Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniacz napięcia z sondy PH

HitTive 02 Paź 2015 23:17 2862 37
  • #1 02 Paź 2015 23:17
    HitTive
    Poziom 13  

    Witam,
    chciałbym zbudować wzmacniacz napięcia do sondy PH. Najbardziej przystępnym urządzeniem wydaje mi się wzmacniacz, który wystąpił w tym projekcie : https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2090041.html . W mojej wersji domyślnie ma być zasilany napięciem 3v3. Czy w tym przypadku potrzebuję modyfikacji schematu?

  • Megger
  • Pomocny post
    #2 03 Paź 2015 00:49
    Setel
    Poziom 25  

    Niestety, podany link nie działa. Wydaje mi się, że 3,3 V to za mało. Dlaczego 3,3 V? Jeżeli ma być zasilanie bateryjne, to raczej 9 V.

  • Pomocny post
    #3 03 Paź 2015 00:58
    jesion40
    Poziom 27  

    Nie jestem pewien, czy rozumiem co chcesz uzyskać. Tamten temat dotyczy MIERNIKA ph, którego elementem składowym jest WZMACNIACZ. Ty piszesz o wzmacniaczu, więc rozumiem, że chcesz sam wzmacniacz wykorzystać w innym projekcie.

    Schemat podany w pliku Schemat jest niekompletny - nie podaje jak rozwiązane jest zasilanie TL074 - czterokrotnego wzmacniacza operacyjnego użytego w tym projekcie.

    Dane układu możesz znaleźć np. tu: TL074, wynika z niech, że układ powinien być zasilany symetrycznie i to stosunkowo dużym napięciem, minimum +-5V. Zasilanie powinno być odpowiednio większe od zakresu zmian napięć wejściowych i wyjściowych. O ile na wejściu napięcie jest bliskie 0, to na wyjściu jego zmiany są 6x większe, więc należy to uwzględnić dobierając zasilanie.

    Jak widać asymetryczne zasilanie 3,3V nie nadaje się do tego celu.

    Istnieją wzmacniacze operacyjne przystosowane do pracy z zasilaniem asymetrycznym i to o niskim napięciu, np LM324 ale raczej na pewno będą miały znacznie gorsze parametry, choć jak poszukasz, może znajdziesz coś ciekawego. Zwróć przy tym uwagę na wymogi sondy pomiarowej - podejrzewam, że musi pracować z wzmacniaczem o wysokiej impedancji wejściowej a przy tym dość stabilnym temperaturowo i czasowo.

    Niezależnie od powyższego projektując zasilanie takiego układu zwróć uwagę aby napięcia zasilające były stabilne i wolne od zakłóceń.

  • #4 03 Paź 2015 10:59
    HitTive
    Poziom 13  

    Dziękuje za odpowiedzi. Nie znam się za bardzo na elektronice analogowej, dlatego mam pytania. Potrzebuję schematu wzmacniacza do napięcia z sondy ph zasilanego najlepiej z 3v3, dlatego że mój mikrokontroler pracuje na tym napięciu. Maksymalne napięcie wyjściowe ze wzmacniacza powinno wynosić również 3v3 dlatego, że tylko do tej wartości jestem w stanie mierzyć. Czy może ktoś mi podać jakieś propozycje ? :)

  • Pomocny post
    #5 03 Paź 2015 22:44
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Potrzebuję schematu wzmacniacza do napięcia z sondy ph zasilanego najlepiej z 3v3, dlatego że mój mikrokontroler pracuje na tym napięciu. Maksymalne napięcie wyjściowe ze wzmacniacza powinno wynosić również 3v3 dlatego, że tylko do tej wartości jestem w stanie mierzyć. Czy może ktoś mi podać jakieś propozycje ? :)
    Wydaje mi się, że masz do tego niewłaściwe podejście. Dysponując tylko asymetrycznym napięciem 3,3 V będziesz mocno ograniczony w wyborze układów wzmacniaczy operacyjnych, a to w przypadku precyzyjnych wzmacniaczy takich jak ten do sondy. O ile nie ma tu znaczenia pasmo przenoszenia, szybkość i np. zakres napięć we i wy to już bardzo istotny jest dryf temperaturowy.

