Непонятки с землей на входе операционного усилителя.

qwerty13

Подскажите дураку, где я не правильно понимаю работу ОУ.
Вот ОУ усиливает разность между ДВУМЯ ВХОДНЫМИ напряжениями. Это означает что есть один сигнал относительно общего провода и второй сигнал относительно общего провода. На выходе получаем сигнал так же относительно общего провода схемы. Но вот вопрос, а что будет если на входы ОУ подать батарейку? - бат. на инвертирующий, + бат. на не инвертирующий (к примеру). По идеи на выходе должен быть ноль! т.к. разность между входным напряжением инвертирующего входа и общим проводом, в теории, равна нулю(Так же и с не инвертирующим входом)! . В итоге 0 - 0 = 0. Но как тогда работают дифференциальные протоколы по двум проводам? ведь там нет 3 провода. Спасибо заранее...

Реклама

mickbell

qwerty13 писал(а):Но вот вопрос, а что будет если на входы ОУ подать батарейку? - бат. на инвертирующий, + бат. на не инвертирующий (к примеру). По идеи на выходе должен быть ноль! т.к. разность между входным напряжением инвертирующего входа и общим проводом, в теории, равна нулю

С чего бы вдруг баня упала? Если абстрагироваться от таких вещей, как входные токи, то она, эта разность, может оказаться какой угодно. Нулём она будет только если этот вход специально соединить с общим проводом. Для дальнейшего разговора будем считать, что напряжение на инвертирующем входе (относительно общего) равно Uинв.

qwerty13 писал(а):(Так же и с не инвертирующим входом)! .

А напряжение на неинвертирующем входе будет равно Uинв + Uбат, и никак иначе.

qwerty13 писал(а):Но как тогда работают дифференциальные протоколы по двум проводам? ведь там нет 3 провода. Спасибо заранее...

Нормально работают. Если нету общего провода, приходящего от источника, то на приёмнике он есть, измеряйте входные напряжения относительно него.

Реклама

rl55

qwerty13 писал(а): - бат. на инвертирующий, + бат. на не инвертирующий (к примеру). По идеи на выходе должен быть ноль! т.к. разность между входным напряжением инвертирующего входа и общим проводом, в теории, равна нулю

Писать надо более однозначно. Я понял, что "минус" отдельной батарейки на инв. вход, а "плюс" этой же батарейки - на неинв. вход. Тогда между входами ОУ и будет напряжение батарейки. Откуда там ноль вольт возьмется?
На другие тонкости пока не обращаю внимание...

qwerty13

Вот вы пишете напряжение на инвертирующем входе (ОТНОСИТЕЛЬНО ОБЩЕГО) провода равно Uинв. Но фишка в том что откуда там есть это напряжение? Если напряжение существует только между плюсом и минусом батарейки(я имею ввиду входное). И минус батарейки не соединен с общим проводом. То есть разница потенциалов есть только на входе (между входными выводами). Но не между входами и землей! Если она и есть то какая-то посредственная через каскады транзисторов и т.п. в схеме. Это все похоже на то что мы берем вольтметр и пытаемся померить батарейку приложив один щуп к плюсу, а второй щуп пустили через какую-нибудь схему , а затем на минус. То есть нет прямой связи с общим проводом схемы. Само напряжение генерируется не относительно общего провода.

Добавлено after 2 minutes 35 seconds:

rl55 писал(а):
qwerty13 писал(а): - бат. на инвертирующий, + бат. на не инвертирующий (к примеру). По идеи на выходе должен быть ноль! т.к. разность между входным напряжением инвертирующего входа и общим проводом, в теории, равна нулю
Писать надо более однозначно. Я понял, что "минус" отдельной батарейки на инв. вход, а "плюс" этой же батарейки - на неинв. вход. Тогда между входами ОУ и будет напряжение батарейки. Откуда там ноль вольт возьмется?
На другие тонкости пока не обращаю внимание...

Потому что ОУ "измеряет" не разницу между входми, а разницу напряжений на входах - это разные вещи. В первом случае измерение происходит относительно относительно двух точек входа. Во втором случае напряжение измеряется на каждом входе относительно общего провода, а затем сравниваются между собой.

Реклама

mickbell

qwerty13 писал(а):Вот вы пишете напряжение на инвертирующем входе (ОТНОСИТЕЛЬНО ОБЩЕГО) провода равно Uинв.

Я пишу другое. А именно: напряжение может быть какое угодно, назовём его Uинв. Этим я подчёркиваю, что оно нам не известно заранее.

qwerty13 писал(а):Но фишка в том что откуда там есть это напряжение? Если напряжение существует только между плюсом и минусом батарейки(я имею ввиду входное). И минус батарейки не соединен с общим проводом. То есть разница потенциалов есть только на входе (между входными выводами). Но не между входами и землей!

