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

Jaki wzmak operacyjny do konwertera napięcie do 2V / prąd do 30mA

trebuch1 25 Sie 2014 16:52 1098 12
  • #1 25 Sie 2014 16:52
    trebuch1
    Poziom 24  

    Mam ładny pionowy ustrój pomiarowy ERY kl 1,5 i chcę z niego zrobić prosty woltomierz stołowy o zakresach: 0,5; 1,5; 5; 15; 50; 150; 500V. Kłopot w tym że cewka ustroju ma kilka omów i wymaga 13mA do pełnego wychylenia skali. Myślałem najpierw że zrobię to na jednym z posiadanych scalaków ale nic z tego ponieważ mają za małą wydajność prądową. Zastanawiam się czy nie zwiększyć jej tranzystorem FET ale nie wiem jak będzie się miała sprawa z dryftem termicznym itp. Zależy mi też, aby napięcie zasilania było jak najniższe z powodu niepotrzebnych strat przy zasilaniu bateryjnym. Oprócz tego konwertera planuje jeszcze zrobić prostownik idealny m.cz na te same zakresy pomiarowe.
    Podpowiedzcie proszę jaki dostępny scalak użyć na konwerter U/I (0,5V/15mA).

    0 12
  • #2 25 Sie 2014 18:15
    Zygaqra
    Poziom 34  

    Daj sobie spokój z tym ustrojem nie nadaje się on do pomiaru napięcia. Już zwykłe wskaźniki wysterowania mają czułość (prąd do pełnego wychylenia) 100uA i już słabo nadają się na woltomierze. Przy 500V wydzielisz na pomiar 6,5W. Wszelkie sposoby ominięcia ,,ułomności" wskaźnika nie mają większego sensu.

    0
  • #3 25 Sie 2014 19:16
    trebuch1
    Poziom 24  

    Ustrój ma 3Ω i pobiera 13mA do pełnego wychylenia wskazówki. Jeśli ten ustrój będzie połączony szeregowo z rezystorem np 100Ω to potrzebna moc wyjściowa wyniesie 17mW. To tak duzo? Na wejściu będzie klasyczny dzielnik napięcia.
    Między wejsciowym dzielnikiem napięcia a ustrojem ma być konwerter U/I.
    Żadne 6W wydzielone na pomiar. Ten woltomierz ma być stołowy i zasilany z sieci 230V (bateria tylko na okazjonalne użycie w innych okolicznościach). Pytanie dotyczy scalaka a nie sensu użycia ustroju. Jedyne z czym się zgadzam, to że ustój ten wcale nie nadaje na woltomierz posobnikowy (Zygaqra nie doczytał postu).

    0
  • #4 25 Sie 2014 20:58
    Zygaqra
    Poziom 34  

    Zdaje się, że nie doczytałeś swojego postu ;-) Policzyłeś tę moc dla jakiego napięcia? Zdaje się, że chcesz mieć zakres nawet 500V. Jak zapewne Wiesz, miernik napięcia(doskonały) powinien mieć oporność nieskończenie wielką, a co jest z Twoim przypadkiem - oporność bliska zeru(3omy to nic przy nieskończoności). Jasne zbuduj układów worek zastosuj kilowatowy zasilacz i udowodnij, że da się tak mierzyć napięcie. Jeżeli chcesz budować układ nonsensu proszę bardzo już nie będę przeszkadzał, powodzenia!

    0
  • #5 25 Sie 2014 21:20
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Pewnie mozna taki wzmacniacz znaleźć, większość producentów ma wyszukiwarki na stronach, wystarczy poszukać wg napiecia zasilania i posortować po prądzie zwarciowym, potem przejrzeć datasheet'y.

    Czasochłonne jest takie szukanie, zazwyczaj nie odwalam za kogoś roboty, we wzmacniaczach CMOS duży prąd i niskie napiecie zasilania to sprzeczne wymagania, przejrzałem kilka znanych mi "zwykłych" wzmacniaczy rail-to-rail przy 2V miały <10mA prądu zwarciowego.