    Ostatecznie przecież te 3,3V skądś się bierze, więc może zastanów się co by się dało wykorzystać. Jakie masz zasilanie? Jakie możliwości ingerencji w zasilanie? Jakie ograniczenia odnośnie poboru energii? Jakie ograniczenia finansowe i inne? Jakie szczególne wymogi (np. praca okresowa? ciągła? dokładność? stabilność?)?

    Wydaje się, że schemat wzmacniacza, który wskazałeś jest dobrym punktem wyjścia o ile możesz spełnić jego wymogi i zaakceptować ograniczenia. Przy okazji w linku na końcu przykleiła się bodaj kropka, dlatego trzeba się trochę pogimnastykować zanim uda się z niego skorzystać.

    Analizując jego działanie można stwierdzić, że jest to wzmacniacz o ograniczonym paśmie (dolnoprzepustowy) o wzmocnieniu = 6. Najwyraźniej nacisk położono na mały dryft przy dużej impedancji wejściowej. Użyto czterokrotnego wzmacniacza, ale pewnie można by zrobić choćby na legendarnym wzmacniaczu hybrydowym HLY 7006R stosowanym w kultowym mierniku V640. Cechuje się on m. innymi wyjątkowo dobrym zrównoważeniem i małym dryftem - co głównie jest zasługą dobieranych w procesie produkcyjnym par tranzystorów wejściowych. No, ale on też wymaga co najmniej kilkanaście V napięcia zasilającego.

  • Megger
  • Pomocny post
    #6 04 Paź 2015 09:21
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Stosując pojedyncze napiecie 3,3V da sie to zrobić ale na drugą elektrodę sondy PH będziesz musiał podać offset żeby zarówno ujemne jak i dodatnie napiecia z sondy zmieściły sie w zakresie napięć pierwszego stopnia.

    Ja bym zrobił sztuczną masę na potencjale 1,6V wzmocnioną wtórnikiem na WO a dalej wzmacniacz nieodwracający do sondy ze sprzężeniem opartym o wcześniej wspomnianą sztuczna masę, żeby wyjście mieściło siew zakresie ADC.

    Wzmacniaczy na 3,3V jest wiele, ale patrz przedewszystkim na mały prąd wejsciowy, offeset i jego dryft w drugiej kolejności, bo przy sygnałach kilkuset mV z sondy offset byle jakiego wzmacniacza - pojedyncze mV nie będzie problemem jeśli bedzie stały, sondę i tak trzeba kalibrować.

  • #7 04 Paź 2015 23:54
    HitTive
    Poziom 13  

    Dziękuje za odpowiedzi. Dysponuje jeszcze napieciami 12V i 5 V, ale mierzyć mogę jedynie do 3v3. Wpadłem na nowy pomysł. Sonda generuje napięcie od -400mV do 400mV. Wydaje mi się, że takie napięcie mógłbym mierzyć bezpośrednio i to z dużą dokładnością 12bit-owym przetwornikiem ADC w STM32. Co o tym sądzicie?

  • Pomocny post
    #8 05 Paź 2015 07:48
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Prąd wejściowy i rezystancja wejściowa ADC to zupełnie nie ten rząd wielkości co potrzebujesz.

  • Pomocny post
    #9 05 Paź 2015 11:58
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Dziękuje za odpowiedzi. Dysponuje jeszcze napieciami 12V i 5 V, ale mierzyć mogę jedynie do 3v3. Wpadłem na nowy pomysł. Sonda generuje napięcie od -400mV do 400mV. Wydaje mi się, że takie napięcie mógłbym mierzyć bezpośrednio i to z dużą dokładnością 12bit-owym przetwornikiem ADC w STM32. Co o tym sądzicie?
    Skorzystaj z 12, dodatkowo dołóż filtr choćby najprostszy RC na zasilaniu żeby nie wpuszczać zakłóceń na część analogową - pamiętaj też o utworzeniu wydzielonej części masy przez którą nie płyną impulsy prądowe z części prądowej.

