Форум РадиоКот

Приветствую форумчан! Всех с наступившим 2022 годом!
Есть вопрос по схеме двухполупериодного выпрямителя, построенного на базе операционного усилителя с однополярным питанием.
Схема применяется в цепи измерения тока. Сама схема приведена ниже:

Схема измерения тока с применением выпрямителя на ОУ
Описание схемы.
Через первичную обмотку трансформатора тока T1 (выводы 2-1) проходит ток в диапазоне 3...7 А. Ко вторичной обмотке (выводы 4-3) подключен резистор R1 150 Ом, с которого снимается напряжение, пропорциональное току вторичной обмотки. Коэффициент трансформатора 2000:1.
По идее, сигнал, пройдя через схему выпрямителя, построенного на базе ОУ MCP602, должен иметь вид отзеркаленной синусоиды (классический вид сигнала после двухполупериодного выпрямителя), усиленной в 10 раз (коэффициент усиления инвертирующего усилителя, построенного на втором ОУ из микросхемы DA1).
Однако по факту на выходе имею только положительные полуволны. Далее представляю пошаговые осциллограммы, вид сигнала в указанных на схеме точках.

1 - Напряжение на резисторе R1. Размах 300мВ.


2 - Сигнал на выходе первого усилителя (выв. 1). Пока всё нормально, отрицательные полуволны срезаны.


3 - Сигнал на выходе второго усилителя (выв. 7). Отрицательные полуволны как будто не усилились. Вот здесь какая-то проблема.


3-1 - Сигнал на выходе второго усилителя (выв. 7). Увеличенный вид на отрицательные полуволны.


3-2 - Сигнал на выходе второго усилителя (выв. 7). Закрытый вход осциллографа (переменная составляющая).


4 - Сигнал на выходе RC-цепи.

Очень интересно мнение форумчан-экспертов насчёт данной схемы и описанной мною проблемы.
Буду рад услышать любые советы и пожелания.

А точно он некорректно работает именно с отрицательными полуволнами?
Я бы делал так.
1. Или немного изнасиловал первый опер, замкнув его выход на общий, или заземлил его вход, лапу номер три, временно заткнув его в ноль, и проверил бы, что напряжение на его выходе околонулевое.
2. Теперь проверил бы усиление отрицательной полуволны. Оно должно быть десятикратное и со сменой знака. Желательно иметь двухлучевой осциллограф, дабы проверить, что полуволна на своём месте. Если осциллограф таки однолучевой, то можно синхронизировать входным сигналом по входу синхронизации и добиться, чтобы стоял на месте. (Посмотрел ещё раз картинку - вроде двухлучевой, ну и надо тогда входной сигнал везде показывать.)
3. Если окажется, что отрицательная волна обрабатывается, как и должна, то налаживаем положительную. Тут, возможно, потребуется подобрать усиление первого каскада. Например, вместо R2 и R5 поставить подстроечный резистор. Регулировкой надо добиться, чтобы и положительная полуволна усиливалась в пять раз. Потом, как обычно, измерить и поставить подходящие.
Я тут прикинул, схема рассчитана правильно. Так что, вероятно, что-то помёрло, возможно, даже плата.
Как оно работает, понятно?

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4152887#p4152887"]А точно он некорректно работает именно с отрицательными полуволнами?
Я бы делал так.[/uquote]
Я сейчас нахожусь в отпуске, до 10 января, макет и приборы на работе. Поэтому все рассуждения пока только теоретические.
Саму схему брал от сюда.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4152887#p4152887"]А точно он некорректно работает именно с отрицательными полуволнами?
3. Если окажется, что отрицательная волна обрабатывается, как и должна, то налаживаем положительную. Тут, возможно, потребуется подобрать усиление первого каскада. Например, вместо R2 и R5 поставить подстроечный резистор. Регулировкой надо добиться, чтобы и положительная полуволна усиливалась в пять раз. Потом, как обычно, измерить и поставить подходящие.[/uquote]
В пять раз, это, как я понимаю, оговорка? Потому что само усиление рассчитано с коэффициентом 10.
Как работает схема понятно. Не совсем понимаю, почему сигнал в точке 3 имеет такой вид, какой имеет (осциллограмма с закрытого входа осциллографа). Синусоида искажена, хотя я предполагал, что в точке 3 (на закрытом входе) должна быть чистая синусоида с размахом около 3В.

