Самовозбуждение интегратора на lm2902

Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
Аватара пользователя
Барсик
Друг Кота
Сообщения: 3459
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57

Сообщение Барсик »

dnk_lite писал(а):а) из чего должен делаться входной каскад, ибо входные напряжения оч малы.
ОУ с малым напряжением смещения и с возможностью установки нуля на выходе. Входной сигнал у Вас медленный, может быть подойдёт что-то вроде OP07 (отечественный аналог 140УД17)
dnk_lite писал(а):б)...неизвезстные колебания около 1Мгц (стабилтные) при использовании искусственной земли...
Забудьте про искусственную землю! Сделайте нормальное двухполярное питание!

И вообще. Нафиг Вам пояс Роговского для измерения токов частотой 50 Гц? Полным полно готовых датчиков как раз для измерения таких токов. В том числе и бесконтактных.
Реклама
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

спасибо, схожу за этими ОУ, попробую
И вообще. Нафиг Вам пояс Роговского для измерения токов частотой 50 Гц? Полным полно готовых датчиков как раз для измерения таких токов. В том числе и бесконтактных.
таковы требования заказчика...
Реклама
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

dnk_lite писал(а):спасибо, схожу за этими ОУ, попробую
....................
таковы требования заказчика...
А если начать, с самого начала? Каковы параметры пояса Роговского (число витков, индуктивность, активное сопротивление)? Он уже готовый или Вы сами его делаете? По какой схеме планируете его использовать (измерение ЭДС или трансформатор тока)? Каков сигнал при 5А тока?

ОР07 (140УД17) - неплохая машинка. Шумы в полосе 50Гц будут порядка микровольта, однако нужно учесть, что ПР сам шумит (вернее его активное сопротивление). Смещение 70...150мкВ, дрейф - до 3мкВ/град. Хорошо это или плохо, не понять, если не знать параметров ПР?

Ещё, сам ПР будет антенной, поэтому неплохо было бы принять меры по подавлению синфазной помехи. В основном - это 50Гц, однако, если проводник с током будет "летать" по напряжению, относительно ПР, то через ёмкость "измеряемый проводник-обмотка ПР" (экрана ведь, скорее всего нет?) Вы получите и более высокочастотные наводки. В этом случае, на мой взгляд, самым адекватным решением будет инструментальный усилитель.
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

YAAспасибо что откликаетесь на мои посты.

Изначально ПР представлял собой пластиковый тороидальный какркас с намотанной на него медной проволокой с огромным количеством витков (порядка 500). такой ПР имел хорошие выходные показатели, но полохую повторяемость и высокую стоимость в которую входит изготовление, те параметры плавали от одного ПР к другому, отчего пришлось от него и отказаться.

Моя задача сделать устройство с хорошей повторяемостью и дешевизной, поэтому через некоторое время должны прийти пояса на текстолите (катушка на печатной плате) с малым количеством витков, тут у меня начинаются проблемы (по аналогичным поясам).

я надеюсь использоватьего как эдс.
и я извиняюсь, что значит инстурментальный усилитель? (увеличение индуктивности и тп)
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Каков сигнал при 5А тока?
В лаборатории используется генератор тока с квазианалоговым сигналом (как после ЦАП) имеет по своей сути ступенчатый сигнал. а пояс ведет себя как дифференциатор и вместо 50 гц протсо сигнал-пушистик:)
ps: известно что из себя представляет диффиренцирование ступенчатого сигнала.
Поэтому адекватно измерить напряжение напрямую с пояса просто не представляется возможным.
Реклама
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

Я что-то плохо представляю себе пояс Роговского на печатной плате... Что значит "плохая повторяемость" и какие параметры "плавают"? Может, просто некорректно мерили?

Инструментальный усилитель - это некая схемотехническая топология. Обычно строится на основе трёх операционных усилителей. Обладает большим коэффициентом подавления синфазного сигнала. Выпускается в виде интегральных микросхем (предпочтительнее), хотя можно сделать и на трёх отдельных ОУ. Подобная тема обсуждалась тут: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?t=18342. Задача такого усилителя принять и усилить только полезный (дифференциальный) сигнал и задавить помехи (синфазный сигнал). А уже потом его проинтегрировать, если нужно.

