Fórum témák

» Több friss téma
Fórum » Műveleti erősítő
 
Témaindító: petrik, idő: Júl 31, 2005
Lapozás: OK   87 / 87
(#) Peter65 válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
Üdv!
Egy nyúlásmérő bélyeg jelének feldolgozása nem egyszerű feladat, főleg nem, ha nagy sávszélességet akarsz.
A tápot biztosan meg kellene oldani. Valószínűleg célszerűbb lenne egy teljesen független táp kört kialakítani. Ha mindenképpen a kapcsoló üzemű tápról kell élni, én akkor arról is előbb galvanikusan leválasztanám a tápfeszültséget valamilyen ellen-ütemű inverterrel, laza csatolású, kis kapacitású transzformátorral, mert különben a kapcsoló üzemű táp összes riplije meg fog jelenni a föld felöl is.
Rajz tényleg jó lenne, vagy legalább a bélyeg típusa, impedanciája; nagyobb ellenállású
bélyegekkel még komoly kihívás kis zajú, nagy sávszélességű mérőerősítőt összerakni.
Egyébként ha járatos vagy mikrokontrollerek programozásában, digitálisan egyszerűbben megoldható lehet egy szenzor visszamérése műveleti erősítős fokozat nélkül.
(#) kutyammajom válasza sdrlab hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
Csatoltam egy zip-et, benne van az eagle kapcsolási rajz + board. A gain amivel teszteltem 1100 és 4600, itt a zaj arányosan nő az erősítéssel.

Zajforma

A frekvencia spektrumon a kimenetén lévő RC filter hatása látszik szerintem, nincsen kiugró frekvencia amit direkt szűrni lehetne.

A zaj a mérések szerint 30uV peak to peak utólagos RC filter nélkül, VCC 2.7V-os LDO, MCP1801 vagy TPS709. az LDO nincs benne a rajzban, a VCC kívülről jön rövid szalagkábelen, párhuzamosan több ilyen áramkört meghajtva, nem láttam különbséget aközött hogy közel van az LDO az erősítőhöz, vagy messzebbről kapja.

Schematic

a datasheeten nincs megadva a noise peak to peak, csak az hogy 30 nV/sqrt(Hz) https://hu.mouser.com/datasheet/2/308/NCS20071-D-470030.pdf

próbálkoztam drágább instrumental amplifierrel is: INA2331 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina2331.pdf, de a zajszint magasabb volt.

a datasheet alapján az utóbbinak a zaja 7uV pp 0-10Hz között, viszont magasabb frekvenciákon már 50-100nV/sqrt(Hz), ami rosszabb érték mint az NCS20074-nél.

ha el tudnám érni a 7uV pp zajt, azzal már elégedett lennék.

opamp.zip
    
(#) kutyammajom hozzászólása Feb 28, 2020 /
 
30uV pp zaj a bemenetére átszámolva értendő, gain-el leosztva a kimeneti jel zaját.

a bélyeg típusa BF350-3AA strain gauge

A fogyasztás miatt ennél kissebbet ellenállásút nem tudok használni, sőt a 350-est is jó lenne áramkorlátozó ellenállással használnom, ami miatt tovább kell növelni a gaint, ami növeli a zajt, de az már utólagos optimalizáció lenne hogy az optimális fogyasztás/zaj viszonyt beállítsam.
(#) sdrlab válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
Az adatlapok alapján az NSC IC zaja kisebb, mint az INA-é, így nem meglepő, hogy te is ezt mérted!
Viszont az a 30nV zajszám messze nem a legjobb, még a kommersz OPA-k között sem, pl a mezei LM833 is 4,5nV-ot tud, ami sokkal jobb az előzőeknél! Igaz, ehhez magasabb tápfesz kellhet, de van egy csomó modern OPA is, ami akár még ennek is a töredékét tudja! A drágábbak 1-2nV-ra is lemennek, de akár a 0,85nV-os is elérhető, ha nagyon kellene...

Érdemes a visszacsatoló ellenállással párhuzamosan egy kb 1,5nF kondit is kötni, ami alapban kab 500Hz felett korlátozza a sávszélességet...

