Компаратор Lm324

[Гость Boria]

Здраствуйте) Столкнулся с такой проблемой. Я использую микросхему lm324, там 4 – ОУ.

Входной сигнал подаю на первый ОУ, усиленный сигнал подаю на инвертирующий вход второго ОУ (через резистор R4), где он сравнивается с опорным напряжением. В таком случае все работает. Но если убрать резистор R4, компаратор перестает работать. Почему так? На прямую не подключается, только через резистор.

В чем может быть причина?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

Проставьте нумерацию выводов. У счетверенных ОУ и счетверенных компараторов разная цоколевка.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Гость Boria]

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

Да, всё верно... Тогда тем более ничего не понятно.

[Alex Ferrum]

Во-первых какой сигнал вы подаете на вход: форма, амплитуда, частота, если это одиночные импульсы - длительность?

Во-вторых я причину такого поведения назвать не могу, но рискну предположить что разгадка может крыться в следующем: между выходом операционного усилителя охваченного отрицательной обратной связью и входом следующего каскада рекомендуется включать резистор (в вашем случае R4) в связи с тем что операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью, вследствие этого на выходе образуется (без резистора, в вашем случае R4) подобие интегрирующей цепочки (RC цепи), которая сдвигает по фазе сигнал обратной связи и работа операционного усилителя выходит из режима. Плюс к тому же надо смотреть какой в вашей схеме у операционного усилителя запас по частоте и быстродействию.

[Falconist]

Притянуто за уши, причем, сильно.

...операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью,

Выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС, стремится к нулю, а входная емкость "голого" входа - как у любого транзистора, всего несколько пф.

[salyamkamrad]

На всякий случай спрошу - питание двуполярное?

[Гость Guest_Boria]

Во-первых какой сигнал вы подаете на вход: форма, амплитуда, частота, если это одиночные импульсы - длительность?

На вход подается постоянный сигнал порядка 100 мВ

[Гость Boria]

На всякий случай спрошу - питание двуполярное?

однополярное

[salyamkamrad]

Аха, значит при Ку 10 на выходе OP1 должен быть 1 вольт? LM324 умеет корректно работать при напряжении на выходе менее 1,5 вольт на выходе с однополярным питанием?

[Falconist]

Нет, 1,1 В. Усилитель неинвертирующий, поэтому прибавляется единица. Это напряжение по выходу он нормально отработает.

[Гость Boria]

Аха, значит при Ку 10 на выходе OP1 должен быть 1 вольт? LM324 умеет корректно работать при напряжении на выходе менее 1,5 вольт на выходе с однополярным питанием?

Входной сигнал может изменяться где-то от 100 до 300 мВ. Но он постоянный. Таким образом, при наличии R4, я могу изменять порог срабатывания компаратора как с помощью регулировки опорного напряжения, так и изменяя входной сигнал. Но если убрать R4, то не работает. Пробовал подключить компаратор наоборот, на неинвертирующий подаю сигнал с ОУ, а на инвертирующий - опорное, все работает и без R4. То есть необходимость ставить резистор наблюдается только при подаче усиленного сигнала на инвертирующий вход.

[Alex Ferrum]

Притянуто за уши, причем, сильно.

...операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью,

Выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС, стремится к нулю, а входная емкость "голого" входа - как у любого транзистора, всего несколько пф.

1. Может и притянуто за уши - это всего лишь предположение.

2. По поводу емкости "голого" входа, к сожалению я этих данных в даташите не нашел (может плохо искал, если найдете - поделитесь), поэтому наверное не имеет смысла рассуждать о конкретных значениях этой емкости, к тому же для проявления различных побочных эффектов она и не обязательно должна быть очень большой.

Выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС, стремится к нулю, ...

Все это справедливо для идеального операционного усилителя (или на крайний случай реального, работающего в НОМИНАЛЬНЫХ РЕЖИМАХ!!!) на АКТИВНУЮ нагрузку. Работа на реактивную нагрузку насколько я помню в даташите не нормирована (по крайней мере на этот ОУ). Вообще если строго говорить, то не выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС стремится к нулю, а ОУ охваченный ООС, работающий в номинальных режимах на АКТИВНУЮ нагрузку эмулирует нулевое выходное сопротивление, поддерживая на определенном уровне выходное напряжение при различных токах нагрузки (не превышающих номинальные). А так есть токи короткого замыкания - для LM324 при однополярном питании 15 вольт максимальный ток замыкания на землю составляет 60 миллиампер, что соответствует выходному сопротивлению 250 ом, а например у ОУ TL072 на схеме самого ОУ есть резисторы на выходе суммарным сопротивлением 300 ом (в даташитах некоторых производителей 192 ом).

