LM324 Señales de diferencia / instrumentación 1mV

Navega tus respuestas
2

Necesito amplificar la señal de 1 mV desde un puente de wheatstone (no hay DS disponible). 5 kg de peso máximo; La salida es 1mV / Kg @ 5V. Las resistencias son 880 + 880 y 749 + 749.

Actualmente solo tengo LM324 y LM358. Y puedo obtener rápidamente OP177 (otros tomarán una semana, lo cual no tengo)

He probado un amplificador de diferencia estándar (ganancia 470, 100 y luego 1). He probado el amplificador de diferencia de amplificador operacional 02 y finalmente un amplificador de instrumentación, todo construido a partir de un solo chip LM324. Las configuraciones del op-amp son de TI SLOA034 enlace . He usado 10k 1% de resistencias (para ganancia unitaria) y 470K, 1K cuando sea necesario.

La simulación en Proteus (a continuación) (y la retroalimentación sobre LM324 en stackexchange) me lleva a la conclusión de que es la opamp la que no se puede realizar.

Mis preguntas son:

  1. ¿Entendí el problema correctamente (op-amp to culk)?

  2. ¿Qué parámetro limita el rendimiento de LM324 en tales aplicaciones?

  3. ¿Cuál es la teoría detrás del problema?

  4. ¿Cuál es la solución final?

  5. ¿Puedo usar OP177 para solucionar el problema?

Gracias.

EDITAR:

El problema se muestra a continuación en la imagen (en el circuito real se comporta de manera muy similar: los voltajes de o / p están en el rango de 0.3 a 0.5V, la diferencia i / p es de 1 a 2 mV). En palabras es como sigue:

  1. La entrada S está a 2.500V. El o / p del amplificador es razonablemente correcto + 17mV.
  2. La entrada S + está a 2.515V. El o / p del amplificador es razonablemente correcto -13mV.
  3. La entrada en el pin no inv. del amplificador final es 1.266V. [Correcto]
  4. La entrada en el pin inv del amplificador final es 1.488V. [Incorrecto: dado que tanto inv como non-inv deben tener el mismo potencial, la regla de oro del amplificador operacional. Lo que significa que la o / p no es correcta]
  5. La salida del amplificador final está a 0.4896V. Incorrecto, según la ecuación de un amplificador de instrumentación, debe ser 03 veces la diferencia i / p, es decir, 3 x 15 mV = 45 mV.

Espero que todo esté claro ahora.

    
pregunta MindFlayer

1 respuesta

2

Esta es una implementación discreta de un amplificador 3 clásico Amplificador de instrumentación , donde las especificaciones clave son Ratio de rechazo de modo común , Voltaje de compensación de entrada , corriente de desplazamiento de entrada y coincidencia efectiva de la resistencia. Otras especificaciones pueden ser importantes en una aplicación en particular, pero estos son los problemas dominantes para las aplicaciones de amplificadores de instrumentación estándar.

Se requiere que la relación de rechazo del modo común sea alta, particularmente en el desplazamiento de CC desde el puente (generalmente Vcc / 2, y esa es una de las razones por las que muchos parámetros del amplificador se miden principalmente a este voltaje de entrada), por lo que pequeñas desviaciones entre Dos entradas se amplifican adecuadamente. La corriente de compensación de entrada se traduce en un voltaje de compensación de entrada efectivo debido al desequilibrio de impedancia de la fuente.

El voltaje de compensación de entrada debe ser muy bajo, ya que esto se amplifica por la ganancia del amplificador en un voltaje de compensación de salida. Con una ganancia de 470, el VM típico de LM324 producirá un desplazamiento de salida de casi 1 V (y, en el peor de los casos, más de 4 V).

La relación de rechazo de modo común del amplificador está dominada por la resistencia de resistencia y, por lo tanto, debe controlarse estrechamente.

En este caso, el amplificador simplemente no es adecuado para esta aplicación. Debe usar un amplificador de instrumentación adecuado (o una configuración de 3 amplificadores con especificaciones adecuadas).

La serie INA de TI (originalmente Burr-Brown) es una excelente opción para este tipo de aplicación, al igual que las ofertas de Analog Devices, Linear Technology, Maxim y otras partes de TI (la mayoría de la gama National Semiconductor que adquirieron). / p>

No he leído las especificaciones del otro amplificador que especificó (OP177), pero espero que esta información lo ayude a evaluar la idoneidad del dispositivo en esta aplicación.

HTH

    
respondido por el Peter Smith

Lea otras preguntas en las etiquetas

¿Por qué este módulo nrf24l01 tiene dos VCC y dos GND? [duplicar] LD1117 no proporciona 3.3V fijo