buffering grandes señales de DC

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¿Hay una manera de amortiguar una señal de CC grande con precisión?

Me gustaría medir un voltaje que puede ir de 0 a 50 VCC, con una precisión de 16 bits (hasta el nivel de mV en el voltaje más alto y los niveles de µV en el más bajo). Dado que esta es una medida de 10 ppm, debo tener mucho cuidado de no afectar el voltaje que estoy tratando de medir.

La forma típica de hacer esto (creo) es usar un búfer de ganancia unitaria a la tensión, con algo como un amplificador operacional FET.

El problema es que no hay muchos amplificadores operacionales que puedan tener entradas de 50 VCC. De los que pueden, hay menos que pueden tener salidas de 50VDC. Y finalmente, de esos , realmente no hay muchos que serían muy precisos en mediciones de bajo voltaje. Los voltajes de compensación típicos en el mV son comunes, creo. Por último, no tengo conocimiento de ninguna que pueda medirse hasta el riel inferior.

¿Alguien tiene alguna idea de cómo amortiguar algo como esto? El ruido es menos preocupante debido a la naturaleza de CC del voltaje que se está midiendo, pero la precisión es importante.

    
pregunta Andrew Spott

2 respuestas

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si tiene todo el día (en términos relativos) para realizar su medición de 'DC', puede servir los suministros de un amplificador preciso de baja tensión (por ejemplo, desviación cero / chopper) para que esté cerca de la tensión medida usando un amplificador más crudo. Usando algo como un amplificador operacional híbrido de alto voltaje, serían posibles cientos de voltios.

Editar: El concepto sería construir un búfer seguidor de voltaje que (por ejemplo) se suministre desde una fuente de 5V, pero esa fuente de 5V esté flotando (por ejemplo, convertidor DC-DC), y la tierra está conectada a la salida de un op-amp crudo de alto voltaje (por ejemplo, un costoso amplificador Apex 400V con -10 / + 350V). Necesitaría protección en la entrada, como los diodos de sujeción y un resistor en serie, ya que verá alta tensión ocasionalmente, así como en la salida, ya que someterá a lo que sea que esté conectado a alta tensión (tal vez solo una resistencia en serie). Coloque un divisor a través del suministro flotante de 5V y sirva eso a 0V con respecto a la conexión a tierra del sistema usando el amplificador en bruto. La protección de entrada para el amplificador de bajo voltaje, lo que sea que lo siga, y el ruido contribuido por el amplificador en bruto que es una frecuencia demasiado alta para ser eliminada por el búfer de bajo voltaje son posibles problemas, al igual que la velocidad de respuesta. ¡Afortunadamente hay soluciones más fáciles para señales de 50V!

Sin embargo, su requisito de 50 V + no es tan desalentador para un diseño 2015, y simplemente puede oprimir una LTC2057HV y dele algo como un suministro de 0V / + 55V. Cualquier carga de salida debe estar en el carril negativo. La desviación de la desviación es solo de 15nV / ° C y 4uV de desviación máxima, por lo que la precisión de 16 bits es de aproximadamente 0,25 V a escala completa y (con un solo punto cero nulo) para +/- 20 ° C, más como una escala completa de 20mV. Las posibilidades son sus conectores (EMF térmicos), la deriva de referencia, PGA y otros componentes agregarán muchos más errores.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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El ADA4522 se ve bien. Es un amplificador operacional de 55 V que puede llevar entradas más allá de 50 V: -

También tenga en cuenta que el voltaje de desplazamiento máximo de entrada es de 10uV y que esto se desplaza a una temperatura realmente baja de 30 nV / degC. 1 bit de resolución es de alrededor de 0.7 mV, así que no creo que sea un problema. El rendimiento del ruido también es bueno a aproximadamente 6 nV / root-hertz.

Parece que tienes un par de opciones ahora.

    
respondido por el Andy aka

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