如何用普通运放对高共模电压（如串联的电池）进行采样

只看该作者 · 2010-3-8 15:09

本帖最后由 shurenfa 于 2010-3-8 15:17 编辑

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！

2万 · 2010-3-8 18:24

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

1万 · 2010-3-8 18:41

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

只看该作者 · 2010-3-8 21:21

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

只看该作者 · 2010-3-8 21:22

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

1万 · 2010-3-8 22:55

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

只看该作者 · 2010-3-9 08:25

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

只看该作者 · 2010-3-9 10:27

2个普通运放能做到吗？3个的话，又要电阻匹配成本也高。。。

1万 · 2010-3-9 10:48

无论用2个运放还是3个，电阻都必须匹配。

只看该作者 · 2010-3-9 11:28

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。

只看该作者 · 2010-3-9 16:23

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

只看该作者 · 2010-3-10 10:33

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

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 2010-3-10 11:11

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？

3万 · 2010-3-10 11:22

……直接找一款高端电流检测放大器的datasheet，参考内部框图即可

只看该作者 · 2010-3-10 11:41

……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？

3万 · 2010-3-10 13:44

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

只看该作者 · 2011-12-16 15:03

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

只看该作者 · 2013-4-11 10:39

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。