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[运放]

传感器放大电路解读

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楼主: muzimaye
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muzimaye|  楼主 | 2018-7-30 23:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
zyj9490 发表于 2018-7-24 21:36
VOFF要比同相端的电压高才有效。

Voff的电压是在2.5v和2.2之间,通过1M的电阻和10k分压后得到的,应该是2.21v

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muzimaye|  楼主 | 2018-7-30 23:38 | 只看该作者
zbcaich 发表于 2018-7-29 20:33
就这个电路说一下我的理解。我不是科班出生,如有错误,还望大家海涵。
这个电路和我见过的三电极的CO传感 ...

U4B是I/V转换电路,它的输出电压就是探头的输出电流在(R12+R17)上的压降。【它的输出电压,是R12+R17上面的压降加上2.5v的参考电压,这个2.5v是加的偏置】后级只是一个简单地R4/R6+1倍的放大器。【后面有同向放大和反向放大两种,目前的难点是采用了反向放大,反向之后,输出能否正常,这是问题的焦点和核心,我最大的困惑就在此】按探头的输出电流的灵敏度计算,100ppm时,前级就能输出4.75V的变化电压,所以感觉这里的电路的后级是为其它小电流灵敏度的探头类型准备的,应该是厂家的DEMO板或是推荐电路,当你只用某一种探头的时候,完全可以只用前级输出到AD检测就可以了。再说说这里的参考电压侧的电阻网络分压,有点故弄玄虚,用4、5个阻来分压后的效果与用2个电阻分压的效果没什么分别,最终检测精度与这些都没有关系,还有像R12+R7这样子,完全可以用150K电阻替代,在电路噪音和效果上不会有任何差别。当然,这也许是我们作为民用级产品的设计理念的看法。电路设计前提是能达到功能,满足要求,越简化越好,带来的负面影响越小。像是故障率,可调试性等都会比复杂的电路好些。乱说一通,不要介意

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zbcaich| | 2018-7-31 09:24 | 只看该作者
第一级输出不会大于2.5V的,原因是R31-R34分压后的电压在2.5V以上,即是R25电阻的左端电压会高于2.5V,电压可以计算得到,会多出几十mV左右,这个电压通过R25施加在运放的负输入端,会导至第一级输出低于2.5V。第二级也并没有取消掉2.5V参考,只是将2.5V参考又经电阻R7、8、9、29和R30分压了,即是第二级运放的参考电压比2.5V低更多,这样第二级输出就很低了,调节分压值就可以调节第二级的零输出电压。

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muzimaye|  楼主 | 2018-7-31 11:07 | 只看该作者
zbcaich 发表于 2018-7-31 09:24
第一级输出不会大于2.5V的,原因是R31-R34分压后的电压在2.5V以上,即是R25电阻的左端电压会高于2.5V,电压 ...

抱歉,第一次贴出的电路在后面的设计中已经做了更新。主要变化在Voff的生成部分。在2.2v和2.5v之间,利用1M和10K做的一个分压,分压后的Voff电压应为2.21v。特此更正。基于2.21v的Voff电压值,在没有安装传感器的情况下,通过1MΩ的电阻进入第一级运放的反向端,正向端接2.5V参考电源。第一级的输出,应该为2.55v,理论和分析一致。
现在主要的问题是,第二级,对NO2/O3两种传感器,第二级是反向电路。第一级输出是2.55v,大于2.5v,反向放大,输出就是为0.
但是我咨询原厂,他们一再强调不安装传感器时,输出为0.3v。
第二级同向放大时,输出是0.3v,第二级方向放大时,还是0.3v吗,想求证。

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william008| | 2018-8-6 10:30 | 只看该作者
我看了传感器厂商提供的参考电路,U4A-3和U4B-5应该接同一个参考电源。
但你的电路不是,为什么?

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muzimaye|  楼主 | 2018-8-13 14:52 | 只看该作者
william008 发表于 2018-8-6 10:30
我看了传感器厂商提供的参考电路,U4A-3和U4B-5应该接同一个参考电源。
但你的电路不是,为什么? ...

这两个其实是接在一起,都是2.5v的参考电压。

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william008| | 2018-8-14 10:42 | 只看该作者
muzimaye 发表于 2018-7-24 21:06
接上面。  另外一宗气体,SO2它的电路在第二级,正端输入,和前面讨论的电路相比,正好是交叉连接。输出就 ...

问题很清楚了。第二级同相放大就正常,你只要把你的电路也改成同样的电路就行了。
你的反相放大电路的放大倍数、直流偏置等等,都跟这个同相放大完全不一样,不只是相位差180度的问题,所以不能正常工作。
你已经知道同相放大正常,为什么非要在反相放大上纠结?

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muzimaye|  楼主 | 2018-8-14 16:23 | 只看该作者
william008 发表于 2018-8-14 10:42
问题很清楚了。第二级同相放大就正常,你只要把你的电路也改成同样的电路就行了。
你的反相放大电路的放 ...

是因为NO2和O3这两种传感器和SO2的电流方向不一样,对NO2和O3必须采用方向放大,不能用同相放大。

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william008| | 2018-8-14 17:46 | 只看该作者
muzimaye 发表于 2018-8-14 16:23
是因为NO2和O3这两种传感器和SO2的电流方向不一样,对NO2和O3必须采用方向放大,不能用同相放大。 ...

那很简单,同相是几倍放大,反相你也设计成几倍放大。同相是几V的直流偏置,反相你设计成几V直流偏置。不就行了吗?

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bin14375061| | 2019-10-25 10:15 | 只看该作者
muzimaye 发表于 2017-8-26 14:00
请教一下:工作电极的电位是虚地,这个怎么理解?
还有,WE的电流有正、有负,能否进一步解释一下。 ...

根据传感器类型不一样,氧化和还原反应的传感器电流方向不一样。

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Benjamin12345| | 2019-11-4 13:15 | 只看该作者
楼上正解

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传感时代| | 2020-2-8 23:48 | 只看该作者
学习

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yanwen217| | 2020-2-16 15:00 | 只看该作者
CO检测在去年底好好火了一把,有望形成强制性安全配置,做这个产品的好好把握机会。

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