Конечно, десять. Я считал входное напряжение плюс-минус 500 мВ, на выходе должно быть пять вольт. Вот эти пять и прописал. Бывает.
Почему сигнал на выходе имеет такой вид - это и надо выяснить. Как - я вам подробно расписал. Выйдете из отпуска - проверяйте. Думаю, прояснится. У меня подозрение, что первый каскад имеет неподходящее усиление.

Добавлено after 2 minutes 55 seconds:
Да, кстати, при налаживании можно поступить ещё проще. Отключить трансформатор с нагрузочным резистором и подавать постоянное напряжение. И измерять постоянное же напряжение на всех интересующих точках. Я так даже советую сделать.

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4152917#p4152917"]Да, кстати, при налаживании можно поступить ещё проще. Отключить трансформатор с нагрузочным резистором и подавать постоянное напряжение. И измерять постоянное же напряжение на всех интересующих точках. Я так даже советую сделать.[/uquote]
Хорошо, спасибо за быстрый ответ.
Через неделю выйду на работу - займусь отладкой схемы по вашей методике.
Потом напишу о результатах.
Всего доброго, до связи.

идеч mickbell, с подачей калиброваного DC почередно меня полярность здравая что до искажения кривой на осцилке
длка полный даун будет мерять в цепях с постояной составляющей закрыф входа прибора...
толгда на постоянке вапше ничо не будет
частота 50гц достаточно низкая чтоб кондер нап 10н что стоит в болшинстве ослоф вносит охуеные и частотные и фазовые искажения и портит кривую любого несина это поводу кривизны перехода
2тепер почему потерялдся полперида я почти уверен что проходит ка раз минусово ПП а +нет...
кстати схема кривая от роду и называется УСЛОВНО РАБОЧЕЙ
дело в том что в угоду 1полярке тут пытаюются применит определеные типы оу но...требования оч жеские чуть чо не так (например оу имеюзнаке смешения иной)и не работает можно попытатся применить инструменталные райлтурайлОУ но это 1 дорого 2 не фак что тоже не заключит чем не устроила класика с диодами?

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=4152945#p4152945"]чем не устроила класика с диодами?[/uquote]Два питания надо - думаю, в этом дело.

Добавлено after 2 minutes 55 seconds:
[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=4152945#p4152945"]тепер почему потерялдся полперида я почти уверен что проходит ка раз минусово ПП а +нет...[/uquote]Я тоже.

Ты подаёшь на вход усилителя с однополярным питанием двухполярный сигнал и удивляешь, где потерялась вторая полуволна? Или сделай двухполярное питание, или смести ОУ на середину его напряжения питания. И будет тебе Щазьтье.

АлексЮстасу писал(а):2 - Сигнал на выходе первого усилителя (выв. 1). Пока всё нормально...

Ненормально. Положительные полуволны должны быть усилены в 1.82 раза, а мы видим единичное усиление. Предположу обрыв или непропай в цепи резистора R2.

Думаю что проблема в операционнике. В документации на MСP602 хотя и написано что входы можно опускать ниже минусового питания но на графиках они четко рисуют что ток через дифкаскад (Ib - bias current) падает до нуля при приближении напряжения на входах к нулю.
В оригинальной статье применен несколько необычный ОА OPA2374 у него два зеркальных дифкаскада на входе что позволяет действительно работать с напряжениями как ниже нуля так и выше питания. Для проверки, как уже говорилось выше, посадите положительный вход второго ОУ на минус и посмотрите что будет на выходе. Я думаю что он заткнется и на выходе будет 0 независимо от напряжения на отрицательном входе.

FlymanRadioKot писал(а):... ток через дифкаскад (Ib - bias current) падает до нуля при приближении напряжения на входах к нулю.

Ib - bias current это ток смещения ОУ (ток через входы дифкаскада). Для КМОП ОУ, коим является MCP602, он и должен, в идеале, всегда быть равным нулю. Ненулевое значение связано с паразитными утечками (например, внутренней схемы защиты входов).