[salyamkamrad]

Топикстартеру провести бы некоторые исследования, такие как зависимость входного выходного напряжения OP1 от входного и зависимость тока через ножку 6 OP2 от напряжения. Там поди ОУ полуисправный, каковых среди дешевых операционников купленных в Китае один на десяток попадаются.

[Yurkin2015]

что соответствует выходному сопротивлению 250 ом, а например у ОУ TL072 на схеме самого ОУ есть резисторы на выходе суммарным сопротивлением 300 ом

Не-не, это не так. Что такое "выходное сопротивление равно 0" в усилителе с обратной связью? Это значит вот что.

Выставили какое-то напряжение на выходе, пусть, 1В, без нагрузки. Выходного тока нет, все расслаблены.

Присоединили нагрузку и стали забирать с выхода 1мА. Выходное напряжение тут же провалилось в первый момент. Это изменение напряжения через обратную связь передалось на вход, и ОУ тут же немного напряг выходной каскад и восстановил обратно 1В на выходе. То есть через мгновение напряжение вернулось к первоначальному значению.

Изменили нагрузку и стали потреблять 10мА с выхода. Обратная связь отработала, снова на выходе 1В.

Другими словами, ток изменился на 10мА, а напряжение изменилось на 0В. По закону Ома, такое сопротивление равно нулю. То есть, пока ток нагрузки не превышает максимальный, на выходе поддерживается постоянное напряжение и нулевое выходное сопротивление.

Ну, и, есть предельный выходной ток, выше которого ОУ уже не может поддерживать выход. Но такой режим никто не пользует, т.к. нету в нём смысла.

И эти резисторы на выходе TL072 тоже не влияют на выходное сопротивление. При изменении нагрузки напряжение на левом по схеме конце резистора изменяется значительно, а на правом конце резистора поддерживается неизменным, поэтому на выходе сопротивление равно 0.

Изменено 8 июня, 2016 пользователем Yurkin2015

[Falconist]

Alex Ferrum, не выкручивайтесь! Причем, вульгарно. Где Вы увидели в схеме ТС реактивную нагрузку-то?

Остальное Yurkin2015 изложил подробно и буквально "на пальцах". Добавить к написанному им мне нечего.

salyamkamrad прав. Попробовать в качестве компаратора оставшиеся два ОУ из данного корпуса. Не исключено, что используемый сейчас неисправен.

[Alex Ferrum]

Alex Ferrum, не выкручивайтесь! Причем, вульгарно. ......................

Я не выкручиваюсь, ни перед кем не оправдываюсь а излагаю свою точку зрения и позицию по этому вопросу (причем на каждом шагу ее ОБОСНОВЫВАЮ). Поэтому огромная просьба не приписывать мне тех действий которых я не совершал.

Alex Ferrum, ................................ . Где Вы увидели в схеме ТС реактивную нагрузку-то?

Под реактивной нагрузкой изначально подразумевалась входная емкость инвертирующего входа OP2. Хочу напомнить что мы это уже обсуждали, а сейчас вы как то об этом забыли:

Во-первых................................................

Во-вторых я причину такого поведения назвать не могу, но рискну предположить что разгадка может крыться в следующем: между выходом операционного усилителя охваченного отрицательной обратной связью и входом следующего каскада рекомендуется включать резистор (в вашем случае R4) в связи с тем что операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью, вследствие этого на выходе образуется (без резистора, в вашем случае R4) подобие интегрирующей цепочки (RC цепи), которая сдвигает по фазе сигнал обратной связи и работа операционного усилителя выходит из режима. Плюс к тому же надо смотреть какой в вашей схеме у операционного усилителя запас по частоте и быстродействию.

Притянуто за уши, причем, сильно.

...операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью,

Выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС, стремится к нулю, а входная емкость "голого" входа - как у любого транзистора, всего несколько пф.

