Миливольтметр 30КГц Плавают показания.

[alexnf]

Признаюсь специалист я не большой, так что сильно не пинайте.
Задача: измерить переменное напряжение от 0,2 до 1 вольта, сигнал - синусоида частотой 30 КГц
Перепробовал много схем, и последний вариант вот:

Суть схемы, как ее вижу я: С помощью Германиевого диода конденсатора и резистора, я смещаю синусоиду в положительную область, затем усиливаю с помощью ОУ, сглаживаю электролитом и измеряю аналоговым входом ардуины (делаю 500 измерений и беру среднее значение)

Не могу добиться постоянства показаний... Проблемы:

1. При равных входных сигналах, значения на разных каналах отличаются, причем значительно. Например подаю на вход 0,5в - на выходах ОУ (измерено ардуиной), получаю 0,8 - 1,0 - 1,2 в
Причем не могу понять причину. Вначале думал разница в характеристиках и погрешностях элементов, но меняя поочередно между собой - не заметил значительных отклонений. Напряжение напрямую зависит только от положения на плате! То есть, выпаиваю диод кондер и резистор из одного канала и впаиваю их в другой и показания меняются. Пробовал отрезать всю следующую цепь с ОУ, дабы исключить ее влияние - ни чего не происходит...

2. Нет четкого нуля. При отсутствии сигнала, не смотря на подтяжку входов ардуины к земле, на первом входе 0, на втором 0,012в, на третьем 0,026в и эти значения немного плавают. Без подтяжки, вообще показывало полный бред, от 0,05 до 2,5в

3. Показания плавают в течении 5-8 минут после включения. Например при включении и подаче 0,5в на все каналы, показания первого канала почти не меняется, второй вырастает с 0,8 до 1в, третий с 1,1 до 1,2в

4. Показания плавают в зависимости от температуры - но это как я понимаю, влияние германиевого диода - планирую добавить еще делитель напряжения с дополнительным диодом и снимая с него показания. корректировать измеренные значения.

В общем , мучаюсь уже неделю , и ни как не добьюсь хоть примерно постоянных показаний...

PS Это курсовой проект с исполнением. Вообще устройство значительно больше, есть еще ГПС модуль, кнопки, экраны и тп, это все работает. При тестах - остальная схема даже не была подключена.
Моя основная задача - написать программу для данных измерений, с которой я уже справился, а вот снять эти показания ни как не получается....

Буду благодарен за помощь, даже готов на возмездную!

[Полимер]

Диод, хоть германиевый хоть кремниевый ничего никуда не смещает – просто отрезает отрицательную полуволну.
Далее резистор – 1 миллиом(mOm)? – совершенно бессмыслен. Или имеется ввиду 1 мегаом(MOm)? Тогда можно уменьшить до 100 кОм если позволяют требования к источнику. А после него конденсатор на общий – получится интегратор. А с выхода ОУ конденсатор убрать. Тем более такой большой емкости - 1 mF - это одна миллифарада или может микро?
И питание аналоговое и цифровое разделить.

[alexnf]

В данной схеме включения, осциллографом вижу именно смещение все синусоиды.

Резистор изначально стоял 300 килоом, потом заменил на 1 мегоом, с таким значением был меньше разброс между каналами

Конденсатор на выходе 1 микрофарад - оставить?

[Полимер]

Просто нагружать выход ОУ конденсатором плохая идея. На входе интегратор, дальше усиление.
А общие провода источника сигнала и измерителя соединены качественно?

[alexnf]

[uquote="Полимер",url="/forum/viewtopic.php?p=3840453#p3840453"]Просто нагружать выход ОУ конденсатором плохая идея. На входе интегратор, дальше усиление.
А общие провода источника сигнала и измерителя соединены качественно?[/uquote]
Провода разных каналов? соеденены. но даже если в воздухе висят - особо на влияют на результат

Вроде подправил показания программно - показывает сразу правильно. НО если долго работает - растут показания!! как будто где то что то накапливается.

если конденсатор поставить до усилителя, то какой и какой емкости?

[Полимер]

При резисторе 1 МОм 10 нФ, наверно, будет достаточно, можно больше, если частота измерений неважна.
Общие провода всех каналов должны соединятся в одной точке, а не размазываться по всей плате, ту да же подключается общий провод источника сигнала. И максимально коротко к измерительной части.

[alexnf]

Спасибо за помощь, поставил 10 нанофарад до усилителя, на выходе убрал. Пока относительно стабильно....
Есть изменения, но они видимо обусловлены изменением температуры. Попробую добавить еще один диод и снимать с него сигнал коррекции по температуре

[Полимер]

Не должно быть сильных изменений от температуры - плюс-минус несколько милливольт - нормально, это могут быть и наводки, надо экранировать сигнальные провода. Саморазогрева тоже не может быть. Скорее что-то по питанию или по земле.
Кстати, каков вообще допуск по измерениям?

[alexnf]

Погрешность допускается до 5%
Но условия измерений от +40 до -40 градусов
Измерения на улице переносным устройством

[Полимер]

Возьмите вместо Д9 что-нибудь из Шоттки, конденсаторы плёночные.
И ещё раз рекомендую обратить внимание на питание.

[alexnf]

Пробовал шотке, но еще тогда, когда конденсатор стоял за усилителем. Шотке обрезал или сильно искажал сигнал низкого уровня 0,2-0,3в
По питанию тоже думал, но вроде помех/наводок не вижу, за исключением упомянутого роста, сейчас провожу эксперименты:

В общем за ночь испытаний выснилось: показания одного канала растут первые 7-10 минут после включения. Интенсивность роста на прямую зависит от уровня входного (измеряемого) сигнала. При сигнале 0,8-1 вольт, рост происходит на 20-25% первые 10-15 минут, потом стабилизируется.

Другими словами, если просто включить и сигнал не подавать, то при однократной подаче и измерении - он будет низким, а если постоянно подавать , то будет расти, и до следующего отключения, сохраняться.

Опытным путем предположил, что в росте сигнала, виноват диод, возможно накапливает какую то емкость (уж не знаю, возможно ли это)
В общем параллельно диодам поставил по резистору. Рост не пропал, но теперь на низких уровнях сигнала он вообще незначителен, а на уровне 0,8-1 вольт рост составляет 10-15%

Подозреваю, что резистор параллельно диоду - это точно не вариант,подскажите, как это победить правильно?

Добавлено after 50 minutes 39 seconds:
Сейчас схема выглядит примерно так:

[Полимер]

Вместо конденсатора на входе диод - не германий, а лучше быстрый - из FR что-будь, Д9 тоже таким же заменить, хотя обычно хватает и родных КД522(1N4148).
Сроду не было проблем с такой схемой.
ПС. и резистор параллельно диоду не нужен.

[alexnf]

С 1N4148 сигнал, падает значительно, именно из за этого и перешел на Д9.
Хочу еще попробовать конденсатор параллельно диоду, возможен такой вариант?