хватит и одной полуволны....)))))....раз со второй сложности...

157да1 2полупериодный 1 полярный выпрямитель пиковых значений правда шастота до 50к всего и после 30спад начинается
но для 50-400гц точно пох
кстати без капа филтра выдает огибающую сина то чо надо тс
стоит капейки жаль уже дифицит ибо делали кажется проибалты

[uquote="El-Eng",url="/forum/viewtopic.php?p=4153085#p4153085"]

АлексЮстасу писал(а):2 - Сигнал на выходе первого усилителя (выв. 1). Пока всё нормально...

Ненормально. Положительные полуволны должны быть усилены в 1.82 раза, а мы видим единичное усиление. Предположу обрыв или непропай в цепи резистора R2.[/uquote]
Таки да! Тогда оба ОУ просто повторители! на положительной полуволне и 10:1 на отрицательной.

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=4152945#p4152945"]идеч mickbell, с подачей калиброваного DC почередно меня полярность здравая что до искажения кривой на осцилке
длка полный даун будет мерять в цепях с постояной составляющей закрыф входа прибора...
...
2тепер почему потерялдся полперида я почти уверен что проходит ка раз минусово ПП а +нет...
кстати схема кривая от роду и называется УСЛОВНО РАБОЧЕЙ...[/uquote]
Вас очень трудно читать, слишком много лишних букв. Что разобрал, на то отвечу.
Тоже теперь думаю, что скорее вижу отрицательную полуволну на выходе.
Выбор пал на эту схему именно из-за возможности питаться однополярным питанием.
Сейчас для начала планирую получить отзеркаленный сигнал на выходе без усиления. Первый каскад - повторитель, второй - единичное усиление. Потом буду пробовать усилить сигнал, работая с каскадами поочерёдно, как советовали.
Для меня сейчас не совсем понятно, как второй каскад передаёт положительную полуволну. Вот здесь где-то, видимо, и загвоздка.

На неинвертирующий вход приходит немного усиленный (это важно!) первым каскадом сигнал, на инвертирующий - тоже входной, но не усиленный. Получается, грубо говоря, разностный усилитель.

райлоф нету но 358 валялось попробовал навесухой нихрена не работает от слва ваше ...даде из той полуволны что должна быть мелкает толка короткий всплеск...
вобщем в топку такие схемы
нормалная схема после сьорки из деталей испавных бех подбораи танцеф с бубном должна пахать и пахать

Была уже светлая мысль:

tonyk писал(а):Ты подаёшь на вход усилителя с однополярным питанием двухполярный сигнал и удивляешь, где потерялась вторая полуволна? Или сделай двухполярное питание, или смести ОУ на середину его напряжения питания. И будет тебе Щазьтье.

АлексЮстасу, перечитайте первоисточник
[uquote="АлексЮстасу",url="/forum/viewtopic.php?p=4152909#p4152909"]Саму схему брал от сюда[/uquote] Там в последнем абзаце написано: "Помните, что входной сигнал должен быть симметричен относительно земли. Если входное напряжение имеет постоянную составляющую, выпрямитель необходимо дополнить разделительным конденсатором на входе."
Попробуйте так:

[uquote="АлексЮстасу",url="/forum/viewtopic.php?p=4154957#p4154957"]Выбор пал на эту схему именно из-за возможности питаться однополярным питанием.[/uquote]
Как уже сказали, Ваша схема будет работать, только с тем волшебным ОУ. Для MCP602 нужно немного "просадить" землю в минус. Если у Вас в схеме есть МК, выведете на свободную ногу меандр и подайте его через конденсатор на диодный умножитель, чтобы получить отрицательное напряжение.

Или на входе схемы, общий провод трансформатора тока и нагрузочного резистора уприте не в землю, а в среднюю точку (резисторный делитель).

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=4154998#p4154998"]райлоф нету но 358 валялось попробовал навесухой нихрена не работает от слва ваше ...даде из той полуволны что должна быть мелкает толка короткий всплеск...[/uquote]Вроде бы (!!!) 358 около нуля вниз плохо тянет, надо ему помочь подтяжкой снизу. Да, и на постоянке опробовать бы, как я тогда сказал.