Самовозбуждение интегратора на lm2902

[dnk_lite]

Да, в схеме я забыл нарисовать два резистора на входах по 1к на землю.

[YAA]

"потыкал" паяльником, обнаружил что наибольшее отклонение вызывают:
С1 сильно уменьшает амплитуду при нагревании
С2 сильно увеличивает амплитуду при нагревании, примерно с той же скоростью
ОУ НЕ вызывают отклонение, кроме DA1 и DA2 уменьшая амплитуду
также сильно зависит от R1

Это правильно... "тыкая" паяльником, можно установить, какой именно элемент "виноват" при изменении температуры.

Попробуйте проделать такой эксперимент:
Возьмите отдельно такой же конденсатор, как С1 или С2. Присоедините его к осциллографу (или Вольтметру) и погрейте конденсатор паяльником...

Выбирать сопротивления из 5%-ных бессмысленно. ТКС зависит только от резистивного материала. Какой ТКС у Ваших резисторов?

[dnk_lite]

удивительное рядом...
при нагревании конденсатора до 60 градусов, емкость уменьшилась на 56% !!! те с 5,7мк до 2,5мк. забавно.
хотя, в усилителе нет конденсаторов, а выход "уплыл". возможно ТКС R1 не способен скомпенсировать ТКС R2 и R3, изза чего общий КУ изменяется имхо. и вообще должен ли?

резисторы использовал 0805 5% с ТКС = +-200 ppm/C
материал неизвестен

[YAA]

удивительное рядом...
при нагревании конденсатора до 60 градусов, емкость уменьшилась на 56% !!! те с 5,7мк до 2,5мк. забавно.
хотя, в усилителе нет конденсаторов, а выход "уплыл". возможно ТКС R1 не способен скомпенсировать ТКС R2 и R3, изза чего общий КУ изменяется имхо. и вообще должен ли?

резисторы использовал 0805 5% с ТКС = +-200 ppm/C
материал неизвестен

Изменение ёмкости - ещё не самое удивительное! Вы померьте напряжение на отдельно взятом конденсаторе при нагреве!

Если взять изменение температуры на 100град, то "уход" спротивления будет 100град*200ppm/C=20000ppm=2*10-2=0.02=2%. На столько же могут "уходить" и R2,R3. Итого, Ку может изменяться на 4% (Ку=1+(R2+R3)/R1).

[YAA]

Вот, взял выводной (окукленный) конденсатор 1мкФ (К10-17Б?) и SMD 1 мкф X7R. Первый "выдаёт на горА" сотни миллиВольт при нагревании, второй - порядка 10мВ. А что получается для Y5V? Y5V (+30...-80% при -25...+85С) хуже, чем X7R (15% при -55...+125С).

Когда-то я наступал на эти "грабли", поэтому для себя завёл правило - керамику, ёмкостью выше 5нФ, в сигнальные цепи не ставить! Раньше пользовались плёночными (типа К73-17), сейчас применяем SMD типа ECPU или ECHU от Panasonic (1мкФ - 1206, 0,1мкФ - 0805). Подобные конденсаторы выпускает и AVX.

[dnk_lite]

да, я уже наигрался с этими конденсаторами
временно поставил X7R (1мкФ в ОС) +-10, блокирующие конденсаторы - 100мкФ танталовые. и RC сделал 20 мс .

у меня усилок (в данный момент Ку 10 000, я и не подозревал, думал килоомы стоят в ОС) сильно шумит , выдавая до 5 мА шума(на Ку 80 дб). правда я не знаю их происхождение (на дробовой шум не похоже).
уменьшил Ку, теперь переразвожу ПР, увеличиваю количество витков.

Еще в планах сделать объединенную оконечную плату.

ps поищу конденсаторы типа ECPU или ECHU в магазинах
pps война с ОУ продолжается:)

[YAA]

да, я уже наигрался с этими конденсаторами
временно поставил X7R (1мкФ в ОС) +-10, блокирующие конденсаторы - 100мкФ танталовые. и RC сделал 20 мс .

у меня усилок (в данный момент Ку 10 000, я и не подозревал, думал килоомы стоят в ОС) сильно шумит , выдавая до 5 мА шума(на Ку 80 дб). правда я не знаю их происхождение (на дробовой шум не похоже).
уменьшил Ку, теперь переразвожу ПР, увеличиваю количество витков.