Напряжение есть везде и всегда, даже если оно нулевое.

qwerty13 писал(а): Если она и есть то какая-то посредственная через каскады транзисторов и т.п. в схеме.

1. Каждая точка в пространстве имеет свой потенциал.
2. Между двумя точками пространства всегда есть разность потенциалов.
3. Разность потенциалов есть напряжение.
Что непонятно?

qwerty13 писал(а):Это все похоже на то что мы берем вольтметр и пытаемся померить батарейку приложив один щуп к плюсу, а второй щуп пустили через какую-нибудь схему , а затем на минус. То есть нет прямой связи с общим проводом схемы. Само напряжение генерируется не относительно общего провода.

Про вольтметр забудьте пока. Он только мешает вам понять суть.

Реклама

qwerty13

Вот, берем любую классическую схему, входные сигналы являются напряжениями четко от уровня земли.

Но когда мы подключаем батарейку , мы не подключаемся ни к какой земле..

Реклама

mickbell

Что такое "земля"? Общий провод?

rl55

qwerty13

Я пишу, что существует напряжение между входами ОУ. А вот дальнейшую мысль вашу я понял. Это дифференциальное напряжение между входами должно укладываться в определенные допуски по синфазному напряжению на входах - не всякий ОУ допускает порог "от полки до полки", т.е., от минуса питания ОУ до его плюса питания. Поэтому и надо привязать нашу батарейку к этим уровням при помощи дополнительного смещения (делителя, например). Это и будет связь с общим проводом. Иначе неизвестно какой потенциал относительно общего провода на входах ОУ будет...
Надеюсь, сейчас более понятно станет...

mickbell

Он, похоже, недопонимает понятие "потенциал". Ему мерещится вольтметр, который через своё внутреннее сопротивление "закорачивает" на общий сначала потенциал инвертирующего входа, потом, при другом измерении, потенциал неинвертирующего.

qwerty13

1. Каждая точка в пространстве имеет свой потенциал.
2. Между двумя точками пространства всегда есть разность потенциалов.
3. Разность потенциалов есть напряжение.
Что непонятно?

Мне не понятен тот факт что энергия батарейки пытается пройти по цепи относительно своего минуса - и это и есть ее напряжение. Операционик пытается измерить этот потенциал относительно своего общего провода в схеме. Но как же он это может сделать если напряжение батарейки не имеет ничего общего с общим проводом операционника , и пытается замкнутся "где-то-там в схеме".

rl55

qwerty13 писал(а):Потому что ОУ "измеряет" не разницу между входми, а разницу напряжений на входах - это разные вещи.

Именно в конечном итоге разницу между входами и измеряет.

Добавлено after 2 minutes 21 second:

qwerty13 писал(а):Но как же он это может сделать если напряжение батарейки не имеет ничего общего с общим проводом операционника , и пытается замкнутся "где-то-там в схеме".

Я выше написал, как это можно сделать - привяэать батарейку к общему проводу при помощи делителя (при однополярном питании) или к земле (при двухполярном). Иначе - никак...

mickbell

qwerty13 писал(а):Мне не понятен тот факт что энергия батарейки пытается пройти по цепи относительно своего минуса - и это и есть ее напряжение.

Уже неправильно. Наличие напряжения не зависит от наличия цепей. Отойдём от операционника, просто положим батарейку на стол. Есть у неё напряжение между выводами?

rl55 писал(а):Я выше написал, как это можно сделать - привяэать батарейку к общему проводу при помощи делителя (при однополярном питании) или к земле (при двухполярном). Иначе - никак...

Мне кажется, Вы недооцениваете глубину непонимания, рано ему об этом...

qwerty13

Вооот, rl55 начинает меня понимать.

" Поэтому и надо привязать нашу батарейку к этим уровням при помощи дополнительного смещения (делителя, например). "
Да это все мне давно известно, так называемый виртуальный ноль. Но я щас обращаю внимание на тот факт что например RS485 работает чисто на одной только паре проводов, которая является диф. сигналом. Отсюда то и пошли мои вопросы , как так-то? Я всегда считал что по любому должен быть 3 провод(Общий). Например в DMX протоколах так, аудио сигналах так. Но оказывается можно и без него. Вот я задумался что за хрень. Более того я смоделировал в микрокапе данную ситуацию и получил что без земли по входу ОН НЕ МОЖЕТ ПОНЯТЬ ЧЕ делать. Он отображает какую-то дичь .