По поводу следующего сообщения:

что соответствует выходному сопротивлению 250 ом, а например у ОУ TL072 на схеме самого ОУ есть резисторы на выходе суммарным сопротивлением 300 ом

Не-не, это не так. Что такое "выходное сопротивление равно 0" в усилителе с обратной связью? Это значит вот что.

Выставили какое-то напряжение на выходе, пусть, 1В, без нагрузки. Выходного тока нет, все расслаблены.

Присоединили нагрузку и стали забирать с выхода 1мА. Выходное напряжение тут же провалилось в первый момент. Это изменение напряжения через обратную связь передалось на вход, и ОУ тут же немного напряг выходной каскад и восстановил обратно 1В на выходе. То есть через мгновение напряжение вернулось к первоначальному значению.

Изменили нагрузку и стали потреблять 10мА с выхода. Обратная связь отработала, снова на выходе 1В.

Другими словами, ток изменился на 10мА, а напряжение изменилось на 0В. По закону Ома, такое сопротивление равно нулю. То есть, пока ток нагрузки не превышает максимальный, на выходе поддерживается постоянное напряжение и нулевое выходное сопротивление.

Ну, и, есть предельный выходной ток, выше которого ОУ уже не может поддерживать выход. Но такой режим никто не пользует, т.к. нету в нём смысла.

И эти резисторы на выходе TL072 тоже не влияют на выходное сопротивление. При изменении нагрузки напряжение на левом по схеме конце резистора изменяется значительно, а на правом конце резистора поддерживается неизменным, поэтому на выходе сопротивление равно 0.

Участник форума Yurkin2015 повел себя как-то странно (не хорошо не плохо, а как-то странно) - выдернул фразу из моего сообщения (мог бы уже тогда полностью процитировать), написал что это не так и изложил почти тоже самое что и я но другими словами. Когда мы работаем с чисто активной нагрузкой тезис о том что выходное сопротивление ОУ с ООС стремиться к нулю действительно можно использовать и он будет справедлив. Но если у нас появляется емкостная нагрузка или резистивно-емкостная, то выходное сопротивление как раз таки будет влиять - любое изменение напряжения на входе приведет к тому что ОУ тут же попытается изменить напряжение на выходе таким образом чтобы напряжение на инвертирующем входе стало равным новому значению напряжения на неинвертирующем входе, но за счет наличия на емкостной составляющей нагрузки сделать это сразу не удастся.

Приведу конкретный пример: возьмем тот же самый TL072 (с ним просто нагляднее у него на схеме обозначены резисторы, указано их сопротивление) включенный по схеме неинвертирующего усилителя с нагрузкой содержащей емкостную составляющую. Предположим у нас есть установившийся режим, когда на неинвертирующем входе присутствует определенное напряжение, на выходе соответственно напряжение равно входному помноженному на коэффициент усиления данной схемы. Предположим напряжение на неинвертирующем входе увеличилось, ОУ начал увеличивать напряжение на выходе чтобы увеличить напряжение на инвертирующем входе, но за счет наличия емкости подключенной к выходу напряжение не сразу нарастает, как раз таки выходное сопротивление которое никак нам не мешало при работе на чисто активную нагрузку, потому-что ОУ просто увеличивал напряжение на величину падения на сопротивлении выхода. В данном случае даже если транзистор верхнего плеча полностью откроется это не сможет сразу скомпенсировать сопротивление выхода, так как конденсатору данной RC-цепи необходимо время чтобы зарядиться, соответственно на высоких частотах, на которых в течении периода конденсатор не будет успевать зарядиться или разрядиться (не полностью, а чтобы выровнять напряжения на входах ОУ) как раз таки выходное сопротивление проявит себя полностью когда транзисторы обоих плеч поочередно будут полностью открываться, но компенсации выходного сопротивления происходить не будет из-за инерции RC-цепи.

Огромная просьба в своих сообщениях не приписывать пользователям тех действий которых они не совершали, а также просьба не искажать смысл сообщений, и самая главное не воспринимать несогласие с вашим мнением как личное оскорбление или выпад в вашем отношении!!!