    Gdybyś np. użył tego HLY 7006R to masz gwarancję dużej impedancji wejściowej i małego dryfu napięcia niezrównoważenia. Ma on też wbudowane wysokostabilne napięcie odniesienia, które mógłbyś wykorzystać jako napięcie odniesienia dla sondy i zarazem do układu przesunięcia napięcia na wyjściu aby zakres napięć wyjściowych trafił do zakresu, w którym możesz mierzyć napięcia. Pamiętaj o ograniczeniu pasma już na etapie wzmocnienia, żeby zakłócenia niepotrzebnie nie utrudniały pomiaru.

    Stabilne napięcie odniesienia jest istotne, jeżeli masz napięcie wejściowe o zmieniającej się polaryzacji i musisz je przenieść na zakres unipolarny obsługiwany przez przetwornik. Jak widać samo stabilne wzmocnienie (co zapewnią ci stabilne rezystory sprzężenia zwrotnego) nie wystarczą, bo na wejściu przetwornika będziesz miał nie k x Uwe tylko k x (Uwe - p x Uo).

    Nie wiem jaką część zakresu pomiarowego chcesz wykorzystać, być może nie będzie konieczności aby przesuwać zakres na sam dół (od zera). Gdyby jednak tak było, to użyj drugiego wzmacniacza tylko do tego celu. Będzie on pracował już na dużym poziomie sygnału i małych impedancjach, więc nie musisz się przejmować ani dryfem ani impedancją wejściową.

    Jak widać kluczowy jest pierwszy wzmacniacz.

    Oczywiście jest wiele nowoczesnych wzmacniaczy operacyjnych, które tu się sprawdzą, ale nie jestem w tym na bieżąco, więc nie będę się silił na proponowanie konkretnego typu.

  • #10 05 Paź 2015 17:07
    HitTive
    Poziom 13  

    Jeszcze raz dziękuje za odpowiedzi. Znalazłem układ LF444. Na stronie 10 dokumentacji jest schemat dedykowany do wykorzystania razem z tym wzmacniaczem.

    Napięcie symetryczne (-12V i 12V) mam zamiar uzyskać dzięki układowi ICL7660s .

    Jedynym problemem dla mnie jest napięcie wyjściowe ( 0-10V). Chciałbym, żeby zawierało się w 0-3V3. Czy macie pomysł na uzyskanie takiego napięcia?

  • Megger
  • #11 06 Paź 2015 01:09
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Jeszcze raz dziękuje za odpowiedzi. Znalazłem układ LF444. Na stronie 10 dokumentacji jest schemat dedykowany do wykorzystania razem z tym wzmacniaczem.
    Owszem, ten wzmacniacz wygląda całkiem przyzwoicie, ale nie ma powodu odchodzić od TL-074 jeżeli nie upierasz się przy asymetrycznym zasilaniu 3,3V

    HitTive napisał:
    Napięcie symetryczne (-12V i 12V) mam zamiar uzyskać dzięki układowi ICL7660s .
    No i pięknie, ale weź pod uwagę, że skoro i tak musisz przesuwać poziom napięcia wyjściowego żeby dopasować go do przetwornika, to równie dobrze możesz skorzystać z napięcia asymetrycznego, byle było dostatecznie wysokie. Dla LF444 asymetryczne +12 V wystarczy, o ile nie będziesz go zmuszał do zejścia z napięciem wyjściowym poniżej 2V (o tym dalej).

    HitTive napisał:
    Jedynym problemem dla mnie jest napięcie wyjściowe ( 0-10V). Chciałbym, żeby zawierało się w 0-3V3. Czy macie pomysł na uzyskanie takiego napięcia?
    To akurat twój najmniejszy problem, wystarczy pasywny dzielnik napięcia 6k7 + 3k3 prawda? :D

    Jak widać możesz użyć noty aplikacyjnej LF444 na końcu zwykłym dzielnikiem napięcia sprowadzić napięcie do zakresu, jaki potrzebujesz. Zakładam, że rezystancja wejściowa jest dostatecznie duża i stabilna by mogła współpracować z takim dzielnikiem o rezystancji wyjściowej rzędu 2kΩ.