В режиме ЭДС Вы увидите сигнал, пропорциональный производной от тока. Если ток ступенчатый, то будут видны "иглы", если ток - синусоида, то будет виден - косинус (тот же синус, сдвинутый по фазе на 90град). В режиме трансформатора тока (если нагрузить ПР на малую нагрузку), то увидите сам ток. Попробуйте нагрузить ПР на достаточно малое сопротивление, чтобы постоянная времени L/R (с учётом собственного омического сопротивления ПР) была больше 20мсек. По поводу "пушистика"... ПР обладает паразитной межвитковой ёмкостью, кроме того, есть ёмкость кабеля и нагрузки. В результате, паразитные ёмкости и индуктивность ПР образуют колебательный контур.
Реклама
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Вобщем, попытки обнаружить ток не увенчались успехом...

если я правильно понял вы предлагаете в качестве входного каскада инструментальный усилитель, а там уже интегратор и прочий усилитель. так?
буду ждать когда придут печатные ПР

подобные на рисунке под номером 2
Вложения
002.jpg
первый самонамотанный
второй печатный
(27.06 КБ) 654 скачивания
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

есть ли смысл делать инструментальник на lm2902 (просто их до ..много)

и, повидимому, придется думать о новом поясе, обидно...

прос повторяемсоть:
-сказывается неравномерность намотки (а наматывать придется тут же)
изза чего напряжение плавает при перемещении внутри пояса первичного провода.
-количество витков, если одинаково, то подгонять равномерность опять же геморно
хотя, видимо придется остановиться на нем и доводить его до совершенства.
ps напряжение плавает в пределах 5% а это огого... как много.
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

еще один очень трепетный ньанс: настройка коэф усиления должна быть програмная, те электронная, ну думаю, это можно легко обеспечить на оконечных каскадах когда шумы будут играть не столь большую роль.
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

dnk_lite писал(а):если я правильно понял вы предлагаете в качестве входного каскада инструментальный усилитель, а там уже интегратор и прочий усилитель. так?
Да. Инструментальный усилитель. Коэффициент усиления задаётся одним резистором (к вопросу о программном задании коэффициента...)

По поводу LM2902... Пока не понятно. Надо знать с какими величинами сигнала придётся иметь дело.
Вобщем, попытки обнаружить ток не увенчались успехом...
Индуктивность, как я помню, 0,2мГн. При такой индуктивности, сопротивление не должно превышать 30Ом (если я правильно посчитал) для работы в режиме трансформатора тока. А каково активное сопротивление ПР? Провод, видимо, не очень толстый (по фото трудно оценить размеры). Какая постоянная времени ПР L/R? Возможно, активное сопротивление ПР велико, тогда заставить его интегрировать на 50Гц невозможно. Кроме того, собственное сопротивление ПР и сопротивление нагрузки образуют делитель напряжения, что ещё уменьшает сигнал.
А не пробовали намотать обмотку на ферритовом кольце?
-сказывается неравномерность намотки (а наматывать придется тут же)
изза чего напряжение плавает при перемещении внутри пояса первичного провода.
-количество витков, если одинаково, то подгонять равномерность опять же геморно
хотя, видимо придется остановиться на нем и доводить его до совершенства.
ps напряжение плавает в пределах 5% а это огого... как много.
Насколько я помню, пояс Роговского вообще может быть гибким. Его показания не должны зависеть от формы пояса и от положения тока. Интеграл от магнитного поля по любому замкнутому контуру зависит только от охватываемого этим контуром тока и не зависит от геометрии самого замкнутого контура.
Возможно, Вы неправильно намотали пояс. Сколько слоёв намотки? А сколько обратных витков? Мотали в одну сторону по азимуту тороида или в разные? Если намотать неправильно, то Вы будете "ловить" любое переменное магнитное поле, а не только то, которое вызвано измеряемым током. Попробуйте сделать экран (только без замкнутого витка) и заземлите его на землю усилителя. Этим Вы уменьшите емкостную связь между первичным проводом тока и обмоткой ПР (здесь тоже возможна засада).