[Falconist]

Всё то множество букафф, что Вы понаписывали выше, имело бы смысл только в случае доказанности наличия реактивной нагрузки. Но она не доказана по Вашим же словам. В итоге весь пар ушел в бесполезный гудок. Тем более, что учет емкости имел бы смысл на сигнале переменного тока. Но сигнал-то медленно меняющийся, т.е. почти постоянный!

Но наукоподобия было много. Это - да...

Вот, нашел кой-какую информацию по входной емкости ОУ. М-дя, 5 пф - жуть, как много!

[Yurkin2015]

Alex Ferrum, да, действительно, оказывается я пересказал своими словами Ваш предыдущий пост. Тут нет ничего обидного.

Видимо, я невнимательно прочитал, и глаз зацепился только за "выходное сопротивление 250Ом". Приношу свои извинения.

Ну, тут спору нет. Форум читает много начинающих, так что повторение - мать учения, одна только польза.

Вот по поводу ёмкостной нагрузки. Имеет место быть входная ёмкость. Ну, пусть 100пФ, чтобы мало не показалось.

Ток короткого замыкания зарядит эту ёмкость на 1В за время < 2нс. Время гораздо меньше быстродействия. Собственно, из-за инерционности ОУ выходной ток не успеет нарасти до максимального, как уже - отбой: ёмкость - зарядилась!

А со слов Гостя_Бори непонятно, что не работает без резистора R4. Типа, на входах компаратора нужные напряжения, а он не переключился?

[salyamkamrad]

Ткнуть бы осциллографом на выход первого ОУ и посмотреть, чего там с резистором происходит и что без резистора.

И еще пара вопросов топикстартеру:

1. От чего питается схема? Какова длина проводов от БП до схемы?

2. Конденсаторы в цепях питания непосредственно рядом с выводами микросхемы ОУ предусмотрены?

Компаратор штука резкая, как понос. И при переключении по питанию всяко-разно может происходит. И ваще, компаратор без гистерезиса есть признак плохого тона.

Изменено 8 июня, 2016 пользователем salyamkamrad

[Alex Ferrum]

Всё то множество букафф, что Вы понаписывали выше, имело бы смысл только в случае доказанности наличия реактивной нагрузки. Но она не доказана по Вашим же словам. В итоге весь пар ушел в бесполезный гудок. Тем более, что учет емкости имел бы смысл на сигнале переменного тока. Но сигнал-то медленно меняющийся, т.е. почти постоянный!

Но наукоподобия было много. Это - да...

Вот, нашел кой-какую информацию по входной емкости ОУ. М-дя, 5 пф - жуть, как много!

1. По поводу изначальной проблемы, а именно неадекватной работе LM324 вы правы, но дело в том что впоследствии наш диалог перешел к обсуждению темы выходного сопротивления ОУ и поведению ОУ в случае подключения реактивной нагрузки, об этом у нас впоследствии и был разговор, поэтому то что я сказал в последних сообщениях наверное все-таки имеет смысл, хотя если вы думаете что это не соответствует действительности - это ваше право. А по поводу того является ли причиной такой работы именно наличие нагрузки емкостного характера на выходе, но это всего лишь предположение, я на нем с самого начала не настаивал и об этом вам говорил:

Притянуто за уши, причем, сильно.

...операционный усилитель может обладать значительным выходным сопротивлением, а вход следующего каскада значительной емкостью,

Выходное сопротивление ОУ, охваченного ООС, стремится к нулю, а входная емкость "голого" входа - как у любого транзистора, всего несколько пф.

1. Может и притянуто за уши - это всего лишь предположение.

..........................................................................................................

2. По поводу ссылки на книгу, я так понял что вы хотели этим самым доказать что входная емкость LM324 примерно 5 пф или близка к этому значению. Так вот к сожалению ссылку подобного плана нельзя считать достоверной и дело тут в следующем: книга сама по себе неплохая, но в книге я нигде не нашел что именно у LM324 такая емкость. Я не собираюсь с вами спорить по поводу того относятся ли данные приведенные в книге к LM324, но единственным достоверным источником, могут быть только документы (даташит и тому подобные) (желательно производителя или из других надежных мест) в которых прямо указано что емкость входа LM324 имеет соответствующее значение.

[Falconist]

Нафиг мне что-то доказывать, если оппонент просто не желает воспринимать мнение, отличное от его собственного?

Продолжайте оставаться в заблуждении - мне от того ни жарко, ни холодно.