    Tak naprawdę jednak nie w tym leży twój problem i niekoniecznie tak warto go rozwiązywać. Zastanówmy się najpierw jak działają układy, na których chcesz się wzorować, ten na TL074 i ten z noty LF444.

    W obu przypadkach pierwszy stopień to wtórnik napięciowy zapewniający maksymalną impedancję wejściową. Następnie w obu przypadkach mamy filtr dolnoprzepustowy o wzmocnieniu dla DC = +1. Trzeci stopień w pierwszym przypadku to wzmacniacz o wzmocnieniu +2, ten układ nie przewiduje analogowego kalibrowania i zerowania, więc nie ma tu żadnej regulacji. Układ z noty ma większe wzmocnienie regulowane w zakresie ok. + 14..18. Ten układ jest czysto analogowy, stąd konieczność regulacji wzmocnienia i przesunięcia "0" (w ostatnim stopniu). I oto ostatni stopień, który w pierwszym przypadku ma wzmocnienie - 3, co daje łącznie wzmocnienie - 6 a w drugim przypadku -1, co daje łączne wzmocnienie - 14 .. -18.

    Co istotne w obu przypadkach następuje tam przesunięcie zakresu napięć wyjściowych, co uzyskano przez podanie odpowiedniego napięcia (uzyskanego z dzielnika) na wejście "+" ostatniego wzmacniacza. Dlatego stabilność napięcia podanego w tym punkcie ma bezpośredni wpływ na dokładność pomiaru. Jeżeli napięcie, które będziesz podawał zmieni się o 6mV w pierwszym albo 16mV w drugim przypadku to będzie to równoważne zmianie napięcia z sondy o 1mV. Albo inaczej, skoro zmiana 0..10V odpowiada zmianie o 0..10°pH to w tym punkcie 1V to 1° pH.

    Tak więc najpierw trzeba sobie odpowiedzieć na pytania:
    1) Jaki ma być zakres pomiarowy układu?
    2) Jaką zakładasz dokładność pomiaru?
    3) Jaką zakładasz rozdzielczość pomiaru?
    4) Jaka jest dokładność przetwornika?
    5) Jaka jest rozdzielczość przetwornika?
    6) Jakie jest napięcie odniesienia przetwornika?
    7) Jaka jest wartość i stabilność rezystancji wejściowej przetwornika?

    Nie ma sensu dać rozdzielczości znacznie większej niż dokładność, bo i tak będą to wartości nieistotne, równie dobrze możesz podawać wynik do 10 miejsca po przecinku generując 8 ostatnich cyfr losowo :D

    Jeżeli więc wyjdzie na to, że np. sens ma tylko pomiar do 1/10°pH a przetwornik ma przyzwoitą dokładność i rozdzielczość, to nie ma potrzeby wykorzystywania całego jego zakresu pomiarowego, tylko np. raptem 1/10. Wtedy możesz skorzystać z napięcia asymetrycznego, uzyskać na wyjściu np. zakres 4..8V, przesunąć go pasywnie na 1,5..3,0V i mierzyć z dużym zapasem.

    Podaj odpowiedzi na pytania powyżej to wybierzemy rozsądny wariant.

  • #12 14 Paź 2015 14:11
    HitTive
    Poziom 13  

    Dziękuje za zainteresowanie. Jeżeli chodzi o temat wzmacniaczy coraz więcej informacji jest dla mnie zrozumiałych. Popytałem znajomych akwarystów i minimalny zakres pomiarowy układu powinien wynosić 6-8 PH z dokładnością 0.1. Jednak odpowiadający mi zakres powinien wynosić od 4 do 9, aby można było kalibrować urządzenie wartościami z tego przedziału.

    Chcę także umożliwić podłączenie różnych sond pomiarowych więc nie mogę odpowiedzieć na ostatnie 4 pytania.

