如何用普通运放对高共模电压（如串联的电池）进行采样

     大家下午好，在去年我们老大让我设计个电路。就是对串联的8节电池组进行采样，然后送到AD处理后给ARM芯片。
    最后我是采用高共模电压的差分运放INA146解决的（但是差分运放价格比较贵）。起初我用通用的运放如LM258,TL082,LM324等等搭成上图所示的电路，共搭了相同的8路，上图只是其中的一路。但是发现上面几路运放出来的电压总是有问题，不符合运算关系和线性度，我想主要是共模电压太大的关系吧。
    所以我想请问如何采用通用运放设计一个电路，能够有较大的共模抑制能力，采准这8路电压，最好给个图。
   以解决我半年以来的困惑，不甚感激！

提高电阻比：R9/R18 = R1/R10。INA146就是如此玩的。
但后面要加放大。

即使电阻是0.1%,这个电路共模电压抑制比最多40~60db
还是老实点用仪表运放吧

即使电阻是0.1%,这个电路共模电压抑制比最多40~60db
还是老实点用仪表运放吧
zjp8683463 发表于 2010-3-8 18:41

不过据说用通用运放也行的，我认识几个高手就是用普通运放搭出来的，不过他们觉得这个是公司机密，不告诉我

提高电阻比：R9/R18 = R1/R10。INA146就是如此玩的。
但后面要加放大。
HWM 发表于 2010-3-8 18:24

出来的电压根本就不对啊，后级加放大也没用啊

4# shurenfa

用普通运放也能搭,参照仪表运放电路,只要4个电阻误差在0.01%以内,要自己精选电阻.成本并不低多少

三个普通运放搭 一个仪器放大器 具体可以参考仪器放大器内部的结构

2个普通运放能做到吗？3个的话，又要电阻匹配 成本也高。。。

无论用2个运放还是3个，电阻都必须匹配。

既然后面有MCU处理，那么程序中加入校正吧，
即两个输入端短路，测出运放输出的电压，通过运算得到电阻的误差系数，以后测量时再用这个误差系数进行矫正。

很多高bit delta-sig ADC里面带的校正其实都是这样，短路输入端来得到校正系数的。

既然后面有MCU处理，那么程序中加入校正吧，
即两个输入端短路，测出运放输出的电压，通过运算得到电阻的误差系数，以后测量时再用这个误差系数进行矫正。

很多高bit delta-sig ADC里面带的校正其实都是这样，短路 ...
locky_z 发表于 2010-3-9 11:28

可以是可以，不过我很想知道如何用最简单的运放电路搭出来，我记得我们老大搭的时候好像是要用到MOS管的

chunyang 和maychang 能给点提示吗？
最好用2个普通运放就能搭一路的

看你的电路图，你的运放单电源供电，并且直接由电池Vcc供电吗？还有可能是运放的共模电压范围使运放工作不正常，例如TL084等输入端至少要比其Vee脚高4V，LM358等输入端至少要比Vcc脚高2V


另外差分电路的输出电压等于K1*Vdiff+K2*Vcomm,如果电阻匹配，这个K2等于0.如果不匹配，就添加了一项K2*Vcomm这个电压。Vcomm越高就越大。这个除了用校正或者电阻匹配外没啥好办法


还有就是不用差分电路，用类似下面电路方式

R1 R3电压相等，R3 R4电流相等，因此R4上电压正比R1上电流，R1上电流正比V1,因此R4上电压正比于V1,用这种方法将V1的电压变成了对地R4上的电压，
这种电路可以避免共模电压的影响。

看你的电路图，你的运放单电源供电，并且直接由电池Vcc供电吗？还有可能是运放的共模电压范围使运放工作不正常，例如TL084等输入端至少要比其Vee脚高4V，LM358等输入端至少要比Vcc脚高2V


另外差分电路的输出电压等 ...
locky_z 发表于 2010-3-10 10:40

非常感谢locky!  这个思路很好，好像我们老大就是类似的设计
PS:你图上运放的同相和反相端反了吧？

……直接找一款高端电流检测放大器的datasheet，参考内部框图即可

……直接找一款高端电流检测放大器的datasheet，参考内部框图即可
mohanwei 发表于 2010-3-10 11:22

高端电流检测？

你搜一下就知道了，不是“高档”的意思，本质也是测量高共模差分电压的

你好  电流型那个电路运放的正负输入端电压不会相等呀？楼主做出来了吗

学习了，我有几个问题：
1、这种电路的功耗怎么算啊？包括楼主以及上面的那位朋友贴出的图，以及我自己贴的附件，怎么算功耗啊？
2、上面各位说的高输入共模电压的放大器，这里的高共模输入电压能有多大？
3、这种采集电池串联组的每个电池的电压，那么所用放大器的电源电压应该怎么选啊？选电池组的最高电压VCC还是±5V？
另外，好像看到关于放大器的基本应用的时候，有一个电路是反相求和式减法电路，可以不受输入共模电压的影响，图看附件。由于两个运放构成的电路均存在虚地，电路没有共模输入信号，故允许vS1、vS2的共模电压范围较大。

locky_z 发表于 2010-3-10 10:40
看你的电路图，你的运放单电源供电，并且直接由电池Vcc供电吗？还有可能是运放的共模电压范围使运放工作不 ...

very good idea!