Помогите разобраться с ОУ

[Cxemotexnik]

Подскажите, как усилить напряжение с токового шунта без потери постоянной составляющей и без искажения формы входного напряжения (не только синус)? Сделал схему в Micro-Cap, которая, по-идее, должна усиливать напряжение с R2 (это шунт) при протекании через него тока.
ОУ включены по типовой схеме неинвертирующего усилителя с Ку=100 каждый.
Напряжение на шунте всего +/-2 мкВ и я ожидал, что на выходе первого ОУ будет уже +/-200 мкВ и т.д. до +/- 2В на выходе схемы. Но это оказалось не так. И в чем причина я не пойму, может 2 мкВ слишком мало?
Или ОУ надо другие применять?
Схему для Micro-Cap прилагаю, может кому интересно будет.

circuit1.cir

Изменено 13 января, 2020 пользователем Cxemotexnik

[Реклама]

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

[Yurkin2015]

6 minutes ago, Cxemotexnik said:

на шунте всего +/-2 мкВ

ОУ NE5532 имеет 500 мкВ сдвига нуля на входе. Вот этот сдвиг и усиливается в 100 раз. Надо взять другой ОУ.

[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

[Lexter]

5 минут назад, Cxemotexnik сказал:

Напряжение на шунте всего +/-2 мкВ

Это слишком мало даже для модели. В реальном устройстве работать вообще не будет. Посмотрите, какой уровень тепловых шумов на низких частотах в интересующей вас полосе частот у электронных компонентов.

Увеличьте номинал резистора в 5000 раз, уменьшите во столько же усиление, и всё заработает.

[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

[Cxemotexnik]

Я не могу так сильно увеличить Rшунта...

[Lexter]

4 минуты назад, Cxemotexnik сказал:

Я не могу ...

Значит вы ошиблись где-то раньше, в выборе способа решения неизвестной нам задачи.

[Cxemotexnik]

Ну, задачу я описал - усилить напряжение с шунта. В задаче шунт - это часть провода в котором текут токи звуковой частоты, причем присутствует постоянная составляющая, плюс ко всему сигнал может быть далеко несинусоидальным. Увеличить сопротивление шунта сильно нельзя - это часть колебательного контура, ток в котором я хочу усилить и подать на осциллограф, и сильно увеличенное сопротивление нарушит работу контура.

Нашел ОУ AD8605, у которого Offset Voltage (VOS) при VS = 3.5 V, VCM = 3 V типовое значение = 20 µV, а макс. =  65 µV. Заменил ОУ в схеме на эти, но результата не получил, хоть и поднял напряжение до 100 мкВ. Напряжения питания всех ОУ понизил до 5 В. Может там цепь обратной связи по-другому делается? В даташите нет конкретно такой схемы неинвертирующего усилителя.

[IMXO]

1 час назад, Cxemotexnik сказал:

Нашел ОУ AD8605

ну а теперь найдите AD8551,  первые два каскада поставьте инверторами с Кус=-10 , и введите цепи регулировки смешения.

примерную схему можете найти на стр.340 Дж.Кар "Проектирование и изготовление электронной аппаратуры "

[Cxemotexnik]

Да, AD8551 очень чувствительный ОУ, спасибо.
Для двухполярного симметричного сигнала схема заработала отлично. Но мне нужно ее немного развить и появились проблемы.
С выхода схемы мне нужно подать напряжение на вход АЦП контроллера ARM, поэтому схема должна преобразовать входной ток +/- 10 мА в выходное напряжение от 0 до 3.3 В. Это я сделал, добавив постоянное смещение нуля последнего каскада (1.65 В):

 

Но если ток будет иметь постоянную составляющую, то на выходе напряжение может выйти из диапазона 0-3.3 В, хоть на входе ток и останется в пределах +/- 10 мА, и на выходе амплитуда вполне нормально изменится пропорционально входному току. Т.е. с усилением все нормально (в 330 000 раз), но со смещением нуля непорядок.
Входной ток +/- 10 мА нормально преобразуется в выходное напряжение от 0 до 3.3 В, но, если ток будет от -2 мА до 10 мА, то на выходе должно быть напряжение от 1.32 В до 3.3 В (средняя точка 1.65 В), а на деле получается от 1.46 В до 3.441 В:

А если ток будет от -10 мА до 2 мА, то на выходе должно быть напряжение от 0 В до 1.98 В, а на деле получается от -140.796 мВ до 1.839 В (вообще в отрицательную область ушло):

И другие варианты:

 

И несинусоидальный ток, хоть и находящийся в пределах +/- 10 мА (в которых для синуса схема работает нормально), тоже преобразовывается на выходе неправильно, должно быть от 0 до 3.3В вне зависимости от формы сигнала, а тут напряжение вообще вышло за границы с обеих сторон:

Что это, коэффициент усиления изменяется в зависимости от формы сигнала?

Скачать схему