Еще в планах сделать объединенную оконечную плату.

ps поищу конденсаторы типа ECPU или ECHU в магазинах
pps война с ОУ продолжается:)

Нельзя ли поподробней про конденсаторы? Чего намерили (в миллиВольтах)? Просто интересно... Временно поставили X7R, и ?... Танталовые - полярные электролиты (довольно приличные утечки). Что-то изменилось?

Вместо 1кОм оказалось 100кОм? Тогда и смещение усилится. У ОУ смещение примерно 75мкВ, умножим на 10000, получим 0,75В (в худшем случае 1,5В - усилителей два). С дрейфами такая-же картина. По документации - 1,3мкВ/С. Умножаем - 13мВ/С (в худшем случае - аж 26мВ/С). Изменение температуры на 50градС и "привет!" - зашкал. Шумы - 0,6мкВпик-пик (в полосе 10Гц). Тоже умножаем - 0,6*10000=6мВпик-пик. Так как усилителей два, то эту величину нужно умножить на корннь из 2 - 8,5мВп-п. Если смотреть прямо на выходе ИУ, то шумы могут быть и больше, т.к. там полоса шире (зависимость тоже как корень квадратный). Отличить шумы от наводок можно, засинхронизовавшись от сигнала (в ждущем режиме) и покрутив скорость развёртки. Если наводка, то на некоторой частоте развёртки будет видна периодика. Если шумы, то начало синусоиды, которая затем "размазывается" в сплошную линию, причём на любой скорости развёртки. НЧ шумы лучше смотреть на медленной развёртке, примерно 1сек/дел с фильтром НЧ 10Гц. ИУ усиливает также и шумы резистора R1. 20Ом шумят в полосе 10Гц, как 0,012мкВ - намного меньше собственных шумов ОУ (0,6мкВ). Шумы резисторов R2,R3 не усиливаются и составляют 0,9мкВ (по сравнению с 6мВп-п, тоже можно не учитывать).

PS. SMD плёночные конденсаторы, в магазинах, в свободной продаже не встречал... Если применять К73-17 (что намного доступней), то это габариты...

[YAA]

Есть ещё одна мысль...
Если у Вас полезный сигнал не имеет постоянной составляющей, то скомпенсировать смещения и дрейфы ИУ можно следующим образом. Усреднить сигнал на выходе ИУ (с постоянной времени, скажем 0,5Гц), проинвертировать этот сигнал и подать на правый вывод R7 (вместо земли). Правда, нужно делать так, чтобы эта конструкция не возбудилась...

[dnk_lite]

Нельзя ли поподробней про конденсаторы? Чего намерили (в миллиВольтах)? Просто интересно... Временно поставили X7R, и ?... Танталовые - полярные электролиты (довольно приличные утечки). Что-то изменилось?

Промерял конденсаторы "под паяльником", намерял до 100мВ на щупах.
X7R дал более стабильный результат, те амплитуда уже не течет от паяльника (по крайней мере меньше чем от шумов).
(Шумы приложены, развертку не помню, но выдержка фотоаппарата аккурат 1/4с, те это шумы не гармонического характера, по крайней мере не сетевые). Так что от этих шумов бегает постоянная и переменная составляющая системы.

После изменения RC до 20 мс переменная составляющая стала стабильней. Постоянка бегает соответственно на том же уровне (более низкие гармоники проходят).
Применение танталовых полярных конденсаторов уменьшило сопротивление блокировки, и соответственно влияние температуры, да и разброс значения меньше.

в общих чертах, не взирая на шумы, зависимость от температуры уменьшилась от 8 до 1,5% на 30 градусов С. Как то так... ( в "минус не ходил")

[YAA]

Промерял конденсаторы "под паяльником", намерял до 100мВ на щупах.
X7R дал более стабильный результат, те амплитуда уже не течет от паяльника (по крайней мере меньше чем от шумов).
(Шумы приложены, развертку не помню, но выдержка фотоаппарата аккурат 1/4с, те это шумы не гармонического характера, по крайней мере не сетевые). Так что от этих шумов бегает постоянная и переменная составляющая системы.

После изменения RC до 20 мс переменная составляющая стала стабильней. Постоянка бегает соответственно на том же уровне (более низкие гармоники проходят).
Применение танталовых полярных конденсаторов уменьшило сопротивление блокировки, и соответственно влияние температуры, да и разброс значения меньше.

