[运放] 0-30mV差分信号放大求助

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 楼主 | 2018-1-4 16:04 | 显示全部楼层 |阅读模式


图1为目前采用的放大方案,实际采用的电阻阻值与原理图的不同,并且已经尽量的匹配了电阻的一致性。

图2为采用4毫欧检测电阻测的的参数,放大倍数为49倍左右。

图3为采用0.1毫欧检测电阻测的的参数,放大倍数为646倍(通过将最后一级的跟随电路变为放大电路)
通过图2可以看出,检测电压大于1mV之后,测量的数据已经较为准确(能够满足我们的检测要求)
现在想请问下,1mV以下的电压该怎么检测?
实际检测中,我们使用的是0.1毫欧的检测电阻,要求能够比较准确的检测500mV的电流,请高人指点。。。

还有请问下,这么小的直流信号,该怎么滤波?LC?RC?电容的材料和值该怎么选?位置应该放在哪里?PCB布局布线以及铺铜有什么讲究?放大器接触的少,还望诸位能不吝赐教。



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 楼主 | 2018-1-4 16:06 | 显示全部楼层
地线上也有不小的纹波,应该怎么处理呢?
 楼主 | 2018-1-4 16:09 | 显示全部楼层
图中RP1为检测电阻,R10和R15接了电阻,R13没接,按照仪表放大器的电路搭建的话,不知道为什么,输出总是不对,所以退而求其次,还是用分开的方案了。
| 2018-1-4 18:46 | 显示全部楼层
30mv信号放大,100倍就行了,随便用个放大器就可以了
| 2018-1-4 18:47 | 显示全部楼层
1mV信号放大,用仪用放大器吧,处理好放大器电源和地
| 2018-1-5 07:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 fzyuan 于 2018-1-5 07:48 编辑

用你图上1/6的放大器就可以了。
布线的关键在采样电阻的连接,一般这么大的电流应该采用4线制电阻的,否则精度会很难做高。0~30mV的信号不需要过于复杂的处理。
楼主是把简单问题复杂化了:电路复杂、程序也复杂。Iin = ((Vout / 101) - 0.001) / Rs。


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 楼主 | 2018-1-5 09:10 | 显示全部楼层
xiaxingxing 发表于 2018-1-4 17:57
U4反向端的输入 FB1  FB2,,,,FB2不是LDO后面那个磁珠吗?另外,FB1页没找到哪里来的信号呀??? ...

不是的,FB1和FB2是R7和R17后面的网表,磁珠是元器件标号。
 楼主 | 2018-1-5 09:11 | 显示全部楼层

就是检测电阻两端接入回路,检测电池充放电时的电流,有正反之分。
 楼主 | 2018-1-5 09:15 | 显示全部楼层
fzyuan 发表于 2018-1-5 07:37
用你图上1/6的放大器就可以了。
布线的关键在采样电阻的连接,一般这么大的电流应该采用4线制电阻的,否则 ...

谢谢回复,忘记说了,电流是双向的。。。最小检测电压是0.05mV以下,你这图实践过吗?
 楼主 | 2018-1-5 09:16 | 显示全部楼层
funior 发表于 2018-1-4 18:47
1mV信号放大,用仪用放大器吧,处理好放大器电源和地

就是感觉电源和地不好处理,放大的不是1mV,可能要在0.05mV以下,信号太小,没有处理经验。
| 2018-1-5 09:56 | 显示全部楼层
楼主,做放大的目的是为了便于采集吗,为何不直接采集,放大误差也会随之放大!
 楼主 | 2018-1-5 10:15 | 显示全部楼层
jerry—feng 发表于 2018-1-5 09:56
楼主,做放大的目的是为了便于采集吗,为何不直接采集,放大误差也会随之放大! ...

信号那么小,怎么直接采集呢?

