Нужна схема измерительного усилителя

[Саныч-59]

Ребята, подсоветуйте схему измерительного усилителя вольтметра выходного сигнала аналогового генератора НЧ, с ОДНО-полярным питанием, обеспечивающего линейное перемещение стрелки измерительной головки. Микросхема или рассыпуха - фиолетово. Пределы - до 10в., 100 кГц.
Известные простейшие схемы на одном ОУ (УД2А-Б, LF-351 и т.п.) обеспечивают вполне удовлетворяющую меня линейность и точность величины сигнала, но только в при использовании двухполярного питания. При однополярном питании становятся показометрами. А у мну возникает проблемм согласования выхода генератора, запитанного однополяркой и входа вольтметра запитанного двухполяркой. Получается, если запитать генератор с краёв двухполярки, то минус-общий провод генератора на входе в вольтметр попадает на свой же ноль - общий вольтметра... отрицательная сторона в КЗ.
Переделывать ГНЧ не хочу, всё устраивает. Тоже, сильно не хочется лепить отдельное питание вольтметра. Крутил по всякому, получается только делать усилитель вольтметра на однополярке. Перепробовал с однополяркой всякие общеизвестные варианты на ОУ - хня. Не подходит.
Не знаю, правда ли, вроде бы где то толи прочитал, толи слышал, что старые ОУ, которые ещё в золоте, 544УД1-2 одинаково правильно работают при любых вариантах питания, но относится ли это к таким измерительным усилителям - не знаю. Эти у меня есть, буду пробовать.
То, что для линейного перемещения стрелки измерительной головки её выпрямитель включается в цепь ОС - знаю. Так и включаю, не помогает.
Подскажите схему с однополяркой, пожалуйста, если такие существуют.

[1en2]

схем вы не приводите....а так - операционнику фиолетово, как вы называете и делаете питание....возможно, вы не сделали хорошую виртуальную среднюю точку, а туда пустили ток измерительной головки...т.е. если от двухполярки работает, то заземлив "-" у этого изолированного источника, для операционника ничего не изменится...

[otest]

ОУ нужен Rail-to-Rail Input/Output. Например МСР6001

[Саныч-59]

[uquote="otest",url="/forum/viewtopic.php?p=3987262#p3987262"]Rail-to-Rail Input/Output[/uquote]
А что это? Я не знаю...

схем вы не приводите....

Да сколько угодно...
Вот, скажем, раз:

09.gif

(9.46 КБ) 243 скачивания

В источнике эта схема характеризуется, как "обеспечивает ЛИНЕЙНОЕ перемещение стрелки измерительной головки, поскольку последняя включена в цепь обратной связи операционного усилителя." В реале, при калибровке на сигнале 2 в., на реальной величине 1 в. показывает уже 0.8... аналогично и в сторону увеличения. Для меня это много.
Вот аналогичная, но запитана с двухполярного источника.

millivoltmetr.jpg

(47.64 КБ) 225 скачиваний

Тоже, калибрую на 2 в, сверяю с образцовым вольтметром вниз до нуля и вверх до 3-х и чуть-чуть. Один в один. Устраивает по всем параметрам... кроме питания.

[SM898]

А что это? Я не знаю.

Как вам уже написали (и даже привели тип), нужен ОУ Rail to rail.
Такой ОУ работает от нуля, до напряжения питания и по входу, и по выходу.
Наши 544, и всякие 140уд, хоть золотые, хоть простые, при однополярном питании
не работают с сигналом, близким к нулю, по моему, начинают работать,
когда больше 0,8-1,0 вольт. И по выходу тоже не достают до питания.
Ещё из распространённых - LM358, но он Rail to rail только по входу.
Но мне кажется, его будет достаточно, в таких схемах выходу не обязательно
доставать до питания. Есть ещё LMC358, он и по входу и по выходу,
но он, насколько знаю, менее доставабельный, и питание у него только +5 вольт.
Да вообще, навалом сейчас ОУ Rail to rail, у тех же Ti, LT, или AD.

[korob]

А я вот не вижу в этих схемах необходимости в Rail-to-Rail ОУ.

Ещё из распространённых - LM358, но он Rail to rail только по входу.

Не совсем, он может по входу только от 0В. и до Uпит.-1,5В., это не есть Rail-to-Rail.

МСР6001

А у этого питание всего до 5,5В.

Подскажите схему с однополяркой, пожалуйста, если такие существуют.

У вас напряжение питания вольтметра какое?

[Саныч-59]

1en2, позанимался самообразованием, показалось, что начал доходить смысл Ваших слов, по поводу виртуальной средней точки. На фото ниже, выделенное место, это то, что вы имеете в виду?
Попробую сегодня повторить, только хочу выбросить первый ОУ... не нравится место ОС с точным подбором последовательных резисторов. Выбор пределов сделаю в ООС второго ОУ, там при установке точных многоповоротных подстроечных резисторов получается тютелька в тютельку.
korob, у меня на генератор 28 в., с LM317, с него на вольтметр следующим стабилизатором сделаю, какое скажете... 15... 12... 9... и т.д.
В выходе генератора, в зависимости от множителя частоты, максимум - 8 вольт. Т.е., максимальная шкала - 10 в. Головка - 100 uA.

