Cześć, poszukuję rozwiązania następującego problemu. Mam sygnał który zmienia się dynamicznie od 2,49V do 2,51V i chcę go przekształcić na sygnał 0-5V. Nie byłoby żadnego problemu gdyby nie jedna rzecz charakterystyczna dla wzmacniaczy operacyjnych(tu AD8628).
Poszukuje rozwiązania które zmniejszy to opóźnienie z tych ponad 10us... do powiedzmy 1us max, przy jednoczesnym zachowaniu napięcia niezrównoważenia na poziomie <400uV. Czy ktoś ma jakiś pomysł?
Ten wykres to masz chyba nie z datasheet AD8628 ?
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8628_8629_8630.pdf To powolny WO z auto-zerowaniem.
Z datasheet:
Many auto-zero amplifiers are plagued by a long overload recovery time, often in ms, due to the complicated settling behavior of the internal nulling loops after saturation of the outputs. The AD8628/AD8629/AD8630 have been designed so that internal settling occurs within two clock cycles after output saturation occurs. This results in a much shorter recovery time, less than 10 μs, when compared to other auto-zero amplifiers. Użyj szybszego, albo - lepiej, bo nie chcesz wzmacniać tylko konwertować - szybkiego komparatora ustawionego na przełączanie przy Uwe=2,500V.
Jak rozumieć to:
sorry1 napisał:
zachowaniu napięcia niezrównoważenia na poziomie <400uV
?
Chodzi o wejściowy offset WO czy uzyskane Uwy=0V+-0,4mV/5V+-0,4mV ?
Jeśli to pierwsze to przecież nie musisz mieć WO z auto-zero bo zwykły (szybszy) WO czy komparator wyzerujesz zwykłym sposobem.
Jeśli to drugie - to problem, bo WO nawet typu R2R da Uwy zbliżone do szyn zasilania o 0,4mV tylko przy prądach obc. do ok. 10 mikroA. Chyba że to wystarczy - szukaj coś spośród R2R np. https://www.tme.eu/pl/katalog/wzmacniacze-ope...ms=2%3A632%3B383%3A1443898%3B804%3A1503476%3B -patrz na odstępy Vout od szyn zasilania, szybkość (overload recovery), Vos, ewent. dryft termiczny. Zasilaj 5V.
Nawet MOSFET o niskim Rdson rzędu 0,1 OHM sterowany z wy. komparatora może dać niski Vds tylko przy niewielkich prądach obciążenia - ale tylko jako odstęp od jednej z szyn.
Trochę lepiej bramki C-MOS (np.74HC/HCTxx) zamiast MOSFET-a - dadzą takie odstępy od obu szyn, ale dla Iobc rzędu kilku mikroA (?) - dla np. 4 szt. równolegle to może ok.20-30mikroA?
Jakie prądy Iwy dla poszczególnych stanów wy. ? - wartości, kierunek, jaka częstotliwość?
Cześć, poszukuję rozwiązania następującego problemu. Mam sygnał który zmienia się dynamicznie od 2,49V do 2,51V i chcę go przekształcić na sygnał 0-5V. Nie byłoby żadnego problemu gdyby nie jedna rzecz charakterystyczna dla wzmacniaczy operacyjnych(tu AD8628).
Przy normalnej pracy wzmacniacza operacyjnego, do przesterowania nie powinno się dopuszczać, szczególnie takiego z automatycznym zerowaniem. Wzmacniacz nie przesterowany ma przesuniecie fazy i SR, ale ściśle rozumianego opóźnienia prawie nie ma.
Użyj szybszego, albo - lepiej, bo nie chcesz wzmacniać tylko konwertować - szybkiego komparatora ustawionego na przełączanie przy Uwe=2,500V.
Chodzi mi o wzmacnianie, chcę mieć sygnał analogowy.
trymer01 napisał:
Chodzi o wejściowy offset WO czy uzyskane Uwy=0V+-0,4mV/5V+-0,4mV ?
Wejściowy offset oczywiście. Czy dobrze rozumiem że ten offset pojawia się różny dla konkretnego scalaka i wystarczy go jednorazowo wyzerować?
Poniżej przebieg z moich testów. Zastosowałem na próbę LMV321LILT. Żółty przebieg to sygnał wzorcowy, niebieski sygnał to czujnik -> LMVT321. Sam czujnik nie wprowadza tego opóźnienia które tu widać tylko wzmacniacz, sprawdziłem. Fluktuacje niebieskiego przebiegu to wina siejącego zasilania.
Zastosowałem R2R bo to wygodne, czy taki wzmacniacz może mieć znacznie gorsze parametry w tym przypadku? Zależy mi na tym żeby to opóźnienie zminimalizować.
jarek_lnx - dzięki za uwagę, chyba pomyliłem te parametry bo nie dopuszczam tu do nasycenia.
EDIT:
Niezależnie od stromości zbocza widoczne jest bardzo podobne opóźnienie. Nie chodzi o szybkość narastania napięcia wzmacniacza.
Okej, dziękuję wszystkim Panom Faktycznie ten wzmacniacz jest słabiutki, zasugerowałem się też błędnymi info na stronie TME. Mam jeszcze jedno pytanie.