Печатный ПР мотается проводом, или там печатные проводники? Витков заметно меньше... Кстати, обратный провод, наверное, можно заменить вторым слоем витков (приятное с полезным...). Сечение витков у печатного, похоже, тоже меньше, чем у тороидального. Так что, более высокой чувствительности, по сравнению с тороидальным, ждать не приходится...
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Да. Инструментальный усилитель. Коэффициент усиления задаётся одним резистором (к вопросу о программном задании коэффициента...)
резистивный делитель (потенциометр) можно заменить частью схемы ниже...
кот будет управляться процессором.
А не пробовали намотать обмотку на ферритовом кольце?
мы от этого метода отказались ввиду того, что токи могут измеряться несколькими килоамперами. при таких токах ферриты насыщаются (возникает гистерезис) что не есть хорошо для объективности сигнала.

пока жду ПР на текстолите (да, там обмотка ввиде печ проводников и заведомо известно что сигнал будет мал изза малой площаци сечения витка) все надежды на усилители
мне бы хотелось подробней про инструментальник, как я понял, там присутствует также регулировка устанвоки нуля на выходе, а можно от этого както откзаться? потомучто платы должны приходиь как есть и устанавливатсья без всяких регулировок, а дальше дело программное (МП)
Вложения
.JPG
Электроннный употенциометр
(57.42 КБ) 511 скачиваний
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

dnk_lite писал(а):резистивный делитель (потенциометр) можно заменить частью схемы ниже...
кот будет управляться процессором.
В инструментальном усилителе нужно менять сопротивление одного резистра (не делитель, а один резистор с переменным сопротивлением).

Ну, сделают Вам печатные ПР... Как Вы их проверите? При использовании просто усилителя на одном ОУ, Вы не поймёте, что же Вы видите - сигнал с ПР или синфазную наводку, поскольку несимметричный вход превратит синфазку в дифференциальный сигнал. Лично я бы, для начала, сделал "правильный" усилитель (хотя-бы из того, что есть), который бы выдавал адекватные сигналы. Имея такой усилитель, можно поэкспериментировать с различными вариантами ПР, и получить "правильный" ПР. А потом уже можно думать над системой в целом. IMHO
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Да, я в первые столкнулся с ОУ и без шаманства тут не обойтись...

резистисным делителем я назвал переменный резистор как частный случай, замкнутый одной ногой на ползунок, ну с этим то все понятно...

Построил инструментальный усилитель Изображение
на базе lm2902, достаточно хоршее усиление дает без погрешностей (не менее в 300 раз) с 15мв до 5в, что меня уже сильно радует.
а с чем есть синфайные сигналы я так и не догнал.
и почему
При использовании просто усилителя на одном ОУ, Вы не поймёте, что же Вы видите - сигнал с ПР или синфазную наводку, поскольку несимметричный вход превратит синфазку в дифференциальный сигнал
Спасибо.
Думаю, буду акцентироваться на этом усилителе и добивать его.
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

dnk_lite писал(а):Да, я в первые столкнулся с ОУ и без шаманства тут не обойтись...

резистисным делителем я назвал переменный резистор как частный случай, замкнутый одной ногой на ползунок, ну с этим то все понятно...

Построил инструментальный усилитель на базе lm2902, достаточно хоршее усиление дает без погрешностей (не менее в 300 раз) с 15мв до 5в, что меня уже сильно радует.
а с чем есть синфайные сигналы я так и не догнал.
и почему
При использовании просто усилителя на одном ОУ, Вы не поймёте, что же Вы видите - сигнал с ПР или синфазную наводку, поскольку несимметричный вход превратит синфазку в дифференциальный сигнал
Спасибо.
Думаю, буду акцентироваться на этом усилителе и добивать его.
Я знал, что Вам понравится... ;)