Добавлено after 2 minutes 46 seconds:

mickbell писал(а):
qwerty13 писал(а):Мне не понятен тот факт что энергия батарейки пытается пройти по цепи относительно своего минуса - и это и есть ее напряжение.
Уже неправильно. Наличие напряжения не зависит от наличия цепей. Отойдём от операционника, просто положим батарейку на стол. Есть у неё напряжение между выводами?
rl55 писал(а):Я выше написал, как это можно сделать - привяэать батарейку к общему проводу при помощи делителя (при однополярном питании) или к земле (при двухполярном). Иначе - никак...
Мне кажется, Вы недооцениваете глубину непонимания, рано ему об этом...

Я в сто раз упростил! Блин я четко знаю что такое напряжение поверь, попытайся понять суть вопроса, а не мои знания в области электроники.

mickbell

qwerty13 писал(а):" Поэтому и надо привязать нашу батарейку к этим уровням при помощи дополнительного смещения (делителя, например). "
Да это все мне давно известно, так называемый виртуальный ноль. Но я щас обращаю внимание на тот факт что например RS485 работает чисто на одной только праве проводов, которая является диф. сигналом. Отсюда то и пошли мои вопросы , как так-то? Я всегда считал что по любому должен быть 3 провод(Общий).

Насколько я помню, стандарт RS-485 настоятельно рекомендует уравнивать потенциалы общего провода соединяемых устройств, соединив их третьим проводом с каждой стороны через резистор в 100 Ом.

qwerty13 писал(а):Блин я четко знаю что такое напряжение поверь, попытайся понять суть вопроса, а не мои знания в области электроники.

Тогда всё проще.

rl55

qwerty13 писал(а): RS485 работает чисто на одной только праве проводов, которая является диф. сигналом.

Не не знаком с тонкостями протоколов, но, например, на сетевухе компа дифф. сигнал подается на разделительный трансформатор, а среднюю точку его вторичной обмотки можно привязать куда хочешь...

qwerty13

[/quote]Насколько я помню, стандарт RS-485 настоятельно рекомендует уравнивать потенциалы общего провода передатчика и приёмника, соединив их третьим проводом с каждой стороны через резистор в 100 Ом.[/quote]

Да но это если есть 3 провод. Во первых у меня друг занимается видео наблюдением, и они поворотными камеры управляют через RS-485. И они ведут тупо два провода на камеру!) Во вторых есть лекции по RS-485 в которых говорят что необязательно использовать общий провод, не поясняя какого хера..

Добавлено after 2 minutes 14 seconds:
Не не знаком с тонкостями протоколов, но, например, на сетевухе компа дифф. сигнал подается на разделительный трансформатор, а среднюю точку его вторичной обмотки можно привязать куда хочешь..."
Вот именно, тут все просто, сигнал передается через транс, на второй стороне которого один из концов обмоток привязывается к общему проводу, это понятно.

mickbell

Устаканится через внутренности контроллеров. Там на ногах наверняка есть защитные диоды на общий и на питание, так что потенциалы не вылезут за рамки, а в рамках пусть болтаются сколько угодно.

qwerty13

А вот кстати говоря rl55, может в этом все и дело! что так они и получают сигнал по двум проводам)

Добавлено after 20 minutes 51 second:
Короче походу нарыл:
"А никак. По любому должна быть общая какая то точка. Иначе будет показывать погоду на Марсе. Единственный вариант не обьединять земли — токовая петля."

mickbell

Небольшое преувеличение. Всегда есть ёмкость относительно планеты. Вот она и зарядится через внутренние защитные диоды до нужного потенциала. RS-485 работает и без уравнивания потенциалов.

Hand-Maker

Приведу другую аналогию. Возьмем ОУ в виде черного ящика. Из него торчат пять выводов. Два из них -- для подачи питания, причем строго в определенной полярности, два входа и один выход.

Внутри черного ящика между выводами питания прицеплен переменный резистор, движок которого соединен с выходом.
Так же внутри черного ящика сидит чертенок котенок, который двигает ползунок переменника.
Котенок может видеть входы, если их потенциалы находятся в пределах между напряжениями питания.
Котенок может оценивать только разность потенциалов входов.
Если она нулевая -- движок в среднем положении. Если на одном из входов потенциал выше -- движок перемещается к соответствующему питанию.
Всё.

По поводу батарейки между входами. По-любому по входам ОУ есть утечки. Пусть мизерные, но есть. Вот эти утечки и изменяют потенциал батарейки, загоняя его куда-то между напряжениями питания ОУ (котенок уже видит батарейку). Теперь напряжение батарейки вызывает перекос напряжений по входам ОУ (котенок видит, что один вход "плюсее"другого). Соответственно выход ОУ подтягивается к одному из напряжений питания.

И да, правильно подмечено, что входные линии интерфейсов обязательно подтягиваются к некоемому потенциалу, чтобы ОУ мог их адекватно обработать.