    Dany wzmacniacz ma być elementem komputera akwariowego, który tworzę na pracę inżynierską. Dlatego powinien być to już opracowany i łatwo dostępny schemat ( jak LF444). Oczywiście nie wykluczam użycia TL074 jeżeli będzie to lepsze rozwiązanie.

    Jestem także za tym, żeby układ miał jak najmniej elementów, czyli brak ICL7660s będzie zaletą.

  • #13 21 Paź 2015 21:38
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Dziękuje za zainteresowanie. Jeżeli chodzi o temat wzmacniaczy coraz więcej informacji jest dla mnie zrozumiałych. Popytałem znajomych akwarystów i minimalny zakres pomiarowy układu powinien wynosić 6-8 PH z dokładnością 0.1. Jednak odpowiadający mi zakres powinien wynosić od 4 do 9, aby można było kalibrować urządzenie wartościami z tego przedziału.
    Zakres 6-8 z rozdzielczością 0,1 to raptem 20 wartości. Nawet zakres 4-9 z rozdzielczością 0,05 to tylko 100 wartości więc raptem 7 bitów. Jak widać nie ma potrzeby wykorzystywania całego zakresu pomiarowego nawet bardzo przeciętnego przetwornika.

    HitTive napisał:
    Chcę także umożliwić podłączenie różnych sond pomiarowych więc nie mogę odpowiedzieć na ostatnie 4 pytania.
    Nieporozumienie - pytania dotyczą przetwornika pomiarowego, który chcesz użyć do pomiaru wzmocnionego już napięcia. Jak rozumiem chcesz wykorzystać przetwornik wbudowany w mikrokontroler, którego masz zamiar użyć. Jakie więc są jego parametry?

    HitTive napisał:
    Dany wzmacniacz ma być elementem komputera akwariowego, który tworzę na pracę inżynierską. Dlatego powinien być to już opracowany i łatwo dostępny schemat ( jak LF444). Oczywiście nie wykluczam użycia TL074 jeżeli będzie to lepsze rozwiązanie.

    Jestem także za tym, żeby układ miał jak najmniej elementów, czyli brak ICL7660s będzie zaletą.
    Zadanie wydaje się dosyć proste. Trzeba tylko realistycznie określić oczekiwania pod względem parametrów układu. Do tego zmierzają te pytania.

  • #14 22 Paź 2015 02:33
    HitTive
    Poziom 13  

    Do pomiaru wzmocnionego napięcia chcę użyć 12 bitowego przetwornika wbudowanego w mikrokontroler. Generalnie sam pomiar nie jest problemem.

  • #15 27 Paź 2015 20:48
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Do pomiaru wzmocnionego napięcia chcę użyć 12 bitowego przetwornika wbudowanego w mikrokontroler. Generalnie sam pomiar nie jest problemem.
    No właśnie. Podsumowując potrzebujesz wzmacniacza o dużej rezystancji wejściowej, niewielkim napięciu niezrównoważenia - choć tu akurat ważniejszy jest mały dryf tego napięcia niż bezwzględna wartość. Dysponujesz wystarczającym napięciem zasilania, możesz uzyskać zasilanie symetryczne. Przetwornik ma na tyle dużą rozdzielczość, że możesz zrezygnować z części zakresu napięć wejściowych nie musisz więc przesuwać poziomu, wystarczy sprowadzenie napięcia wyjściowego wzmacniacza do zakresu przetwornika zwykłym dzielnikiem napięcia.

    Poskładaj to teraz do kupy wychodząc od pierwszego lub drugiego ze schematów, które wyszukałeś i masz cały projekt :)

  • Pomocny post
    #16 27 Paź 2015 23:53
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Sonda pH potrzebuje wzmacniacza o małym prądzie polaryzacji wejścia; TL074 ma typowy 65pA, LF444 10pA; są wzmacniacze o prądzie poniżej 1pA.
    Osobna sprawa, czy uda się zrobić z tego użytek - bo jeśli przez izolację popłynie większy prąd, to na nic się nie zda mały prąd wejścia wzmacniacza.

