Помогите сделать усилитель постоянного тока со смещением

[clvr00]

Здравствуйте, дорогие форумчане!
Уже очень давно просматриваю данный ресурс, еще с модемных времен (когда странички сохранялись на жестком диске, а потом неторопливо изучались в спокойной обстановке ) и вот решил тоже попросить помощи у коллективного разума.
Надо сделать усилитель постоянного тока с Кус=1, т.е. фактически повторитель, но требуется смещение выходного сигнала на 1,5 В относительно земли. Напряжение питания +5В, высокий входной импеданс (желательно 1М), минимум делатей (надо уместить все в корпусе LPT разъема). Под это дело выбрал ОУ NJM2904 (rail-to-rail, однополярное питание 3В).
Пока мысли крутятся вокруг схемы сумматора http://de.ifmo.ru/bk_netra/page.php?tut ... 6&index=10 , но не совсем понятно, как эта схама будет работать с однополярным питанием.
Также смущает, что к инвертирующему сумматору придется лепить еще инвертор, а неинвертирующий (как мне показалось) будет сильно зависеть от разброса резисторов.
В общем, может есть лучше вариант? Опыта маловато...

[dr.doc]

Для понимания дам подсказку. Операционный усилитель с подключенной отрицательной обратной связью стремится выровнять напряжения на входах. На основании этого, инвертирующий сумматор с однополярным питанием по приведенной схеме работать не будет.

[clvr00]

Для понимания дам подсказку. Операционный усилитель с подключенной отрицательной обратной связью стремится выровнять напряжения на входах. На основании этого, инвертирующий сумматор с однополярным питанием по приведенной схеме работать не будет.

К сожалению ваша подсказка не расширила моего понимания, но испугавшись, что у меня больше нет "рабочей гипотезы" я заборол лень и собрал сумматор. Работает.
Так что спасибо - за стимул

При неподключенных входах на выходе пол-питания. Потенциометром Р6 устанавливается напряжение смещение, чтобы на выходе относительно земли (питания, не сигнальной) было 1,5В.
Вход: 1,2; выход: 3, 4.
Проблемы:
1. При касании входа рукой фонит 50 Гц синусом и гармониками. Размах - 1 В!!!
Мало того, при подключении ко входу даже батарейки (про другие источники молчу) фон никуда не девается. Вход висит в воздухе - фона нет
Монтаж выполнял кот - клубком проводов и деталей, отсюда вопрос: фон уйдет при монтаже на плату и экранировке или это кривая схемотехника?
Питание стабилизировано... может конденсаторов налепить?

2. Выход инвертирован

У кого-нибудь есть опыт или идеи, как реализовать задачу по другому?

[dr.doc]

В каком диапазоне у Вас изменяется входной сигнал?
Насколько я понял Вам необходимо просто прибавить к нему 1,5В ?

[clvr00]

Верно. Входной сигнал -1,5 .. +1,5 В. Частота 0 .. 10 кГц (больше - лучше). Форма сигнала - произвольная.

[Pablo]

Предлагается потенциометр перенести на вход 1- он отрегулирует смещение по выходу.
Убрать резисторы R2,R3,R4 как ненужные.
Среднюю ножку потенциометра заземлить по переменному току конденсатором 10 мкФ.
И самое главное: Операционные усилители не всегдаа хорошо работают по выходу вблизи крайних напряжений питания. т.е. 0 или +5В для этого есть класс ОУ rail to rail например AD822.

[clvr00]

Предлагается потенциометр перенести на вход 1- он отрегулирует смещение по выходу.
Убрать резисторы R2,R3,R4 как ненужные.
Среднюю ножку потенциометра заземлить по переменному току конденсатором 10 мкФ.
И самое главное: Операционные усилители не всегдаа хорошо работают по выходу вблизи крайних напряжений питания. т.е. 0 или +5В для этого есть класс ОУ rail to rail например AD822.

Верно! Зачем я сам себе задал сигнальную землю на половине питания, когда мне надо 1,5 В? Надо перестать мыслить шаблонами Спасибо.

Мне казалося что 2904 rail to rail. Сейчас еще раз проверил по паспорту - обычный

[dr.doc]

Вот набросал схемку согласования уровней, правда немножко под другой диапазон и с инверсией, но с однополярным питанием. Если нужно, диапазоны пересчитаю.

[clvr00]

dr.doc, спасибо. Пока остановился на варианте, который посоветовал Pablo. В принципе, тоже самое. Работает нормально, наверное так все и оставлю.

Есть несколько вопросов:
1. Посоветуйте популярный и не самый дорогой ОУ r-t-r. Пытался сегодня приобрести ad822 - не оказалось в наличии
2. На схеме входной импеданс равен 10к. 100к думаю схема переварит, а вообще до какого предела можно увеличивать сопротивления R3-R4 в схемах с биполярным и полевым входами?

[YAA]

........а вообще до какого предела можно увеличивать сопротивления R3-R4 в схемах с биполярным и полевым входами?

Пока входной ток ОУ много меньше тока, протекающего по резисторам. В противном случае это приведёт к появлению дополнительного смещения Iвх*(R3//R4).

[clvr00]

Так я об этом и спрашивал. А то "много" - понятие растяжимое
На сколько меньше, на порядок? На два?

[Pablo]

Пять за настойчивость и желание. ОУ OP496 AD8042
Ваш LM 2904 Имеет низкую частоту среза и ВАЖНО она будет понижаться в зависимости от сопротивлений входных и в обратной связи.
AD 8042 слишком мощный и потребляющий - это видеоусилитель.

[clvr00]

На счет частоты я писал - мне до 10 кГц хватит (а выше 100 вообще и не нужно), но для собственного интереса: с увеличением сопротивления граничная частота будет снижаться или наоборот?
ОУ еще попробую поспрашивать, но я вообще-то уже десяток их нашел в каталогах, но купить не удалось.
Наверное прикручу на выход эмиттерный повторитель и подниму сигнальную землю до 2,1. По идее должен получиться рельсовый оу за 30 центов
*у 2904 выход от 0,5 до 4,5 при 5 В питании.
Спасибо за советы!

[YAA]

Так я об этом и спрашивал. А то "много" - понятие растяжимое
На сколько меньше, на порядок? На два?

Для LM2904 смотрим входной ток - "Input bias current"=20нА (типовое при 25градЦ) 500нА (максимальное во всём температурном диапазоне). Если задать максимальное смещение, связанное с входным током величиной, например, 3мВ (сравнимо с собственным смещением этого ОУ), то получаем, что R3//R4 должно быть не более 3мВ/500нА=3*10-3/0,5*10-6=6кОм (R3=R4=12кОм) максимально, 3мВ/20нА=150кОм (R3=R4=300кОм) при типовом токе.

Что касается полосы, то полоса единичного усиления "Unity-gain bandwidth" - 700кГц. Произведение полосы на усиление будет равняться этой величине. Например, при Ку=10, полоса будет 70кГц, при Ку=100 - 7кГц и тд.

[clvr00]

YAA, Спасибо!