Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza

17 Kwi 2013 13:17 2340 13
  • Poziom 9  
    Mam za zadnie zaprojektować układ przetwarzający rezystancje na napięcie oraz pomiar z wykorzystaniem µP. Zaplanowałem sobie układ, nawet sprawdziłem czy działa, ale zapomniałem o zabezpieczeniach. Układ wygląda następująco: Z precyzyjnego źródła napięcia i dzielnika, napięcie dochodzi do 2 wzmacniaczy OP07, zadaniem jednego jest wytworzenie poziomu odniesienia, drugi służy jako przetwornik R/U, wyjścia połączone z wzmacniaczem różnicowym. Wszystko działa, ale nie przemyślałem przypadku gdy czujnik R27 w torze drugim ulegnie zniszczeniu, lub przypadkowemu odłączeniu. Spowodowało by to otworzenie pętli sprzężenia i pojawieniem się napięcia zasilającego na wyjściu. Pytanie zatem jak zabezpieczyć układ przed taką usterką.
    Zasilanie wzmacniaczy jest +-15 V, na wyjściu wzmacniacza przetwarzającego
    65 mV do 118 mV. Schemat toru 2 poniżej:
    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza
  • IGE-XAO
  • Poziom 28  
    dbhome napisał:
    Mam za zadnie zaprojektować układ przetwarzający rezystancje na napięcie oraz pomiar z wykorzystaniem µP. Zaplanowałem sobie układ, nawet sprawdziłem czy działa, ale zapomniałem o zabezpieczeniach. Układ wygląda następująco: Z precyzyjnego źródła napięcia i dzielnika, napięcie dochodzi do 2 wzmacniaczy OP07, zadaniem jednego jest wytworzenie poziomu odniesienia, drugi służy jako przetwornik R/U, wyjścia połączone z wzmacniaczem różnicowym. Wszystko działa, ale nie przemyślałem przypadku gdy czujnik R27 w torze drugim ulegnie zniszczeniu, lub przypadkowemu odłączeniu. Spowodowało by to otworzenie pętli sprzężenia i pojawieniem się napięcia zasilającego na wyjściu. Pytanie zatem jak zabezpieczyć układ przed taką usterką.
    Zasilanie wzmacniaczy jest +-15 V, na wyjściu wzmacniacza przetwarzającego
    65 mV do 118 mV. Schemat toru 2 poniżej:
    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza


    Jakie jest maksymalne napięcie, które nie spowoduje uszkodzenia układu (przetwornika A/C ?) po podaniu na jego wejście? Nie wiadomo co ma chronić to zabezpieczenie. Przedstaw schemat toru pomiarowego.
  • Poziom 9  
    Za układem wzmacniaczy znajduje się multiplekser, tego maksymalne napięcie wejściowe 4,7 V , natomiast sygnał pomiarowy 460 mV do 2,5 V. Czy wystarczy zabezpieczyć tylko multiplekser + przetwornik tak jak na schemacie np. 2 razy IN4148 zasilanie 1,5? Czy otwarcie sprzężenia nie uszkodzi wzmacniaczy?

    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza
  • IGE-XAO
  • Poziom 28  
    dbhome napisał:
    Za układem wzmacniaczy znajduje się multiplekser, tego maksymalne napięcie wejściowe 4,7 V , natomiast sygnał pomiarowy 460 mV do 2,5 V. Czy wystarczy zabezpieczyć tylko multiplekser + przetwornik tak jak na schemacie np. 2 razy IN4148 zasilanie 1,5? Czy otwarcie sprzężenia nie uszkodzi wzmacniaczy?

    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza


    A jakie jest napięcie zasilania multipleksera? Co to za multiplekser? Być może wystarczy diody Schottky wpiąć w jego zasilanie.
  • Poziom 9  
    Multiplekser to ADG1606, zasilanie +5. Zasadnicze pytanie to czy wzmacniacze U5 i U6 przeżyją otwarcie zacisków R27? A zabezpieczenie przed przecięciem dalszej części układu nie stanowi problemu.
  • Poziom 28  
    dbhome napisał:
    Multiplekser to ADG1606, zasilanie +5. Zasadnicze pytanie to czy wzmacniacze U5 i U6 przeżyją otwarcie zacisków R27? A zabezpieczenie przed przecięciem dalszej części układu nie stanowi problemu.