    Zazwyczaj wzmacniacze szybkie mają większe wydajności prądowe ale te żadko mają dobre parametry DC, poza tym pobierają więcej prądu i wymagają dodatkowej ostrożności żeby coś się nie wzbudziło.

    Ja bym uzył jakiegokolwiek wzmacniacza rail-to-rail i dodał wtórnik emiterowy na wyjćiu jeśli przetwornik ma mieć zakres do 0,5V a zasilanie wynosi 2V, zostaje jescze spory zapas, "jakikolwiek" za wzmacniacz może robić MCP6001.

    ZygaqraTo nie jest nonsens, nie jest to też wynalazek kolegi trebuch1 takie woltomierze (ze wzmacniaczem) budowano od zawsze na początku na lampach, później na tranzystorach, współcześnie na wzmacniaczach operacyjnych. przetwornik U/I podniesie rezystancje wejściową do GΩ i zlikwiduje dryft temperaturowy związany z TWR miedzi.

    Resztę miernika buduje sie jak wszystkie współółczesne przyrządy dzielnik 10MΩ, czasami przydatną funkcją jest aby najniższe zakresy napięciowe miały możliwość przełączenia na bardzo dużą rezystancję wejściową - wtórnik przed dzielnikiem, można zbudować ukłąd tak, aby był odporny na podanie najwyższego napiecia na najnizszym zakresie co w pasywnym woltomierzu musi skończyć się źle. Czasem mogą przydać sie mniejsze zakresy ze wzmocnieniem, a zamiast prostownika idealnego można użyć przetwornika true-RMS, no i prostownik idealny można dodać również dla DC, a sygalizację polaryzacji zrobić oddzielną, nie będzie potrzeby odwracania przewodów, jeśli nie trafiłeś z poaryzacją.

    Sam uzywam takiego (prostego) analogowego miernika z elektroniką, tylko mam ustrój z zerem po środku, świetnie daje sobie radę z napięciami które są niestabilne na cyfrowym tylko cyferki migaja, a tu widać co się dzieje.

    0
  • #6 25 Sie 2014 21:52
    trebuch1
    Poziom 24  

    Spróbuję zrobić testy z LM324 dając mu na wyjscie jakiś MOSFET.
    Dla LM324 jest szansa na zastosowanie pojedynczego zasilania.
    Jeśli nie będzie dryftu prądowego ponad margines błędu (np +/- 0.2%) a przy pojedynczym zasilaniu z prądem zjadę do zera to juz będzie super.
    MCP6001 jest OK, ale nie wiem czy da się go zasilić pojedynczym napięciem.
    Zygaqra, nie podchodź do tematu tak emocjonalnie. Ten woltomierz będzie naprawdę prosty. Sztuką jest tylko dobranie dwóch elementów aktywnych.

    0
  • #7 25 Sie 2014 22:25
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Spróbuję zrobić testy z LM324 dając mu na wyjscie jakiś MOSFET.
    Dokładnie odwrotnie niż ja napisałem, to niestety jest bez sensu, LM358/LM324 ma spory offset i prąd wejściowy,choć wydajności prądowej mu nie zabraknie, wymaga min 3V zasilania, a dokładając MOSFET'a osiągniesz gorsze efekty niż bez.

    Cytat:
    Jeśli nie będzie dryftu prądowego ponad margines błędu (np +/- 0.2%) a przy pojedynczym zasilaniu z prądem zjadę do zera to juz będzie super.
    Nie wiem o którym dryfcie piszesz, ja wspominałem tylko o eliminacji wpływu TWR Cu ~4%/10°C.

    Cytat:
    MCP6001 jest OK, ale nie wiem czy da się go zasilić pojedynczym napięciem.
    To jest pełny rail-to-rail, input and output, LM358 "rail" osiąga tylko z jednej strony (od 0V), jeśli zrezygnujesz z wymagania na 2V to LM358 da radę, tylko ten prąd wejściowy może dawać duże offsety, 45nA to sporo.
    MCP6001 ma mały prąd wejściowy, ale offset mógł by mieć mniejszy - choć ten 1% to możan wyzerować mechanicznie w ustroju.