  • #17 28 Paź 2015 01:45
    jesion40
    Poziom 27  

    _jta_ napisał:
    Sonda pH potrzebuje wzmacniacza o małym prądzie polaryzacji wejścia; TL074 ma typowy 65pA, LF444 10pA; są wzmacniacze o prądzie poniżej 1pA.
    Osobna sprawa, czy uda się zrobić z tego użytek - bo jeśli przez izolację popłynie większy prąd, to na nic się nie zda mały prąd wejścia wzmacniacza.
    Rozważania autora tematu oparte są o dwa konkretne, sprawdzone projekty na TL074 i LF444 więc nie szukałbym tu jeszcze dodatkowego problemu.

  • #18 01 Lis 2015 17:33
    HitTive
    Poziom 13  

    Witam ponownie,
    proszę o ocenę wykonanego przeze mnie schematu. Zastosowałem w nim wzmacniacz LF444 i konwerter napięcia ICL7660S. Chciałbym wiedzieć czy nie zawiera on błędów. Schemat wykonany w programie Altium 10.

    Wzmacniacz napięcia z sondy PH

    Dokumentacje do układów:
    http://www.farnell.com/datasheets/1902723.pdf
    http://www.intersil.com/content/dam/intersil/documents/icl7/icl7660s-a.pdf

  • #19 01 Lis 2015 22:19
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Witam ponownie,
    proszę o ocenę wykonanego przeze mnie schematu. Zastosowałem w nim wzmacniacz LF444 i konwerter napięcia ICL7660S. Chciałbym wiedzieć czy nie zawiera on błędów.
    Szczerze mówiąc jak kopiujesz wprost z not, to mógłbyś się trochę bardziej postarać ;)

    Zacznijmy od zasilania - noty przewidują użycie kondensatorów 10µF. Z pewnością nie jest to wartość krytyczna, ale proponowane przez Ciebie 100pF to z pewnością grubo za mało :)

    Co do wzmacniacza, to nie ma sensu robić tak precyzyjnych układów do kalibracji i kompensacji temperatury. Oczywiście mogą być, choć jak zmieniłeś napięcie zasilania (w stosunku do noty) z 15 na 12 to i wartości w dzielniku do kalibracji należy odpowiednio zmienić.

    Proponuję jednak darować sobie ten analogowy proces kalibracji i zastąpić go cyfrowym.

    Dzielnik na wyjściu oczywiście sprowadzi napięcie do zakresu pomiarowego, ale po co w takim razie chcesz rozciągać zakres napięć na wyjściu wzmacniacza do 0..10V? To zaledwie o 2V mniej od napięcia zasilania i prosisz się o kłopoty. Na dokładkę ostatni stopień ma wzmocnienie równe -1, więc problem dotyczy już przedostatniego stopnia. Zamiast tego zmniejsz wzmocnienie przedostatniego stopnia korygując odpowiednio przesunięcie poziomu na ostatnim stopniu.

  • #20 02 Lis 2015 12:46
    HitTive
    Poziom 13  

    Czy przesunięcie poziomu na ostatnim stopniu wypłynie jakkolwiek na wzmocnienie na stopniu przedostatnim? Ogólnie wzmacniacze to całkowicie nie mój temat i nigdy na nich nie pracowałem więc jest mi dosyć ciężko to zrozumieć. Mam jeszcze obawy dotyczące poprawności ICL7660S. Czy na pewno jest dobrze podłączony (nie biorąc pod uwagę kondensatorów:) )?

  • #21 02 Lis 2015 19:29
    jesion40
    Poziom 27  

    HitTive napisał:
    Czy przesunięcie poziomu na ostatnim stopniu wypłynie jakkolwiek na wzmocnienie na stopniu przedostatnim? Ogólnie wzmacniacze to całkowicie nie mój temat i nigdy na nich nie pracowałem więc jest mi dosyć ciężko to zrozumieć.
    W układach, w których można pominąć ich parametry częstotliwościowe wzmacniacze operacyjne są bardzo wdzięcznymi elementami. Jeżeli stosujesz tylko lokalne sprzężenia zwrotne, to każda cegiełka działa praktycznie niezależnie. Musisz jednak pamiętać o ograniczeniach, np. co do zakresu napięć na wyjściu.

