Problemas al usar op-amp como un comparador en una sola fuente

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Aquí está mi circuito: .

Aplicación: El circuito es para la detección de fallas a tierra. Cuando una corriente de falla de 20 mA fluye a través del primario del transformador de corriente (1: 660), genera una corriente de ~ 30uA en el secundario. Esta corriente cae a través de la resistencia de 10k para dar ~ 5-6mV. Esto se amplifica y se le da a un comparador para generar un \ $ (V_ {CC} -1.5) V \ $ que se dará como entrada al arduino. El arduino apagará los relés que cortarán la alimentación de red.

Mi problema es el siguiente: estoy usando una red divisora de voltaje para generar \ $ \ pm2.5V \ $ para alimentar el LM358. La primera parte, que es el amplificador inversor, funciona correctamente y obtengo una salida de 0.5V en el pin 1 para una entrada de 5mV. Ahora quiero que el segundo op-amp genere un alto voltaje cada vez que la entrada sea \ $ \ ge 0.5V \ $. Así que estoy usando el segundo op-amp en modo comparador. Uso un potenciómetro de ajuste de 20k para generar una referencia de 0,45 V para el terminal inversor del segundo amplificador operacional. Dado que el potenciómetro de ajuste está conectado a un riel de + 2.5V en el circuito, actúa en paralelo a la red divisora de voltaje (que alimenta el amplificador operacional) y ya no hay una caída de \ $ V_ {CC} / 2 \ $ igual a través de Las dos resistencias. Ahora que los rieles ya no son \ $ \ pm2.5V \ $, el op-amp no funciona correctamente. ¿Puede alguien ayudarme con esto? Sé que podría optar por una fuente de alimentación dual dedicada, pero estoy tratando de operar utilizando una sola fuente.

    
pregunta Gary H

1 respuesta

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Cuando esté utilizando una entrada de CA, una configuración mucho menos complicada sería esta.

No estoy afirmando que sus niveles y ganancias de señal sean necesariamente ideales, sino que simplemente los estoy reproduciendo, para ilustrar el cambio en el diseño para la operación de un solo riel.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

R1 y R2 establecen un voltaje de aproximadamente 1.66v en OA1, 1/3 del riel para lidiar con el rango de 0-3.5v VCM. En esta configuración de inversión, su impedancia no importa realmente a medida que van a la entrada + ve, podrían estar en el rango de 10k o incluso de 100k. (Sin embargo, (y más tarde me di cuenta de que lo había hecho de forma más o menos automática) los he dimensionado para que tengan una resistencia paralela de 1k. Esto es lo que usarías si tuvieras una configuración no inversora, ya que entonces 'formaría la resistencia inferior del divisor con una resistencia de 1k hasta el fondo virtual.)

Dada la señal relativamente grande de + 500 mV que estás buscando, simplemente puedes poner el bote R5 de riel a riel. Sin embargo, su rango de ajuste se puede reducir así con R6 y R7. Puede elegir entre R5, 6, 7 valores para obtener 1.5v en la parte inferior de R5 y 2.5v en la parte superior, utilizando un bote de 1k, 1.5k para R7 y 2.5k para R6 (o 2.4k o 2.7k, hay una amplia rango de ajuste después de todo). O puede elegir un rango más ajustado o más holgado alrededor de su punto de viaje de 1.66v + 500mV.

La cadena de resistencia R1,2 rastreará la cadena de resistencia R5,6,7, por lo que la estabilidad frente a la temperatura y las fluctuaciones de voltaje del riel serán bastante razonable.

    
respondido por el Neil_UK

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