Синфазный сигнал - это такой сигнал, который воздействует на оба входа одновременно. Вот есть ПР. У него два вывода. А теперь представьте, что появилась внешняя злобная наводка, которая, например, через паразитную ёмкость воздействует на ПР. Если ОУ один, то Вы один конец ПР заземляете, а второй соединяете с входом ОУ. Тогда про ту наводку, которую Вы заземлили, Вы ничего не узнаете, а ту, что соединена со входом - усилите. В случае ИУ ситуация иная... Оба входа ПР соединяются с входами усилителя. Если есть синфазная наводка, то оба входа просто синхронно "летают" относительно земли. Так вот, эти одновременные "полёты" входов не уиливаются, а даже ослабляются, усиливается только напряжение, возникающеее между выводами ПР, то есть - полезный сигнал. Измерить коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС или CMRR) очень просто - нужно соединить оба входа инструментального усилителя вместе и подать сигнал, например с генератора (или несколько вольт с подходящей обмотки трансформатора - главное, чтобы это напряжение не превышало напряжение питания усилителя). Измерить напряжение на выходе и посчитать ослабление. Ослабление в несколько сотен раз можно получить сравнительно легко.
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Спасибо, оч популярно и доходчиво...

вот поигрался с усилителем и обнаружил следуещее:
с генератора подается 500гц 10мВ.
если на входы усилителя подать этот сигнал, то на осц относительно земли пульсируют:
Изображение
и лишь когда один из входов заземлишь получается совершенно другая картина (4В)
Изображение
Складывается подозрение, что мой полезный сигнал он принимает за синфазный. или я опять чего то не понимаю?
относительно чего нужно снимать сигнал?
ps: подключал ко входам усилителя в качестве микрофона динамик(от наушников) и получил усточивый усиленный сигнал который можно было прослушивать в колонках...
и снова гдето подвох...
*бьется говловой об стену*
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

Полезный сигнал - дифференциальный (подлежит усилению). Наводки - синфазный сигнал (пожлежит ослаблению).

Кстати, на Вашей картинке (похоже, из даташита) есть ошибка. Правильная запись формулы: V0=(1+2R1/R2)*(V2-V1). (V2-V1) - и есть дифференциальный сигнал. Синфазный сигнал - (V2+V1)/2. В обеих формулах, V2 и V1 - мгновенные значения напряжений на входах (со знаками + и - относительно земли).
Верхняя осциллограма - похожа на подавление синфазной. V1=V2 (входы соединены вместе). V0=0 (ничего не должно быть на выходе). Не понятно, что за выбросы? Не перегружаются ли усилители (ограничение не выходе)?
Нижняя осциллограмма похожа на усиление дифференциального сигнала. V1=0 (заземлен) Тогда V0=(1+2R1/R2)*V2. Если заземлён V2, то V0=-(1+2R1/R2)*V1 (инверсия).
Соответствует?

Если Вы подключаете динамик между входами V1 и V2, то каждый из входов нужно "притянуть" к земле, чтобы было куда деваться входным токам усилителя.
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Те получается я один из входов должен обязательно заземлить? и какой? дело в том, что при заземлении разных входов разные сигналы(в одном случае стабильный, в другом плавает и ведет себя непредсказуемо) хотя они симметричны
и если заземлить один вход, не будут ли наводки на втором относительно другого(получеттся тотже простой ОУ)
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Думаю, что должно быть применрно так...
Изображение
кондер на выходе чтоб обрубить постоянку (смещение)
как от него избавиться я не знаю.

хотя на счет синфайзных я не уверен...
если заземлили один вывод, на втором могут усилиться синфазные наводки относительно земли, те относительно первого, как диф сигнал. разве не так?
YAA
Говорящий с текстолитом
Сообщения: 1627
Зарегистрирован: Чт авг 06, 2009 20:34:52
Откуда: Новосибирск

Сообщение YAA »

dnk_lite писал(а):Думаю, что должно быть применрно так...
Изображение
кондер на выходе чтоб обрубить постоянку (смещение)
как от него избавиться я не знаю.

хотя на счет синфайзных я не уверен...
если заземлили один вывод, на втором могут усилиться синфазные наводки относительно земли, те относительно первого, как диф сигнал. разве не так?
Картинку не видно...
Осциллограммы, которые были в предыдущих постах, видно, а эту нет.
Аватара пользователя
dnk_lite
Встал на лапы
Сообщения: 121
Зарегистрирован: Пн авг 10, 2009 09:35:14
Откуда: Ижевск

Сообщение dnk_lite »

Вот... пререзакинул.
Вложения
2.JPG
(53.74 КБ) 639 скачиваний
Ответить

Вернуться в «Аналоговая техника»