времето опитвахме да правим детектор за измерване на мрежов ток ( 50 Hz ). Разликата между него и TL064 ( уж само 3 пъти по-бърз ) беше къде 10 - 15%. Схемата беше без ОУ да влиза в насищане. Когато се гони прецизност, е добре да имаш поне 2 времеконстанти в повече от сметките, а за 0.1% по сметки трябват 5. LM324 е 2 * LM358. Може и да съм бил попаднал на по-яко накитайчен чип, ама от тогава 358 - само за DC ! Edit: Грешка, за 0.1% трябват 7, 5 прябват за 1%. |
|
| Автор: | DimKo [ Вто Юни 26, 2012 1:11 am ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
tgi, може и аз да не съм обяснил съвсем ясно: ADC-то е с обхват 0 ~ 1.1V, а 1mV е 1 LSB. Искам да увелича резолюцията и примерно 50uV сигнал, след 20х усилване, да стане 1mV /1 LSB. Обаче ако усилването го правя с ОУ с голям офсет, ми се струва, че входния сигнал ще се губи на фона на офсета. Трябва да си поиграя малко със софтуерната корекция, за да видя как точно се държи на практика. bateAz, тя джаджата (всъщност - C & ESR meter) ще работи на батерии, така че 50-те херца на мрежата няма да са фактор. Все още не съм решил кога точно да се мери ESR-то - дали еднократно, като абсолютна стойност, веднага след подаване на ток или две измервания през фиксиран период от време + малко сметки. Но и в двата случая говорим за времена от микро-секунди, така че въпросният LM358 ще го оставим на резервната скамейка |
|
| Автор: | tgi [ Вто Юни 26, 2012 1:19 am ] |
| Заглавие: | Re: Усливане на <1mV сигнал - какъв op-amp да избера? |
Аха, е, тогава не е такъв зор. Но да се чудиш как да намалиш офсет 0 на толкова проста система вместо да мериш разлика между две известни положителни величини (едната сравнително близка до 0) и да си гарантираш един източник на грешка по-малко е хвърляне на ресурси на вятъра за по-лош резултат. |
|
| Страница 1 от 1 | Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ] |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|