    W twoim układzie pierwszy wzmacniacz (dla niepoznaki o nr 2) stanowi wtórnik. Na jego wyjściu masz dokładnie to, co na wejściu, tyle że układ ma bardzo dużą impedancję wejściową a małą wyjściową, co pozwala nie obciążając sondy robić dalej co trzeba.

    Drugi wzmacniacz (nr 1) to filtr, on jedynie kształtuje charakterystykę częstotliwościową żeby wyciąć zakłócenia. Dla sygnału DC też ma wzmocnienie równe +1.

    Trzeci wzmacniacz (nr 3) faktycznie wzmacnia napięcie. Wartość wzmocnienia reguluje się potencjometrem R8 - u Ciebie można by to wyrzucić, to wszystkie takie operacje możesz robić cyfrowo, po pomiarze. Gdyby wyrzucić R11, R12, R13 i połączyć oba końce R8 wyprowadzając z tego punktu sygnał na wzmacniacz to wartość wzmocnienia byłaby równa 1+ R7/R6. R11-R13 służą jedynie do ustawienia pożądanych wartości granicznych regulacji na R8.

    Czwarty wzmacniacz (nr 4) daje wzmocnienie -1 a ponadto dzięki podaniu pewnej wartości napięcia stałego z R5 na wejście nieodwracające pozwala na przesunięcie zakresu napięć wyjściowych, przy czym również i w tym przypadku regulację możesz sobie odpuścić i zrealizować ją potem cyfrowo. Jeżeli napięcie na suwaku potencjometru R5 oznaczymy jako Uo a na wejściu tego stopnia jako Ui to na wyjściu dostaniemy Uwy = Uo + (Uo-Uwe)*R3/R4 czyli dla R3=R4 Uwy= 2Uo - Uwe.

    Biorąc pod uwagę, że przy wartościach R5, R9 i R10 przyjętych wprost z układu referencyjnego zakres regulacji Uo to ok. 2.8 .. 4.4V albo raczej 3.5V +/- 0.8V to jak widać przesunięcie na wyjściu to ok. 7V, a zakres na wejściu tego stopnia to +7 .. -3 V.

    Projektant referencyjnego układu postawił sobie za cel uzyskanie prostego przeniesienia zakresu pH 0..10 na zmianę napięcia wyjściowego 0..10V. Ty masz inne potrzeby i w związku z tym powinieneś zmienić parametry układu, zwłaszcza stopni 3 i 4. Właściwie stopień nr 4 w ogóle nie jest Ci potrzebny, wystarczy zrobić dzielnik z wyjścia stopnia nr 3 łącząc we wspólnym węźle stanowiącym wyjście całego układu jeden rezystor z wyjścia stopnia nr 3, jeden do masy i jeden do stałego poziomu odniesienia np. 12V.

    W ten sposób zakres na wyjściu stopnia nr 3 (+7 .. -3) przesuniesz na zakres +3..0 i gotowe. Wartości Ci nie wyliczę, bo w końcu musisz mieć jakąś frajdę, że coś zrobiłeś sam, nie? ;)

    Oczywiście możesz zamiast tego użyć układu takiego, jak narysowałeś zostawiając stopień nr 4. Zmniejsz jednak wtedy wartość R3 dobierając jednocześnie odpowiednio wartość Uo tak, by od razu na wyjściu stopnia mieć zakres 0..3V albo chociaż 0..5V aby nie zbliżać się z napięciem wyjściowym do wartości napięcia zasilania.

    HitTive napisał:
    Mam jeszcze obawy dotyczące poprawności ICL7660S. Czy na pewno jest dobrze podłączony (nie biorąc pod uwagę kondensatorów:) )?
    Użyj układu referencyjnego i masz gotowe rozwiązanie.

