diferencni zesilovac-vstupy s offsetem

Zpráva

#16 Příspěvek od **mtajovsky** » 10 čer 2015, 22:35

Někde je zrada. Řešil bych to experimentálně per partes. Odpojit střídavé napětí a přivést 1V ss jen na invertující vstup. Na výstupu musí být -2V. Pak přivést 1V ss jen na neinvertující vstup, invertující uzemnit. Na výstupu musí být +2V. Jestliže je obvod lineární, pak přivedením 1V na oba vstupy musí dojít k superpozici, tj. na výstupu musí být 0V. A nakonec přivést střídavá napětí.

xsc · #17 Příspěvek od **xsc** » 10 čer 2015, 22:56

Ale ono se to chová správně, jen je potřeba chápat, co znamená ten offset na výstupu generátoru. Jak je vidět, ani ta vstupní sinusovka není symetrická kolem nuly (přestože podle schématu má osciloskop diferenciální vstup), ale je o 1V posunutá. To znamená, že generátor položkou offset nezavádí společný posuv výstupů +- proti zemi, ale posouvá + proti - . To se pak správně přenese i na výstup. Zatímco souhlasné napětí (taky offset), které ten zesilovač s OZ potlačuje, je napětí, které mají oba symetrické výstupy generátoru společně vůči zemi.
Kdybych tam dal jen voltmetr, tak mezi výstupy +- generátoru bych měl při sinusovce naměřit 0. Zatímco offset, který ten zesilovač potlačuje, je napětí, které bych naměřil voltmetrem mezi výstupy +- a zemí.

#18 Příspěvek od **Hill** » 11 čer 2015, 06:12

Asi nejnázorněji to tu ukázal Bernard. Jestli to z toho není jasné, tak se tu bavíme o něčem, co je od počátku blbě pojmenované. Zkusím to tedy znovu:

1. na obou vstupech zapojení je stejnosměrně 0 V proti zemi a na oba vstupy je přiveden týž střídavý signál (tedy je totožná frekvence, fáze i amplituda). Mezi vstupy není žádný rozdíl napětí, na výstupu je nula jak stejnosměrná, tak střídavá.

2. střídavým signálům zavedeme stejnosměrný ofset řekněme +1 V, střídavé signály ponecháme jako v případě 1: na obou vstupech je teď shodné střídavé napětí se stejnosměrným ofsetem +1 V, ale mezi vstupy navzájem opět není žádný rozdíl napětí, na výstupu proto zůstává nula.

3. odpojíme jeden ze vstupů od zdroje střídavého signálu (nebo změníme amplitudu toho signálu na jednom ze vstupů), stejnosměrně je ponecháme na stejném napětí: mezi vstupy navzájem se objeví ten střídavý signál, který zbyl, tedy se objeví i na výstupu střídavý signál úměrný rozdílu amplitud mezi vstupy. Stejnosměrně však bude výstup mít ofset 0 V, protože mezi vstupy není žádná stejnosměrná diference.

4. Nenulové stejnosměrné napětí na výstupu se objeví teprve v okamžiku, kdy nebudou stejnosměrná napětí na vstupech shodná. Budeš-li mít na vstupech například napětí +2 V a +1,4 V, znamená to, že máš vstupní ofset obou napětí +1,7 V (průměr z nich) a diferenci napětí ±0,3 V proti stejnosměrnému ofsetu vstupních napětí, tedy celkem 0,6 V.
Vstupní stejnosměrný ofset napětí se opět neprojeví na výstupu, jen ten dvojnásobek jejich rozdílu. Pokud přitom budou splněné podmínky i pro to, aby na výstupu byla nějaká střídavina (viz bod 3, změna jen ve stejnosměrných úrovních), pak ano: budeš mít na výstupu střídavý signál se stejnosměrným ofsetem 1,2 V, polarita tohoto ofsetu je dána tím, na kterém vstupu je kladnější stejnosměrné napětí.

Jinak už mě nenapadá, kde vzít větší lopatu, na které by ten výklad šel naservírovat...

TubeGuru · #19 Příspěvek od **TubeGuru** » 11 čer 2015, 15:45

Zdar, dovolím si přihodit ještě malou lopatičku: Z definice offsetu vyplývá, že je to takové ss napětí, které je třeba přivést mezi vstupy, aby na výstupu bylo napětí nulové. Kdyby byl OZ ideální, platilo by, že při nulovém napětí mezi vstupy je i nulové napětí na výstupu. Jelikož žijeme v reálném světě, kde není ideálního nic, není ideální ani ten operační zesilovač a má kromě nesporně užitečných vlastností i několik nedostatků, ke kterým patří teplotní drift a napěťová nesymetrie vstupů. No a ta způsobuje offset výstupu - např. při připojení sinusového signálu mezi vstupy se projeví "posunutím nuly" buď směrem ke kladným nebo záporným. Protože je to jev nežádoucí, je nutné jej kompenzovat. Kvalitní OZ (např. 725) měly k tomu účelu vyvedeny vývody "napěťová nesymetrie", kde se připojil trimr a offset se jím "vynuloval".
Blíže k tomu např. zde:
http://uprt.vscht.cz/ucebnice/LO/download/Navod_OZ.pdf

No vida a z lopatičky je pořádná lopata.

#20 Příspěvek od **Hill** » 11 čer 2015, 17:09

To je právě ten rozpor, na který se pokouším dostat odpověď: je zde ofset míněný jako chyba vyplývající z výrobních tolerancí, nebo jde o ofset obou vstupních napětí ve smyslu vnější stenosměrné složky, která souhlasně posouvá signály na obou vstupech?

TubeGuru · #21 Příspěvek od **TubeGuru** » 11 čer 2015, 19:09

Název offset se vztahuje pouze k výstupu OZ. U vstupů se vyskytuje napěťová a proudová nesymetrie a ty jsou následkem těch nedokonalostí při výrobě OZ. Nevím jak moc se změnilo názvosloví od těch "dávných" dob, kdy to bylo nazýváno tak jak jsem napsal (70. a 80. léta)

.
I při "posunutí" obou vstupů nějakou ss úrovní se název offset nepoužívá a nenapadá mě žádný důvod proč oba vstupy někam posouvat, když na výstupu se to (u diferenčního zesilovače) nijak neprojeví.

#22 Příspěvek od **Hill** » 11 čer 2015, 20:02

Právě, že alvr tvrdí, že mu souhlasná změna stejnosměrné úrovně na vstupech posouvá ofset výstupu v simulátoru i v reálu.
S těmito parametry zapojení to ale v rozmezí podmínek, za jakých je operační zesilovač schopen se chovat jako operační zesilovač, to "ujetí" výstupního napětí nemůže být větší, než nesymetrie vstupů OZ (i nesymetrii vstupů se říká offset, viz například Moderní učebnice elektroniky, 5. díl, od Dolečka).
V češtině jsou možné oba tvary, jak s jedním, tak se dvěma ef.

TubeGuru · #23 Příspěvek od **TubeGuru** » 11 čer 2015, 21:14

Mr. alvr někde dělá chybu, perfektní návod na diagnostiku mu napsal včera mtajovsky. Kdyby to podle toho návodu udělal, s pravděpodobností blížící se jistotě by na ni přišel. V současném názvosloví se projevuje jakási "anarchodemokracie" a každý si věci nazývá po svém. V technice to však nelze vymýšlet již leta pojmenovaným věcem jiné "modernější" nebo "módnější" názvy. To pak vede k tomu, že se nemůžeme ani zde na odborném foru "domluvit". Ne, že bych byl zatížen nějakou nostalgií po minulosti, ale např. ČSN mi dost chybí. Každá norma začínala názvoslovím právé z toho důvodu, aby byla jednoznačná a nemohl si ji každý vyložit po svém.
V názvosloví se osobně snažím používat přednostně české názvy existují-li, ale "počešťovat" cizí názvy mi nepřipadá vhodné - proto píši offset. Ach jo, proč se elektrikáři nedomlouvají taky latinou. V technickém názvosloví má smysl hledat nový název pro nový jev nebo prvek, ale měnit zažité je ... nenapadlo mě žádné slušné slovo.

EDIT 22:35
Tak jsem chtěl něco upřesnit, ale jsem rozhozený příspěvkem lesany87. Kdybys četla pozorně, tak by sis musela všimnout, že v příspěvku z 11:45 jsem uvedl i definici offsetu. A já že dělám chaos?

. To jsem se dočkal pěkných věcí a ještě k tomu od ženy

.

Zpět k věci: offset mají všechny operační zesilovače i ty nízkooffsetové (např. OP07), ne všechny však mají vývody pro jeho kompenzaci; v těch případech se musí kompenzovat napětím vhodné velikosti a polarity mezi vstupy. Lepší výsledky by dal nějaký novější OZ než TL074, ten má jak už bylo uvedeno vysoký CMRR, např. zmíněný OP07 by byl jistě lepší i když kompenzaci vstupní napěťové nesymetrie (která se projeví offsetem na výstupu) taky potřebuje, ale má k tomu vyvedeny piny 1 a 8, mezi které lze zapojit trimr k nastavení nulového napětí na výstupu (obr. 28 v datasheetu).
Datasheet najdou zájemci tady: http://www.analog.com/media/en/technica ... s/OP07.pdf
A ještě jeden užitečný odkaz: http://www.analog.com/media/en/training ... MT-042.pdf

lesana87 · #24 Příspěvek od **lesana87** » 11 čer 2015, 21:59

TubeGuru píše:Z definice offsetu vyplývá, že je to takové ss napětí, které je třeba přivést mezi vstupy...

TubeGuru píše:Název offset se vztahuje pouze k výstupu OZ. U vstupů se vyskytuje napěťová a proudová nesymetrie...

No nevím, kdo tu dělá chaos v názvosloví.

Vstupní napěťová nesymetrie = input offset voltage, proto se v katalogu značí Vio. U samotného OZ se běžně jiný offset neuvádí, proto se offsetem rozumí vstupní napěťový offset - vstupní napěťová nesymetrie. Výstupní offset je daný vstupním offsetem a zesílením, proto se v katalogu uvádí jen u zesilovačů s pevným zesílením.

TubeGuru · #25 Příspěvek od **TubeGuru** » 11 čer 2015, 22:55

Že by další zmatení jazyků jako u Babylonské věže?

Ať to nazývá kdo chce jak chce, jde pořád o fyzikální skutečnost: Vlivem napěťové nesymetrie vstupů, (ale i proudové) se projeví na výstupu napětí, kterému se říkalo a snad ještě říká offset. K tomu "zmatení" dochází pouze záměnou příčiny a důsledku: nesymetrie vstupů je příčina a offset na výstupu je následek. Éto vsjo

. Někdo (asi anarchista) si řekl, že když nějaké napětí na vstupu způsobuje offset, lze jej nazvat offsetovým. To je ale špatně. Dobrou noc a hezké sny

.

lesana87 · #26 Příspěvek od **lesana87** » 11 čer 2015, 22:59

Tak to jo, když nějaký Guru řekne, že je to špatně, tak je to prostě špatně, je jedno, že i ti, co OZ vymysleli, tvrdí opak.

TubeGuru · #27 Příspěvek od **TubeGuru** » 12 čer 2015, 15:07

Zdar, dovoluji si skromně poznamenat, že první "vymyšlené" operační zesilovače byly elektronkové... S vynálezci jsem osobně nemluvil a tudíž nevím co tvrdí (spíš tvrdili) a Internetu se dá věřit jen přiměřeně s použitím vlastního rozumu. Internet není Bible. Tak si ponechme každý svoje chápání a buďme v klidu.

Příjemný víkend