в общих чертах, не взирая на шумы, зависимость от температуры уменьшилась от 8 до 1,5% на 30 градусов С. Как то так... ( в "минус не ходил")

Похоже на шумы... Тем более, что для ОУ характерна довольно большая доля НЧ шумов (спектр - 1/f). Интегратор, конечно, "давит" ВЧ шумы (всё-таки, это фильтр НЧ), а НЧ шум остаётся...

[dnk_lite]

я хотел бы поинтересоваться, ввиду вашего большого опыта, вы не знаете относительно недорогих аналогов op07 объединенные в один корпус (желательно счетверенные) те ножки установки нуля не нужны.
да, кстати, что с ними делать в op07 и подобных если не используешь? оставлять в воздухе или замкнуть друг с другом?

[YAA]

я хотел бы поинтересоваться, ввиду вашего большого опыта, вы не знаете относительно недорогих аналогов op07 объединенные в один корпус (желательно счетверенные) те ножки установки нуля не нужны.
да, кстати, что с ними делать в op07 и подобных если не используешь? оставлять в воздухе или замкнуть друг с другом?

Неиспользуемые выводы установки нуля оставляют в воздухе.

По ценам я не очень хорошо ориентируюсь. Если нужно узнать за сколько продают тот или иной компонент и насколько он доступен, пользуюсь http://www.efind.ru/. По параметрам к OP07 близка OP413 (применял как-то). Можно "пошарить" на сайтах производителей, как правило у всех есть поиск по параметрам, в том числе и по количеству ОУ в корпусе.

[dnk_lite]

доброго времени суток..., давно не было новостей )
новости: в нашем магазине нашел недорогой ИУ - ina126, купил, поставил - полностью заменил старый усилитель, характеристики устраивают (пока) на Ку = 5 000, правда шумы выше.

что могу сказать, у меня снова есть вопросы, как ни странно.
С усилителя, на первый взгляд, сигнал выходит стабильный (в плане по времени) а вот с интегратора он все время плавает относительно нуля (видимо низкие гармоники проходят, хотя плавает отнюдь не гармонично ) несмотря на блокирующий танталовый конденсатор в 100 мкф, ставил также 47, изменения не обнаружил сильного изменения.

ps плавает иногда больше 10 %, если прикоснуться к какому либо проводу( например, токовому) , может и более 100 %. может я где то с землей напутал?

[YAA]

что могу сказать, у меня снова есть вопросы, как ни странно.
С усилителя, на первый взгляд, сигнал выходит стабильный (в плане по времени) а вот с интегратора он все время плавает относительно нуля (видимо низкие гармоники проходят, хотя плавает отнюдь не гармонично ) несмотря на блокирующий танталовый конденсатор в 100 мкф, ставил также 47, изменения не обнаружил сильного изменения.

ps плавает иногда больше 10 %, если прикоснуться к какому либо проводу( например, токовому) , может и более 100 %. может я где то с землей напутал?

"Издалека" трудно что-то советовать... Могу лишь повторить: "Нужно планомерно искать источник смещений и дрейфа!" Электролиты, даже танталовые, в сигнальных цепях - тоже не очень хорошо... Тем более, они полярные. К73-17 бывают до 4,7мкФ.

Лично я бы проверил отдельно интегратор. Отсоединить вход вообще (оставить в воздухе), закоротить интегрирующий конденсатор - проверка собственного смещения ОУ. Раскоротить С - проверка входного тока ОУ (падение на резисторе, параллельном С). Соединить вход с землёй, с разделительным конденсатором и без - появится Ку и добавится ток, связанный со смещением ОУ (без разделительного конденсатора). "Вывесить" инвертирующий вход в воздухе или на фторопласте - проверка утечек по печатной плате.

По поводу наводок... Если амплитуда синфазной наводки сравнима с напряжением питания ИУ, то она может детектироваться, что приведёт к появлению постоянной составляющей на выходе. Ещё хуже, если для защиты входов ИУ поставить дополнительные диоды, особенно встречно-параллельные. Тут можно попробовать различные экранировки - ПР (но не короткозамкнутый), кабель ПР-ИУ (витая пара в экране), сам усилитель. Требует внимания и правильная разводка - раздельно сигнальная земля, земля питания, "грязная" земля" и т.п. Минимизация площади контуров, особенно сигнальных цепей. Впрочем, это уже не наука, а искусство...