Jak poradzić sobie z offsetem i różnymi dryftami jeśli zależy mi na precyzji pomiaru względnego napięcia zmieniającego się w okolicach 5mV? Co sądzicie na temat np. takiego rozwiązania że jeden wzmacniacz będzie wzmacniał sygnał np. x100 a drugi wycinał składową stałą i wzmacniał x10. Jak wyciąć tą składową stałą sygnału bez opóźnień?
Użyj wzmacniacza różnicowego usuwającego skł. stałą 2,49V i z wzmocnieniem np. x10 - to w jednym stopniu na dobrym WO o Vos rzędu0,1mV - uzyskasz 0-0,2V, następnie w drugim stopniu wzmocnij to x25 - uzyskasz 0-5V. Ale to da błędy - bo wzmacniasz 250 razy sygnał 0-20mV - nieznaczne błędy wartości 0 czy wartości 20mV (przy odejmowaniu 2,49V we wzm. różnicowym) - np.0,1mV wzmocnisz x250 - wyjdzie błąd 25mV.
Lepiej byłoby najpierw wzmocnić sygnał 2,49-2,51V np. x 10 (potrzebny WO zasilany 0-30V, niekoniecznie R2R ale aby akceptował Uwe=2,49V), odjąć 24,9V i uzyskane 0-0,2V wzmacniać x 25.
Wybieraj WO o małym Vos, które możesz zerować (czyt. w google "zerowanie wzm.op."). Dryft termiczny ma znaczenie gdy temp. otoczenia mocno się zmienia, szukaj WO o małym dryfcie.
Poszukuje rozwiązania które zmniejszy to opóźnienie z tych ponad 10us... do powiedzmy 1us max,
Jeśli chcesz aby czas narastania zmieścił się w 1us, to oznacza narastanie ze stała czasową 0,43us co oznacza pasmo 370kHz, jeśli wzmocnienie ma być 250 (5V/20mV) to potrzeba wzmacniacza o GBW co najmniej 92MHZ
Przykład z symulacji wzmacniacz z GBW 100MHz, czas narastania do 90% 1us - zgodnie z obliczeniami
Użyj wzmacniacza różnicowego usuwającego skł. stałą 2,49V i z wzmocnieniem np. x10
Tu kolega tak naprawdę mówi o ustawieniu offsetu tj. odjęciu od sygnału napięcia 2,49V, jasna sprawa. Z tą składową stałą chodziło mi o to że pierwszy WO wzmacniałby to napięcie wraz ze wszystkimi innymi dryftami i innymi błędami co nie byłoby problemem gdyby drugi stopień wycinał składową stałą w której te błędy byłyby zawarte wtedy można byłoby precyzyjnie zmierzyć względne zmiany napięcia. Zasilanie 30V odpada w moim przypadku.
jarek_lnx dzięki za to wyjaśnienie.
jarek_lnx napisał:
aby czas narastania zmieścił się w 1us, to oznacza narastanie ze stała czasową 0,43us
W poście #8 masz typowy przebieg na wyjściu pojedynczego wzmacniacza - wykładniczo zanikający jak w pojedynczym układzie inercyjnym RC, zanik do 10% początkowej wartości potrwa ln(0,1)=2,3 krotnie dłużej niż stała czasowa $$\tau=1us/2,3=0,43us$$ z tego częstotliwość graniczna $$f=1/(2*\pi*\tau)
$$ Wzmacniacz musi mieć iloczyn pasma i wzmocnienia co najmniej GBW=f*k=370000*250=92,5MHz
Czasami liczy się czas ustalania na wyjściu wzmacniacza z dokładnością 1% albo 0,1%, jeśli jest to potrzebne do dokładnych pomiarów, co potrwa odpowiedni dłużej 4,6 albo 6,9 stałej czasowej, tylko przy tych większych dokładnościach uproszczony model matematyczny może dawać zncząco inne wyniki niż rzeczywisty wzmacniacz.
Czy ten mierzony przebieg ma składową stałą która jest faktycznie stała? Czyli DC, a nie składowa niskoczęstotliwościowa?
Czyli Twój przebieg który chcesz zmierzyć, nie wpływa na składową stałą?
Są to przebiegi które zawsze mają stałe pole powierzchni od góry i od dołu? Czyli jest przebiegiem AC, bez składowych niskoczęstotliwościowych?
I interesuje Cię tylko to AC?
✨ Użytkownik poszukuje sposobu na zmniejszenie opóźnienia sygnału z 10µs do 1µs w wzmacniaczu operacyjnym AD8628, przy jednoczesnym zachowaniu napięcia niezrównoważenia poniżej 400µV. W odpowiedziach zasugerowano użycie szybszego wzmacniacza lub komparatora, a także zwrócono uwagę na problemy związane z automatycznym zerowaniem. Użytkownik testował wzmacniacz LMV321LILT, który okazał się niewystarczający. Proponowano zastosowanie wzmacniacza różnicowego do usunięcia składowej stałej oraz wzmacniaczy o niskim offsetcie, takich jak ADA4807-1. Wskazano również na konieczność wyboru wzmacniacza o odpowiednim pasmie i wzmocnieniu, aby osiągnąć wymagane parametry czasowe. Wygenerowane przez model językowy.
