Имам следната постановка - поддържане на диференциално напрежение с обхват 5 V и резолюция 16 бита (<100 uV) върху синфазно от 0 до 120 V. И двете са DC. Дрейф на диференциалното - възможно най-малкък / ако може без

Нахвърлях разни смеки, намерих чаркалаци, почти имаме готов прототип за тестване. Диференциалното напрежение ще се мери с разликов усилвател LT6375 (по-добър не намерих) и ще се управлява с обратна връзка.

Нещо ме притеснява. Грешките от офсет и коефициент на усилване подлежат на корекция. Основно идват от този LT6375, следващото стъпало е усилвател на грешката със значително по-стабилни параметри. Температурните дрейфове също очаквам да са в разумни граници след първоначалното загряване. Обаче грешката от синфазното напрежение не знам как ще се държи.

На всичките разликови и диференциални усилватели в чаршафите дават CMRR, което предполагам е за малки сигнали някъде в средата на обхвата (нулата, или по средата между захранванията - каквито и да са). По спомен от една книга на Bob Pease, по-важното нещо е "input offset due to common-mode voltage", т.е. някаква нелинейна крива за целия обхват на синфазното напрежение. Та тази крива сигурно наистина е много крива и никой не я дава. ОК - мога и сам да я измеря и после да сложа таблица с корекция в софтуера. Обаче преди да настъпя поредната мотика - някой занимавал ли се е с това? И дали има представа за температурната зависимост на тази характеристика?

Ннам, ама инструментален усилвател не се ли правеше с 3-4 ОУ-та?

Хм. Не знам дали може да се измери температуранта зависимост на CMMR. Тя е около 100dB до около 300 Хц. Температурното изменение ще е от порядъка на стотици ppm-a на градус... Каква е честотата на синфазното?

Бих го направил с изолирано захранване върху 120-те волта, там да е DAC-а, управляван през оптоизолатор, там да е и усилвателя и регулатора, който управлява. Тогава ти отпадат всичките притеснения и можеш да ползваш един болюк усилватели, самонулиращи се в това число, само с някой и друг микроволт офсет, както и огромно разнообразие на стандартни схемни решения за регулацията.

+1

(Може заданието за регулатора да не е през оптрони цифрово, а с генератор на ток, позволяващ чисто аналогово и неизолирано DC отместване )

Лично го предпочитам цифрово, когато е възможно - няма галванична връзка - няма проблем. Това наизуст де - ако се цепят разни стотинки или има разни други специфики, може да се наложи нещо друго да се ползва. Тоя 16 битов DAC в случая ми понамирисва на "специфика" - там ще има разни разправии със захранвания, шумове и прочие полюции. Това ако иска истински 16 бита де.

ако има някава зависимост, по-скоро ще е от честотата, а не от температурата.
ако въобще е нормиран този параметър, както кава Дан, трябва да е достатъчно голямо затихването, за да не ти оказва влияние.
все пак за дифернециален усилвател с малък дрейф се вземат специални мерки за супер-еднаквост на двойките транзистори и дори и да мърдат температурно, ще е много малко.
---
четох ти внимателно поста и, или ми е малко кафето, или мъглата ми е в повече, но така и не можах да разбера за какво ти е DC върху DC?

@bongo_x2, инструментален усилвател не ми върши работа. При тях първото стъпало е буферно и обикновено не понася синфазни напрежения извън захранванията. Иначе класическата схема наистина е с 3 оу-та, може и с 2, а има и готови "три в едно".

@dan, всъщност този клас усилватели имат CMRR под 100 dB. Този на LT е доста нов и възможно най-добър, иначе има примерно AD629, INA148 и разни други. Като гледам ги ползват основно за high-side мерене на ток. Мен ме интересува DC грешката, не толкова честотната зависимост.

@sparkybg и @emilvtc, и аз така бих го направил, обаче имам известни ограничения. Управляващите напрежения идват от някаква National Instruments карта и трудно ще ги убедя да си приправят LabView спагетите за управление на ЦАП. Освен това става дума за доста канали - първоначално 20 двойки (всяка с независимо задаване на синфазното и диференциалното напрежение)...

@ДедоБоре, CMRR-a всъщност оказва влияние. Да беше >120 dB, нямаше да го мисля. Ако приема, че е 90 dB, при 120 V синфазно грешката в диференциалното отива към миливолти. Ако си стои и не мърда, няма проблем. Ама никой не ти казва...

Приложението е както винаги доста екзотично, става дума за сегментирани DC електроди на йонен капан (Paul trap). Грубо казано, като хванат един йон в локален минимум на полето, започват "фина настройка" чрез различни конфигурации електроди, за да го докарат точно на мястото. Ако не е точно в минимума се получава паразитно хаотично движение, защото освен DC поле се ползва и RF (десетки MHz). И аз не знам точно как са им наредени електродите, самият капан е планарен, т.е. йонът "левитира" на някакви микрони върху него.

щом сте стигнали да местите йоните един по един...
въпроса май ще се реши по-лесно експериментално

В предишният ми пост явно не съм обяснил добре. Идеята е да се използват два ОУ вместо оптрони и ДАК.
Първия ОУ в нисковолтовата страна (от към масата) като преобразувател напрежение-ток, а втория във високоволтовата DC отместена страна като преобразувател ток-напрежение. Т.е идеята е да се пренесе напреженовото аналогово "задание"от платката на лаб-вюто от нисковолтовата към високоволтовата страна.

mountaineer, дай някаква идейна схема, за да не се окаже в един момент, че мислим в различни посоки...

С какво това е по добре от аналогов оптрон ток-ток? Аз не виждам абсолютно никакви предимства. Така или иначе ще се калибрира добичето

Може и да греша, но мисля че с оптрон много трудно ще се постигнат 16 бита, поради нелинейност и температурен дрейф. Не предложих варианта точно поради тези съображения.
Мисля, че варианта с двата преобразувателя U->I и после I->U ще може да се постигнат по-лесно 16 бита в изхода, отколкото с разни диференциални усилватели. При него се използват само два обикновени (е, с нисък офсет и малък температурен дрейф pri towa без големи изисквания за CMRR) нисковолтови ОУ, два резистора, един високоволтов MOS транзистор и два защитни клампиращи диода.

С обикновен оптрон се сещам и за вариант с преобразуватели U->Freq, оптрон и после Freq->U, но проблема му ще е в линейността и дрейфа на преобразувателите. 16 бита си е много сериозна резолюция ...

Истинския вариант е както го предложи Спарки - оптрони и ЦАП във високоволтовата страна.

@emilvtc, благодаря, интересна идея. Само дето няма да ме спаси от плаващото захранване. Ако нещо се закучи работата с разликовия усилвател, ще помисля повече в тази посока и ще разгледам какво има на пазара.

Иначе ми дойде на ум и идея за вграден калибратор - един за цялата система, плаващ, с як референс, който да
"подскача" от канал на канал и да казва на главния мозък, ако някой канал е дрейфнал твърде много.

Да, ще трябва да има "плаващо" захранване във високоволтовата част за захранването на "горния" ОУ..

Добрата новина е, че има готови такива DC/DC захранвания за по няколко долара - например тези на Amitec.

Това с калибратора ми се вижда "голяма автоматизация", но може и да се окаже добър вариант в твоя конкретен случай. Не знам подробности, за да го оценя.