评论

jerry—feng 2018-1-5 10:33 回复TA
这就要靠算法了,我们给一个客户做过0-20mV的信号采集,采集误差到0.01mV,除非您要求精度更高,否则是完全满足的! 
| 2018-1-5 10:18 | 显示全部楼层
carlzheng 发表于 2018-1-5 09:16
就是感觉电源和地不好处理,放大的不是1mV,可能要在0.05mV以下,信号太小,没有处理经验。 ...

如果电流是双向,
关键还是看你的要求。
楼上通篇只字未提工作条件、误差需求。
如果只是用于一般的监控(譬如,误差要求为1%rd+1A),
那么只需要将R5改成120k左右,并将R2减小一些以降低增益。
并且,ADC只需要一般MCU内置的12bitADC就可以了。

如果有更高的要求,那么放大电路应采用差分放大器,ADC采用差分输入的;
或者放大电路采用差分输入-单端输出,ADC采用单端输入的。
无论如何,楼主最初的电路过于复杂,应该简化。
| 2018-1-5 10:21 | 显示全部楼层
carlzheng 发表于 2018-1-5 09:15
谢谢回复,忘记说了,电流是双向的。。。最小检测电压是0.05mV以下,你这图实践过吗? ...

用开关电容采集,变成交流电,放大交流电信号,然后同步检波变成直流电。

评论

fzyuan 2018-1-5 10:54 回复TA
如果是30年前,我也支持这个方案。 
xch 2018-1-5 12:26 回复TA
@fzyuan :再过30年还是这方案。你画得那电路搞笑。 难道vos=0吗? 
| 2018-1-5 12:23 | 显示全部楼层
怎么小的电信号,还是用正规的差动放大器,半导体大厂都有成品出售,通过半导体工艺切电阻,保证四个比例电阻高度一致,自已分立器件组有点难度。成本也不少。
 楼主 | 2018-1-5 13:39 | 显示全部楼层
jerry—feng 发表于 2018-1-5 09:56
楼主,做放大的目的是为了便于采集吗,为何不直接采集,放大误差也会随之放大! ...

能把您曾经做过的方案的电路发给我参考下吗?软件部分是机密,我不会要,因为现在测量得到的数据并不算线性的,软件应该不好处理。
| 2018-1-5 13:47 | 显示全部楼层
carlzheng 发表于 2018-1-5 13:39
能把您曾经做过的方案的电路发给我参考下吗?软件部分是机密,我不会要,因为现在测量得到的数据并不算线 ...

楼主,电路看不出什么的,核心技术还是在底层算法里,如果有这一块的需求的话,可以加Q:2049436443火日立
| 2018-1-5 15:25 | 显示全部楼层
jerry—feng 发表于 2018-1-5 13:47
楼主,电路看不出什么的,核心技术还是在底层算法里,如果有这一块的需求的话,可以加Q:2049436443火日 ...

国外的重电路性能,轻软件补偿,国内,轻硬件,降硬件成本,重软件补偿。看看国外的大仪器厂商,硬件及机构件下重本。就是为了提升电路性能。看看TECH,或安揵伦的示波器和网络仪。我们走的是日本早期的技术路线。

评论

carlzheng 2018-1-8 08:52 回复TA
您的回答很赞。。。。 
| 2018-1-5 15:54 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2018-1-5 15:25
国外的重电路性能,轻软件补偿,国内,轻硬件,降硬件成本,重软件补偿。看看国外的大仪器厂商,硬件及机 ...

没有办法,这是市场选择的必然结果
| 2018-1-5 17:22 | 显示全部楼层
怎么不用电流互感器呢?大电流最好隔离

评论

carlzheng 2018-1-8 08:56 回复TA
我们现在用的采集方案就是霍尔传感器,采集的电流是500MA到200A,据说传感器里集成了一个小电流检测电路,就是为了提高小电流的精度。 
pleee 2018-1-9 15:31 回复TA
@carlzheng :我现在用的互感器是0-100ma的,互感器的输出精度本来就不是很准,你后面电路精度再高也没什么用啊 
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