[dnk_lite]

Есть ещё одна мысль...
Если у Вас полезный сигнал не имеет постоянной составляющей, то скомпенсировать смещения и дрейфы ИУ можно следующим образом. Усреднить сигнал на выходе ИУ (с постоянной времени, скажем 0,5Гц), проинвертировать этот сигнал и подать на правый вывод R7 (вместо земли). Правда, нужно делать так, чтобы эта конструкция не возбудилась...

в ina126 ессть ножка REF, думаю, она замечательно подойдет для компенсации пост составляющей и дрейфов (также низкочастотных шумов), только не понял, на нее надо инверсное напряжение или прямое, ну это разберусь, а вот как фнч поставить, резистор последовательно с конденсатором RC = 2, и снимать напряжение с конденсатора?

[dnk_lite]

я хочу задать последний вопрос. (я очень на это надеюсь, что последний, и что здесь еще кто то есть...)
Допустим, у меня напряжение двуполярное, -+4,5в, те амплитуда 9в. мне нужно согласовать выходной сигнал с микроконтроллером, подавая на его вход от 0 до 5в, причем 0 на мк совпадает с -4,5В на ОУ (гальванически не развязаны). а у меня выпрямленный (двухполупериодный) сигнал относительно 0 на ОУ, что является +4,5 на мк.
Как можно сместить сигнал, чтобы он был относительно 0 на мк?

[YAA]

я хочу задать последний вопрос. (я очень на это надеюсь, что последний, и что здесь еще кто то есть...)
Допустим, у меня напряжение двуполярное, -+4,5в, те амплитуда 9в. мне нужно согласовать выходной сигнал с микроконтроллером, подавая на его вход от 0 до 5в, причем 0 на мк совпадает с -4,5В на ОУ (гальванически не развязаны). а у меня выпрямленный (двухполупериодный) сигнал относительно 0 на ОУ, что является +4,5 на мк.
Как можно сместить сигнал, чтобы он был относительно 0 на мк?

Если речь идёт о "последнем" вопросе, то, надо полагать, остальное Вы победили? Интересно, чем кончилась борьба со смещениями?
Что касается согласования уровней усилителя и АЦП, то тут нужнО массштабирование и сдвиг уровней. Это можно сделать с помощью тех же ИУ, которые Вы приобрели (использовать REF для сдвига, а Ку для массшабирования). Хотя, не очень понятно что во что должно преобразовываться - лучше рисунок или табличку.

[dnk_lite]

да, действительно, применив некоторые нехитрые методы мне получилось снизить смещения, а именно: снизил Ку инструментальника, уменьшил постоянную времени интегратора, чтоб амплитуду увеличить на выходе, пояс с большей индуктивностью за счет увеличения витков и так некоторые элементы подгонял, в общем получилось в пределах допустимых погрешностей.

а по поводу согласования уровней, я добавил файл с картинкой, там все интуитивно понятно.
надо учесть, что ацп и питание устройства гальванически не развязаны.
ps на крайний случай поставлю трансформатор для питания или dcdc преобразователь, но дорого.

[dnk_lite]

идея поставить ИУ на выход, после чего уже подать на REF отрицательное напряжение мне тоже в голову приходила, но есть но... необходимы ОУ R/R, а это такая редкость, по крайней мере я ничего дешевого не нашел,
или на крайний случай ОУ с однополярным питанием, у которого нижний порог = напряжению земли
ps я так и не понял, зачем называются однополярные ОУ, разницы ведь нет как подключать

[YAA]

Я делаю следующим образом... У АЦП есть опорное напряжение Uref. Отсчёту "0" бдет соответствовать 0В на входе АЦП, максимальному отсчёту "4095" (если АЦП 12-ти разрядный, например) будет соответствовать напряжение Uref. Я делю Uref пополам с помощью резисторов и ОУ, и подаю это напряжение на вывод REF согласующего ИУ. Тогда дифференциальному напряжению 0В на входах ИУ, будет соответствовать код "2047" (половина Uref). Соответственно, отрицательные напряжения будут отображаться кодами меньше 2047, а положительные - кодами больше 2047. Если питание аналоговай части больше, чем питание АЦП (0...Uref), то проблем с R/R не будет.