Wzmacniacz pomiarowy - niepoprawne napięcie wyjściowe dla napięć wejściowych poniżej 0.7V

Witam,
Mam taki układ wzmacniacza pomiarowego, zrobionego na trzech wzmacniaczach operacyjnych. Wzmocnienie wynosi 2V/V. Jeśli na wzmacniacze buforujące podaję napięcia > 0.7V wtedy napięcie na wyjściu jest prawidłowe czyli Vout = (V2-V1)*2. Po podaniu na któryś z wzmacniaczy napięcia <0.7V otrzymuję nieprawidłowe napięcie na wyjściu np. dla V2 = 2V, V1 = 0.5V otrzymuję Vout = 2.66V. Zmontowałem układ na stykówce na wzmacniaczach rail-to-rail MCP6002 i efekt jest podobny (napięcie wyjściowe jest zgodne ze wzorem dla V1 i V2 > 0.7V). Z czego to wynika? W jaki sposób mogę zbudować taki układ aby odejmować niewielkie napięcia np V2 = 3V a V1 = 80mV?

V1 = 1V

V1 = 0.5V

Wydaje mi się, że któryś z op-ampów chce ustawić sygnał wyjściowy poniżej/powyżej napięcia zasilania. Zrób tak: zasil wszystkie op-ampy napięciem symetrycznym +/-12V i sprawdź czy napięcie wyjściowe jest zgodne z oczekiwaniem. Jeśli tak, to sprawdź jakie są napięcia wejściowe na U1 i U2 i czy one mieszczą się w Twoim zakresie napięć zasilania 0-5V.

W katalogach fabrycznych wzmacniaczy pomiarowych są wykresy dopuszczalnych napięć wejściowych. Kiedy budujesz samodzielnie sam musisz analizować kiedy wzmacniacze pierwszego stopnia się nasycają

Przeliczyłem gdzie jakie napięcia występują i aby na wejściu odwracającym "górnego" wzmacniacza pojawiło się 0.5V to na wyjściu musiało by być napięcie ujemne. Dziękuję bardzo za pomoc.

Chyba tylko brakowało symetrycznego zasilania.
Dla "ujemnej" różnicy powinna być możliwość ujemnych napięć wyjściowych wzmacniaczy.
Tu ustawiłem jedno napięcie na stałe = 2V, drugie zmieniam od 0 do 4V.
W ten sposób różnica zmienia się od -2V do +2V.

W poprawnym układzie wzmacniacz pracujący z ujemnym sprzężeniem zwrotnym (w uproszczeniu wyjście połączone z wejściem odwracającym przez rezystor) wystawi takie napięcie wyjściowe, aby napięcia wejściowe były równe.
Dlatego V(v2) i V(in-2) oraz V(v1) i V(in-1) pokrywają się.
W tym przypadku napięcie zasilające musi być +-5V - patrz napięcie V(out2).
Symulacja w LTspice XVII - plik .asc w załączniku.
Draft4..asc (2.68 kB)Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

komor34 napisał:

otrzymuję nieprawidłowe napięcie na wyjściu np. dla V2 = 2V, V1 = 0.5V

Ale pewnie przy V2=1.4V, V1=0.5V napięcie na wyjściu jest prawidłowe? Trzeba mieć V2 < 3·V1. I również V1 < V2, bo dla V1 >= V2 na wyjściu musi być 0, skoro zasilanie jest +5V,0V.