Az LM833-snak a kimenete sem R2R tehát kellhet neki a negatív táp is..., ha kísérletezni szeretnél vele...
A hozzászólás módosítva: Feb 28, 2020
(#) kutyammajom válasza sdrlab hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
4.2V-os az akkumulátor, ez van egy kapcsolóüzeművel 5V-ra alakítva, majd az vissza 2.7V-ra, ez a supply az opampnak. bár most hogy belegondolok, köthetném az LDO-t közvetlenül az akksira is, 3V alá sosem fog menni

a visszacsatoló ellenállással párhuzamosan kötött kondi és az utólagos RC szűrő, ami 500Hz-re van beállítva, más eredményt fog adni? Mindenképpen ki fogom próbálni, köszi!

a 36V tápfesz sajnos kiesik, de ha tudsz olyat ami 2.7V-ról megy, és 5nV a zaja, és nem kerül végtelen sok pénzbe, kipróbálnám, lehet hogy csak én nem találtam ilyet.

Az is simán lehet hogy a supplyt kéne rendberaknom, a datasheeteken a zajt gondolom stabil supply feszültségekkel mérik ki.
A hozzászólás módosítva: Feb 28, 2020
(#) sdrlab válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
Idézet:
„a visszacsatoló ellenállással párhuzamosan kötött kondi és az utólagos RC szűrő, ami 500Hz-re van beállítva, más eredményt fog adni?”


Lehetséges gerjedések akadályozására is jó ez, de minek erősíteni valamit, amit aztán úgyis kiszűrnél?! ) Ezt leszámítva csak annyiban más, hogy a töréspontja a jelenlegi RC tagodnak nem 500Hz.

Idézet:
„a 36V tápfesz sajnos kiesik, de ha tudsz olyat ami 2.7V-ról megy, és 5nV a zaja, és nem kerül végtelen sok pénzbe, kipróbálnám, lehet hogy csak én nem találtam ilyet.”


Nem kell annak 36V, az a max tápfeszültsége, de már kb 5V-tól is elketyeg...
De pl a opa1611 már biztosan megy 5V-ról, R2R a kimenete és 1.1nV(!)mindössze a zaja. Ja és nem kerül 1kiló aranyba sem )
(#) kutyammajom válasza sdrlab hozzászólására (») Feb 28, 2020 /
 
Köszi, ki fogom próbálni az OPA1611-et, +-2.25V -ról már megy. Azért nem találtam rá, mert eleve 4 csatornásokra kerestem, ebből csak single és dual van. (40 külön jelet kell erősítenem, azért sem mindegy az ára per csatorna

Viszont egy ellenállást már meg tudok spórnolni a kimeneten, ha a visszacsatolóra kötöm a szűrést.
(#) kutyammajom válasza Peter65 hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Kipróbáltam közvetlenül a Li-Ion akkura kötve az LDO-t, illetve teljesen független Li-Ion akkuról is, csak a föld volt közös. A zaj változatlan, elképzelhető hogy a közös földön keresztül kapja meg a zajt? Vagy a táppal semmi probléma? Már faraday kalitkában is kipróbáltam, a gnd össze volt kötve az árnyékolással, az sem segített.
(#) sdrlab válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Folyékony héliumba mártottad már? ))
Csak viccelek! Felesleges ennyit rugózni ezen, ha megszűröd a hid tápláló ellenállása után egy kondival az áramkört, már közös módosú zavarből is csak kevés jut be az erősítőbe! Annak viszont elég nagy közös módú elnyomása lesz alacsony frekvencián, akárcsak a saját tápjára nézve, így nemigen szed össze könnyedén akkora zajt onnan, ami zavaró lehet...
Cseréld ki az OPA-t alacsonyabb zajúra, és csodákat fogsz látni... )
Tessék itt van egy 4-es: OPA1604 ez ugyan kicsivel zajosabb, mint amit először ajánlottam(2,5nV), cserébe fajlagosan még olcsóbb....
(#) Peter65 válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Ha leválasztott a táp (független akku), akkor a földdel való közösítés szerintem csak akkor probléma, ha a mérőbélyeg más úton, jellemzően kapacitív úton össze van kötve a földdel. Az az a zavaró tápegység által a földben generált feszültség különbségek áramot tudnak bejuttatni a mérőkör felé.
(#) Istvanpisti válasza kutyammajom hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Szia!
A műveleti erősítő után milyen AD átalakító lesz, hány bites, milyen sebességre képes?
A feladathoz szükséges-e az 500 Hz-es sávszélesség, vagy ez csak egy felső határ?
Hány mérés kell feltétlenül másodpercenként?
(#) kutyammajom válasza Istvanpisti hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
az AD átalakító 12 bites, 1Ms/s MAX1128ATI De ebből párhuzamosan 3-at használok 40 csatorna folyamatos mérésére, és az SPI busz vezérlő miatt valójában csak 400ks/s lesz valójában, azaz a valódi mintavétel 10ks/s alatt lesz per csatorna, ami pont megfelelő a mérni kívánt frekvenciatartományra.