    Gdzie w tej nicie katalogowej jest napisane, że maksymalne napięcie na wejściu wynosi 4,7V? Przy zasilaniu pojedynczym napięciem VDD = 5V maksymalne napięcie na wejściu nie może przekroczyć 5,3V. Wstaw diody schottky np. BAT42 i będzie zabezpieczone. Zresztą w strukturze tego multipleksera są diody zabezpieczające, ale maksymalny prąd przez nie płynący nie może przekroczyć 30 mA. Producent OP07 nie chwali się w nocie katalogowej jaki jest prąd zwarcia obwodu wyjściowego. Dotarłem do noty w której jest umieszczony wykres tego prądu w funkcji czasu. Wynika z niego, że maksymalny prąd zwarcia wynosi 40 mA i spada z czasem, więc nie trzeba montować żadnych rezystorów.

    W jeśli chodzi o przerwanie pętli sprzężenia zwrotnego, to powinieneś wstawić diody pomiędzy wejścia każdego wzmacniacza i dodatkowe rezystory tak jak się zabezpiecza wzmacniacze.
  • Poziom 9  
    Co do maksymalnego napięcia się pomyliłem, ale przy zasilaniu 5V maksymalny prąd na kanał multipleksera to 199 mA przy 25°C. Otwarcie sprzężenia symulując da
    30,6 mA, ale tez nie doszukałem się w specyfikacji OP07 ile wytrzyma.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Mógłbyś podrzucić jakiś schemat o tym co pisałeś w sprawie zabezpieczania wzmacniaczy??
  • Poziom 28  
    dbhome napisał:
    Co do maksymalnego napięcia się pomyliłem, ale przy zasilaniu 5V maksymalny prąd na kanał multipleksera to 199 mA przy 25°C. Otwarcie sprzężenia symulując da
    30,6 mA, ale tez nie doszukałem się w specyfikacji OP07 ile wytrzyma.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Mógłbyś podrzucić jakiś schemat o tym co pisałeś w sprawie zabezpieczania wzmacniaczy??


    Wstaw dwie diody krzemowe podłączone równolegle odwrotnie względem siebie pomiędzy wejście odwracające i nieodwracające każdego wzmacniacza. Istotne w tym momencie jest także wartość rezystancji (chyba) R7. Należałoby dobrać takie diody, by prąd płynący przez ten rezystor ich nie uszkodził po otwarciu pętli sprzężenia zwrotnego.
  • Poziom 9  
    Połączenie diod równoległe między wejścia wzmacniacza podczas normalnej pracy wprowadzało by błąd w torze pomiarowym. Na wejścia nieodwracające dochodzi zawsze napięcie z źródła referencyjnego ok 26 mV. Po paru symulacjach Pspice, włączenie diody zaporowo pomiędzy wejście + a - ograniczy prąd wyjściowy w przypadku otwarcia pętli, a dodatkowo nie wpływa na wynik podczas normalnej pracy. Wydaje mi się ze to ochroni ten wzmacniacz przed spaleniem, ale nie mam pewności?? Dalej jednak otwarcie sprzężenia spowoduje pojawienie się na wejściu odwracającym ostatniego wzmacniacza 14,4 V (coś się odłożyło na rezystorze). Zastanawiam się czy te napięcie nie spali wzmacniacza różnicowego (ma wzmocnienie ok 35 V/V). Czy mój tok rozumowania jest poprawny? Poniżej schemat co wymyśliłem:
    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza
  • Poziom 28  
    dbhome napisał:
    Połączenie diod równoległe między wejścia wzmacniacza podczas normalnej pracy wprowadzało by błąd w torze pomiarowym. Na wejścia nieodwracające dochodzi zawsze napięcie z źródła referencyjnego ok 26 mV. Po paru symulacjach Pspice, włączenie diody zaporowo pomiędzy wejście + a - ograniczy prąd wyjściowy w przypadku otwarcia pętli, a dodatkowo nie wpływa na wynik podczas normalnej pracy. Wydaje mi się ze to ochroni ten wzmacniacz przed spaleniem, ale nie mam pewności?? Dalej jednak otwarcie sprzężenia spowoduje pojawienie się na wejściu odwracającym ostatniego wzmacniacza 14,4 V (coś się odłożyło na rezystorze). Zastanawiam się czy te napięcie nie spali wzmacniacza różnicowego (ma wzmocnienie ok 35 V/V). Czy mój tok rozumowania jest poprawny? Poniżej schemat co wymyśliłem:
    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza


    Dlaczego stosujesz źródło referencyjne tak niskim napięciu? Przedstaw najlepiej pełny schemat ideowy wraz ze wszystkimi wartościami elementów, bo odkrywasz go po kawałku i ciągle dowiaduję się nowych rzeczy o nim. Napisz także do czego układ ma myć stosowany.
  • Poziom 9  
    Takie niskie napięcie referencyjne jest wymagane z zasady pomiaru (uzyskane z precyzyjnego źródła i precyzyjnych rezystorów(0,1%, 25ppm) w układzie dzielnika). Cały układ przetwarza rezystancje czujnika na napięcie. Schemat już raz przedstawiłem. Dalsza część toru pomiarowego nie ma związku z pytaniem, które dotyczyło jak zabezpieczyć wzmacniacze (z czujnikiem oraz różnicowy) przed otwarciem sprzężenia. Spodziewałem się odpowiedzi odnośnie ostatniego pytania.
  • Poziom 9  
    Co dzień to pomysł. Odnośnie wzmacniacza z czujnikiem, wydaje mi się że wystarczy dioda zaporowo do wejścia nieodwracającego. W przypadku wzmacniacza różnicowego miałeś racje 2 diody równolegle przeciwstawnie. W schemacie układu zapomniałem dać rezystora na wyjście wzmacniacza różnicowego. Zmniejszy to prąd wyjściowy w przypadku otwarcia pętli wzmacniacza z czujnikiem.Myślę że 10 kΩ wystarczy. Zabezpieczenie napięciowe standardowo: 2 diody tak jak na schemacie niżej.
    OP07 - zabezpiecznie układu wzmacniacza

    Polutuje i zobaczę jakie będą efekty (oczywiście nie na ADC, tylko woltomierzu)
  • Pomocny post
    Poziom 28  
    Dla tak niskiego napięcia referencyjnego nie ma potrzeby zabezpieczania wzmacniaczy U4 i U6. Po otwarciu pętli sprzężenia nie ulegną one uszkodzeniu. Gdybym miał budować przetwornik R/U to poszukałbym rozwiązań stosowanych w praktyce w multimetrach, w obwodach pomiaru rezystancji. Są tam takie sprytne układy oparte o WO, w których nie ma potrzeby wykorzystywania napięć referencyjnych o tak małej wartości oraz nie istnieje problem z przerwaniem pętli sprzężenia zwrotnego.
  • Poziom 9  
    Te rozwiązanie wynika z tego iż prąd płynący prze czujnik nie może ulec zmianie i przekroczyć 1 mA.

    P.S jeszcze nie poprawiłem schematu jutro się tym zajmę

    Przetestowałem układ z diodami zabezpieczającymi na wejściach wzmacniacza różnicowego. Układ z 2 diodami wpływa na ostateczne napięcie wyjściowe (nieznacznie zmniejsza). Zastanawiając się nad innym rozwiązaniem stwierdziłem, iż warto sprawdzić jaki skutek da otwarcie sprzężenia z czujnikiem. Wynik następujący: na wyjściu wzmacniacza z czujnikiem 14,1 V, na wyjściu wzmacniacza różnicowego 14,3 V (test trwał ok 5 minut). OP07 ma widocznie wewnętrzne zabezpieczenia. Po ponownym podłączeniu czujnika układ pracował bez zmian, zgodnie z oczekiwaniem. Zatem w moim przypadku wystarczy zabezpieczyć dalszy tor pomiarowy przed przekroczeniem napięcia dopuszczalnego, bez konieczności o martwienie się o przypadek uszkodzenia, odłączenia czujnika. Temat do zamknięcia