  • #22 13 Lis 2015 19:23
    HitTive
    Poziom 13  

    Witam, poprawiłem już schemat i chciałbym go zaprezentować. Zaznaczyłem też jakich napięć spodziewam się na wyjściu każdego wzmacniacza.
    Wyliczenia wartości rezystorów do wzmacniaczy opierałem na założeniu, że chcę uzyskać zakres pomiarowy równy 3->9 PH. Co przekłada się na -0.914V -> 0.45V na wyjściu sondy. Wzór dla ostatniego wzmacniacza wyliczyłem korzystając z tej strony: http://www.leon-instruments.pl/2013/09/wzmacniacz-roznicowy.html

  • Pomocny post
    #23 13 Lis 2015 22:14
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Zastosowanie na wejściu wtórników (i to dwóch) znacznie zwiększy błąd pochodzący z napięcia niezrównoważenia. Lepiej wzmacniać na pierwszym stopniu.

  • #24 15 Lis 2015 12:15
    HitTive
    Poziom 13  

    Gonią mnie terminy więc uważam, że najlepszą opcją jest zostanie przy tym co zaprojektowałem. Jeżeli nikt nie widzi potencjalnych błędów to zabieram się do projektowania PCB. Dziękuje wszystkim za pomoc :)

  • #25 07 Kwi 2016 21:39
    luki05
    Poziom 11  

    Witam,
    również jestem na etapie budowy ph metru. Nie opieram się na gotowcach tylko składam po kolei tor pomiarowy.

    Już na samym początku mam problem.
    zacząłem od podłączenia sondy do wtórnika napięciowego i pomiaru napięcia za pomocą miernika.
    Problem polega na tym że testuję to na 3 wzmacniaczach i na każdym są inne wyniki. Dodatkowo bardzo zdziwiło mnie że gdy odwrócę podłączanie sondy to wartość napięcia odwraca się ale jest znaczna różnica (a wydaje mi się że powinno być takie samo tylko z innym znakiem)

    Podczas testowanie uzyskałem następujące wyniki (sonda cały czas w tym samym roztworze)

    Wzmaczniacz TL072
    -35 mV -40 mV
    po zmianie podłączenia
    160 mV 190 mV

    TL082
    -48 mV -50 mV
    75 mV 100 mV


    OPA2277
    -19 mV -21 mV
    30 mV 50 mV


    Przy tych wartościach dodatnich napięcie było bardzo niestabilne- duże i szybkie tętnienia.

    Czym to może być spowodowane? Czy tak powinno być, czy jednak tak jak mi się wydaje, że tylko znak powinien się zmienić a wartość pozostać na tym samym poziomie?

  • #26 07 Kwi 2016 22:47
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Z tego co pamiętam sondy PH wymagają bardzo dużej rezystancji wejściowej wzmacniacza i bardzo małych prądów polaryzacji, OPA2277 i TL0x2 do najlepszych pod tym względem nie należą,, oprócz tego może być potrzeba filtrowania zakłóceń z sieci oraz RFI.

  • #27 07 Kwi 2016 23:14
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Czy te napięcia są przeliczone na wejście wzmacniacza, czy zmierzone na wyjściu?

  • #28 08 Kwi 2016 08:13
    luki05
    Poziom 11  

    Z tego co widziałem to inni robią na tl074 więc to taki sam wzmacniacz co tl072 a jego rezystancja wejściowa to 10^12 Ohm.

    Ale czy to ma aż taki wpływ na odwrócenie polaryzacji(podłączenia)?

    Cytat:
    Czy te napięcia są przeliczone na wejście wzmacniacza, czy zmierzone na wyjściu?

    To są napięcia na wyjściu wzmacniacza(wtórnika).

  • #29 08 Kwi 2016 09:47
    _jta_
    Specjalista elektronik

    To może być rezultat złej izolacji - wystarczy dotknąć palcem i pozostawić ślad, który zwykle ma mniejszy opór, niż sonda...

    Mogą też być zakłócenia o dużej częstotliwości, które są prostowane na złączach półprzewodnikowych.

  • #30 08 Kwi 2016 09:59
    luki05
    Poziom 11  

    Nie bardzo wiem o jaką izolację chodzi?
    Chodzi o dotykanie palcem styków wzmacniacza?

TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo