Operační zesilovač rail to rail na vstupech

Zpráva

Milan · #1 Příspěvek od **Milan** » 30 led 2015, 11:44

Potřeboval bych tip na nějaký běžně dostupný bipolární OZ schopný práce s jedním nap.napětím (třeba 9-15V) ,který bez potíží zpracuje i záporné
napětí tak do 1V na vstupech .Na rychlosti nezáleží. Už jsem si "naběhl" s MCP6041,takové nee,musel bych se asi celý obalit staniolem

. Díky za tip z praxe.

#2 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 30 led 2015, 12:26

Do -0.3V chodí obyčejná LM358. Uměla by víc, problém bude asi v nějaké substrátové diodě.

Další možnost je posunout tomu OZ diodou napájecí napětí mírně do mínusu, popř. použít ICL7660.

#3 Příspěvek od **PavelFF** » 30 led 2015, 18:25

Milan píše:Potřeboval bych tip na nějaký běžně dostupný bipolární OZ schopný práce s jedním nap.napětím (třeba 9-15V) ,který bez potíží zpracuje i záporné napětí tak do 1V na vstupech ..

To bych taky chtěl vidět. Podle mě to není možné. Ani u LM358, co má na vstupu PNP tranzistory výrobce nezaručuje funkčnost pod úrovní GND.

Milan píše:Na rychlosti nezáleží. Už jsem si "naběhl" s MCP6041,takové nee,musel bych se asi celý obalit staniolem

Co to má být? Jsou strašně pomalé. Proč staniol?

serviceman · #4 Příspěvek od **serviceman** » 30 led 2015, 18:41

Nestačí to řešit zapojením, THS4521? Celý popis je zde.

Milan · #5 Příspěvek od **Milan** » 30 led 2015, 19:47

Nemáš pravdu Pavle,ten MC má zaručenou funkčnost Uss-0,3V a Udd+0,3V,max. ta napájení +-1V,tam asi ještě fungovat bude,ale bez záruky.
Je to dáno dvojitou topologií vstupů z kanálů P a N. Jo a ten staniol - ze tří vyhrabaných kusů jsem dva hned odpráskl,buď statikou,nebo nějakými špicemi,někde jsem četl,že to nevydrží nic a aplikátoři s tím mají potíže - holt daň za malý odběr a rozměry na čipu.
Obecně právě typy s PNP (P kanál) na vstupech by měly bez problémů pracovat pod nulu,proud teče ven a tudíž i do "minusu",ale jak píše Zdeněk,vadí parazitní diody na substrátu ,což z mých zkušeností je jeden z problémů použití stejných součástek různých výrobců v atypických aplikacích nebo mezních stavech - když to neokopírují úplně přesně nebo vyrábí jinou technologií totéž,chová se to jinak.

Co se týče námětu servicemana,to se mi moc nehodí,pohybuji se právě v hladinách stovek volt a snažím se plavat-izolovat

.

#6 Příspěvek od **PavelFF** » 30 led 2015, 21:42

O napětí 0,3V není sporu. Ano, tvůj MC má zaručenou funkčnost do 0,3V pod GND (to má i LM358).
Ale už při 0,6V natožpak 1V pod Uss nemůže vůbec fungovat jako OZ , který má má velký vstupní vstupní odpor. Máš tam záchytné diody. Podle obrázku 2-33 v datašítu například při 0,6V už teče do vstupu asi 100uA (podle teploty i víc). Dosáhnout 1V už ty diody ani nedovolí.

#7 Příspěvek od **mtajovsky** » 30 led 2015, 22:00

Milan píše:... ,který bez potíží zpracuje i záporné
napětí tak do 1V na vstupech ...

O co přesně jde? OZ musí záporné napětí přežít, nebo je zpracovat stejně jako kladné - zesílit?

serviceman · #8 Příspěvek od **serviceman** » 30 led 2015, 22:25

Já mám pořád pocit, že je to spíš otázka zapojení, než-li výběru OZ. Jestliže je to ss. zesilovač, pak by stejně bylo asi nejstabilnější symetrické zapojení, ale to bychom museli víc vědět o co opravdu jde, a to nevíme.

#9 Příspěvek od **PavelFF** » 30 led 2015, 23:23

mtajovsky píše:
Milan píše:... ,který bez potíží zpracuje i záporné
napětí tak do 1V na vstupech ...
O co přesně jde? OZ musí záporné napětí přežít, nebo je zpracovat stejně jako kladné - zesílit?

Já to chápu tak že by měl ještě zesilovat a chovat se lineárně. Přežití se dá zařídit obyčejnými odpory a případně dalšími diodami proti kladnému přepětí.

danhard · #10 Příspěvek od **danhard** » 31 led 2015, 08:19

serviceman píše:Nestačí to řešit zapojením, THS4521?

Tam to řeší offset Vocm, to může udělat u každého OZ také.

Milan · #11 Příspěvek od **Milan** » 31 led 2015, 15:18

To sice mohu,ale když půjde o malé signály vzhledem k posuvu úrovně,pak zjistím v hrubé toleranční rozvaze,že i se slušnými odpory to bude s teplotou nepřijatelně plavat,nebudu-li mít ovšem kliku v tom,že v nějakém děliči náhodou budou oba odpory se stejným teplotním koeficientem.A bude jedno,jestli použiji dost komplikované zapojení FDA nebo klasický operák
opřený o nějakou kvazireferenci s tím,že bude zpracovávaný signál na děliči v druhém vstupu zatažen do mínusu ( samozřejmě se to musí spočítat,aby ve vztahu k zesílení nevybočil signál mimo hranice,které OZ s daným napájením zpracuje - viz ten vědecký rozbor k THS4521).Tudy asi cesta pro malé ss signály nevede,resp.počet součástek a vliv jejich rozptylu/nestability narůstá geometrickou řadou.Něco mi asi uniká,viz např.malý čínský 4 dig. VA metr (někde jsem tu o něm psal),který má rozlišovací schopnost 0,1mA na snímacím odporu cca 50mΩ,tj. napětí 5µV,
a docela to sedí jak absolutně již od nuly,tak i stabilitou - když to ohřeju fénem,mění se to velmi málo. Fakt je ten,že přívodní konektůrky jsem vyhodil a dráty napájel přímo,neboť každý pohyb konektůrku změní hodnotu o několik číislic. Sw holt umí téměř zázraky .
No nic,chtěl jsem si zjednodušit život a ve výsledku bych počet součástek aspoň zdvojnásobil.Díky za vaše tipy a podněty,vydám se "konvenčním" směrem..

#12 Příspěvek od **PavelFF** » 31 led 2015, 19:13

Milane, zrovna si taky hraju s výrobou zdrojíků a s tím 4místným měřáčkem z Ebay. Bočník má odpor dokonce asi jen 26,8 miliOhmů. Je to ještě 2xvětší záhada, jak to dělají.

Ale vysvětli mi tohle: I když operák zpracuje na vstupu záporné napětí, ale na výstupu neumí tvrdou nulu (ale třeba o 50mV nad GND, jako tvoje staniolové IO), tak to taky přece nemůže chodit jako lineární zesilovač. Právě kolem nuly nebude výstup definovaně fungovat.

Milan · #13 Příspěvek od **Milan** » 31 led 2015, 20:30

Proč by to nemohl zpracovat ? Záleží přeci na zesílení. Když budu mít jedno napájení třeba 15V a Vout max - Vout min OZ podle typu bude třeba 12V,pak může být pro lineární funkci OZ rozkmit signálu na výstupu těch 12V.
Bude-li zesílení třeba 10,pak rozkmit vst.signálu může být 1,2V,bude-li 100,pak 0,12V. A samozřejmě,když si to kvůli nesymetrickému ss vst.signálu někam na výstupu v klidovém stavu posunu ,musím kontrolovat,aby výstup zůstal v tom intervalu 12V. Myslím ,že pro pochopení je možné si to modelovat stř.vazbou a pak kondenzátory zvětšit na nekonečno

.

P.S. Co se týče toho měřáčku,jedna z možností je převodník odpojit od bočníku,změřit "bordýlek a odchylky "třeba s teplotou ,no a pak to sw odečíst.Nějaké zesílení také bude asi potřeba.

#14 Příspěvek od **PavelFF** » 31 led 2015, 22:22

Ale k čemu mi je stejnosměrný zesilovač, který při nulovém vstupním napětí má na výstupu 2V? Já ten posun nechci.

U měřáčku (ve zdroji) mám v plánu bočník vyndat, zapájet ho do místa , kde nebude úbytek vadit ("pod" mínusovou svorku zdroje), zinvertovat signál bočníku a pak připojit výstup z invertoru na vypájené místo po bočníku. Uvidím, co to udělá.

Milan · #15 Příspěvek od **Milan** » 01 úno 2015, 07:35

Njn,už jsem snad pochopil,kam míříš .Při těhle napětích se asi + - zdroji
pro OZ nevyhneš a krom toho budeš muset stejně kompenzovat napěťovou/proudovou nesymetrii vstupů OZ,neboť ty mV nesymetrie jsou o řády větší než měřené napětí ( a problémy se šumem atd. - vem si jen to,že běžné odpory mají šum třeba 0,5 µV/V,takže je-li na některém odporu
na vstupu OZ třeba 5V, šumové napětí bude 2,5µV x nějaké zesílení ,podobně teplotní závislost hlavně napěťové nesymetrie bude nejméně srovnatelná se signálem. Prostě zpracovávat a měřit µV DC není sranda,a to pomíjím problémy typu článků na styku různých kovů třeba v konektorech,svorkovnicích atd.Obvykle,pokud si pamatuji,se to dělalo modulací toho ss signálu a pak jeho zpracováním již jako stř.signál,aby se ty DC drifty vyloučily.
Co se týče toho bočníku,já bych ho jen odškrábl z jedné strany a realizoval jej kouskem odměřeného propojovacího drátu ke svorkám - je to jen pár des.mΩ .Doporučuji ti z vlastních pokusů naletovat přímo na napájení
měřáčku (konektory jsem vyhodil,jsou to vaklkontakty ) malý elyt třeba 47
µ, i když je u dvojitého měřáčku střední odběr jen cca 16 mA,jsou tam skoky na x-násobky s pěkně ostrými hranami, tak aby sis to venku jen úbytkem na nějakém spoji nezarušil.
Dej vědět,až to vyzkoušíš,jak to dopadlo.