    Cytat:
    Zygaqra, nie podchodź do tematu tak emocjonalnie.
    To nie emocje, to klasyczny elektrodowy styl trolowania®, sam czasem też czasem temu ulegam to wiem ;)

    0
  • #8 25 Sie 2014 22:34
    miegod
    Poziom 14  

    MCP może pracować z pojedynczym napięciem. Wydajność źródeł prądowych stopnia wyjściowego także wystarczy do zasilenia ustroju pomiarowego. Można także zastosować napięcie offsetu.

    0
  • #9 25 Sie 2014 23:13
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Nie wiem skąd wymaganie co do zasilania 2V ?
    Zresztą nawet przy 5V MCP ma niewielki prąd wyjściowy - ok. 20mA, przy 2V tylko ok. 6mA - i to prąd zwarciowy, pamiętaj że przy zwiększaniu Iwy układ traci własności rail-to-rail (maleje Uwy - rośnie jego odstęp od napięcia zasilania).
    http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21733j.pdf
    Fig.2-14 - nie podano przy jakim napięciu zasilania, i wątpię w prawdziwość tego wykresu, bo nawet jeśli to dla Uzas=5V, to Vdd-Voh=0,4V dla Iwy=10mA a przy zwarciu wyjścia (U=0) - I=23mA ?
    Tak czy inaczej wtórnik na tranzystorze na wyjściu jest konieczny, ale nie FET ale BJT.
    LM358 ma kilkukrotnie większy dryft temp. od MCP - więc raczej MCP, tym bardziej że LM ma bardzo duży Ibias=45nA.
    Aha - każdy WO może pracować z pojedynczym zasilaniem.

    0
  • #10 26 Sie 2014 18:48
    trebuch1
    Poziom 24  

    Dziękuję wszystkim. Pomogliście mnie naprowadzić a zwłaszcza jarek_lnx
    Niestety nie widzę przycisku "Pomógł". Czasowo wyłączam się z tematu.

    0
  • #11 21 Wrz 2014 20:10
    trebuch1
    Poziom 24  

    Zastosowałem CA3140. Tani i b.dobrze sie spisuje. Liniowośc OK.
    Zasilanie jak kto woli. Pojedyncze +5V lub podwójne (+/-) 5-9V.
    W moim ukladzie jako konweter o zakresie 0-0,5V/0-13mA.

    0
  • #12 21 Wrz 2014 20:49
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Zastosowałem CA3140. Tani i b.dobrze sie spisuje. Liniowośc OK.
    Kiedy zrezygnowałeś z niskiego napiecia zasilania i małego poboru prądu wybór wzmacniacza operacyjnego stał się banalny, należy podsumować - poddałeś sie bez walki, oklasków nie będzie ;)

    Pisałeś
    Cytat:

    Zależy mi też, aby napięcie zasilania było jak najniższe z powodu niepotrzebnych strat przy zasilaniu bateryjnym.


    Gdybyś użył dwóch baterii alkalicznych LR6 (3V pojemność ok 2,5Ah) i wspomnianego MCP6001 (prąd zasilania 100µA) przyrząd mogł by nie mieć wyłącznika bo baterii starczylo by na ponad 2,5 roku, nie licząc prądu pobieranego w czasie pomiarów.

    CA3140 przy 5V pobiera ok 2mA dla 5V potrzeba czterech baterii 1,5V co zajmuje dużo miejsca, jakby zastosować baterię 9V (alkaliczna ma ok 0,5Ah) czas pracy (a raczej oczekiwania) wyjdzie 10 dni (100x gorzej i do tego bateria droższa).

    Cytat:
    Zastosowałem CA3140. Tani i b.dobrze sie spisuje.

    :D

    0
  • #13 21 Wrz 2014 22:53
    trebuch1
    Poziom 24  

    trebuch1 napisał:
    Ten woltomierz ma być stołowy i zasilany z sieci 230V (bateria tylko na okazjonalne użycie w innych okolicznościach)..


    Nie oczekiwałem oklasków. Użyłem częsci "leżaki".

    0