A fontos információ 0-300Hz közötti tartományban van, ha felette 0-ra vágná az összes frekvenciát az sem lenne probléma. A mérésnek folyamatosnak kell lennie.

Viszont az a tapasztalatom hogy az erősítő kimenetére kötött utólagos zajszűrés nem ér túl sokat, ha a hasznos frekvencia amplítúdóját is csökkenti arányosan. Ha szoftveresen elosztom a jelet egy fix értékkel, kb. ugyanott vagyok, csökken a zaj, de jel is. Javítsatok ki ha tévedek.

Igazából azért hagyom benne, mert ezzel tudom állítani a statikus / dinamikus jel arányát, mert mindkettőt mérem.
(#) kutyammajom válasza sdrlab hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Idézet:
„ha megszűröd a hid tápláló ellenállása után egy kondival az áramkört, már közös módosú zavarből is csak kevés jut be az erősítőbe!”


Ez a kondi hova menne? a whatstone híd tápja és a gnd közé? párhuzamosan az egész híddal? vagy az áramkorlátozó ellenállással párhuzamosan?

De lehet hogy valójában csak az opamp zaját mérem, és csak a csere segít majd. Azt hittem hogy a huzalozásoknak, bypass kondiknak, stb, legalább akkora szerepe van, meg hogy hova rakom a via-t, hogyan sarkítom a vezetéket / gnd fólia, de ahogy néztem, ezeknek kb. semennyi hatása nincs. Legalábbis a 30nV körüli zajú opamp-nál. Előszőr használok opampot meg bélyeget is, még nincs benne túl sok tapasztalatom.
A hozzászólás módosítva: Feb 29, 2020
(#) tothbela válasza sdrlab hozzászólására (») Feb 29, 2020 /
 
Bocs ha beleszólok. A zaj definíciója szerint mást jelent a nV/gyök Hz, és az ekvivalens bemeneti zajfeszültség. A fehér zaj 3dB/oktáv meredekséggel növekszik a frekvencia függvényében. 20-20k frekvenciatartományt feltételezve ugyanazt jelenti az 5nV/gyök Hz, vagy mondjuk 0,7uV ekvivalens bemeneti RMS zajfeszültség (a 0,7 az lehet hogy csak 0,5, mert itt integrálni kellene egy 3dB/oktáv meredekségű zajspektrumot). Sajnos a gyártó néha a szebb eredményt közli.

Ha nem jól tudom kérem javítsatok ki!
(#) sdrlab válasza tothbela hozzászólására (») Márc 1, 2020 /
 
Nyilván! Az egyszerűség kedvéért rövidítettem a spektrális zaj tényezőt egyszerűen nV-ra "kerekítve".
A kettő ugyanaz, ha értelmezett a sávszélesség is, amelyikkel megadják...
2x akkora sávszélességhez, 3dB jelszint emelkedés tartozik, jól tudod! A többit is jól számoltad ki...
(#) sdrlab válasza kutyammajom hozzászólására (») Márc 1, 2020 /
 
Idézet:
„Ez a kondi hova menne?”

A felső, hidat tápláló ellenállás után, és a föld felé. Egy jó nagy kondit beraksz oda, az a maradék közös módosú zavart is lenyeli a hídból.

Idézet:
„De lehet hogy valójában csak az opamp zaját mérem”

Nehéz ezt így megmondani! 1kHz-re vonatkoztatva nagyobb a zajod, mint amit az OPA saját zaja indokolna..., viszont te nem ezen a frekvencián használod! De a zajt erre adják meg, pl...
Ezért lenne egyértelműbb, ha egy merőben jobb OPA-t tennél bele. Ha nem csökken a zaj, akkor a környezete adja a zajt hozzá..., ha viszont lecsökken, akkor egyértelműen az OPA volt zajos...
Következő: »»   87 / 87
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
Lapoda.hu     XDT.hu     HEStore.hu