[korob]

Тогда вообще не вижу проблемы, собственно как и именно вашей схемы.

[1en2]

максимум - 8 вольт

амплитуды ? или действующего ? (или двойная амплитуда, которую цифровой осцилл показывает ?)
Питание и выбирайте больше размаха....т.е. те же 28 В, наверное....Электролиты по номиналу и количеству (Обр связь, по питанию, делитель) не экономьте...Следите, чтобы ток выхода операционника не превышал 5 мА (ампл)....При малом усилении возможно возбуждение каскада, поэтому может понадобиться делитель входного сигнала (а не только ООС)....

[akl]

Выбор пределов сделаю в ООС второго ОУ, там при установке точных многоповоротных подстроечных резисторов получается тютелька в тютельку.

Электролит в цепи ООС не очень хорошо. Может выпрямление делать синхронным детектором, а цепь ООС будет работать на постоянке.

[SM898]

Во теоретики набежали. Люди, вы наверное, подобного не паяли, если
такие советы даёте. Я вот делал подобный выпрямитель на половинке
из LM358, с диодным мостом в обратной связи и однополярным питанием.
Работало где-то от десятка (или двух десятков) милливольт
(большая чуйка не требовалась).
И не надо на него подавать 10 вольт, лучше поделить на входе.
Ведь головка 100 мка, значит ей для полного отклонения
требуется всего 100-200 милливольт постоянки. Зачем 10 вольт - что бы
потом на головке гасить резистором? Не лучше ли погасить по входу.
И операционнику не потребуется напрягаться.
А вторую половинку из LM358 можно использовать в качестве
нормирующего усилителя.
Но... при 10 вольтах входного нормирующий усилитель как бы
не очень то и нужен.

[Саныч-59]

... доволен, как сло... как кот... в начале марта...
В общем, поупражнялся вчера вечерком... всё получается! 1en2, отдельное спасибо, за толчёк в правильную сторону, дошло почти сразу. Ключевое слово "почти". Мелкие нюансы конечно, же есть... но их я уже 100% отношу на счёт погрешностей прибора, шкалы, второго (эталонного) прибора и его шкалы... и т.п. И это даже не 5%, менее я уже с точностью не определю. А так... ерунда... 1%... может меньше.
Лучше всего реализовалось на УД1А в ДИПе. В металле не пробовал. Причём, во всём диапазоне частоты (мах 110 кГц). LF351 была нормально до 30-32 кГц... потом пошли перекосы. УД2 с лёту возбудилась, увидел ослом, причины выяснять и бороться не стал. УД1 - меняешь одну-другую... - без подстройки. Всё совпадает.
С2, С3 - надо. С1 не следует ставить меньше... типа, 0,1 и т.д., лучше больше. Я забыл, сегодня попробую, добавлю ещё 0,47... с понтом - 1 м. Поначалу стоял 0,1 - с ростом частоты появлялись извращения. R5-6-7-8 - многооборотные. Настроенный номинал будет в районе 8_ _ .
Отдельные меры по линеаризации шкалы - это Диоды Д9(германиевые, имеется в виду), и резистор параллельно головке.
Напряжение в виртуальной средней точке (+С2) подстроить подбором R2 или R3 с точностью 0.1 в. Лучше ещё точнее.
Прибор абсолютно нечувствителен к изменению напряжения питания от 9-ти до 15-ти вольт. Выше я не пробовал, нет необходимости, Ниже 9-ти - появляется необходимость коррекции настроек диапазонов. И появляются признаки нелинейности... увеличивается разница с эталонным на краях шкалы. А так - вполне себе прибор!...
Буду делать в состав двух приборов. Во первых, внешний индикатор с китайским китом - цифровым частотомером, для генератора прибора TR-157. Там и вольтметр, и частотомер есть, но индикация выводится на широкополосный высокоомный вольтметр... тогда использование отдельно чисто вольтметра затруднено необходимостью перекомутаций. Да и отображение частоты на стрелочном приборе для меня воспринимается сложно... да ещё и с выбором диапазона... Вросший устойчивый стереотип - цифра. А вот вольтЫ - стрелкой воспринимаю норм... такова селява... уже даже не борюсь с этим... борюсь с тем, что выходит за рамки привычных стереотипов. Старость начинается... наверное.
Второе - тоже самое всуну в самодельный ГНЧ с дискретным вводом частоты, сделанный по мотивам амерского Hiathkit IG-5218. Хоть и с дискретным, а частотомер не помеха... Который долго выручал меня, пока не появился промышленного производства TR.
Спасибо, ребята!...

[1en2]

Напряжение в виртуальной средней точке (+С2) подстроить подбором R2 или R3 с точностью 0.1 в. Лучше ещё точнее

как бы, ни на что не влияет, раз есть запас по амплитуде выхода....