[技术讨论] 运放输出初始阶段非线性

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 10:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
同向放大,放大采样电流值用于AD转换,从测试结果看电流在0~600mA内时,运放输出电压非线性,600mA时AD转换值只有200mA,超过这个值后又是线性的,700mA时AD检到300mA,800mA时AD检到400mA以此类推,运放没有饱和为什么会在初始阶段有非线性区呢整懵了,同样的电路在另一路上又没有问题,那一路的电流采样电阻要大一倍

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 10:36 | 显示全部楼层
有无大神解惑

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HWM| | 2021-10-19 10:50 | 显示全部楼层
单电源还是双电源供电?最好提供相关原理图和器件信息,这样才可判断问题。

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 11:04 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2021-10-19 10:50
单电源还是双电源供电?最好提供相关原理图和器件信息,这样才可判断问题。
...

企业微信截图_20211019110506.png
具体器件我也不清楚,这是老项目了pcb都没有,只剩个原理图,用运放放大了太阳能板的充电电流然后mcu用ad检测

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beizhaibei 2021-10-21 09:06 回复TA
@zhaoyu2005 :通透了老哥,谢谢 
zhaoyu2005 2021-10-19 13:47 回复TA
这个不是固定偏差多少的问题,是最低输出不会低于多少mV的问题,比如一个运放,最低输出50mV,理论计算低于这个输出电压的,都输出50mV,并且在接近这个最低电压的一定范围,可能输出非线性误差比较大,你咋减去?你还是看看自己用的运放的资料吧,至于你两路不一致,这还需要你自己仔细检查 
beizhaibei 2021-10-19 12:03 回复TA
@zhaoyu2005 :基准值记录下来运算的时候减掉也不行吗 
zhaoyu2005 2021-10-19 11:38 回复TA
你这电路用,运放单电源供电不合理,即使轨至轨运放,通常也有几十mV输出不正常(最低输出),对应几十到上百mA了,用单电源供电,需要考虑将输出抬高些,避开最低输出电压 
HWM| | 2021-10-19 11:16 | 显示全部楼层
这是单电源供电,地端存在些许“非线性”也属正常。没有运放的具体信息,不可能进一步具体分析。

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 11:45 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2021-10-19 11:16
这是单电源供电,地端存在些许“非线性”也属正常。没有运放的具体信息,不可能进一步具体分析。
...

企业微信截图_20211019114540.png
这是硬件仿真测试的采样值,太难了

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 11:48 | 显示全部楼层
HWM 发表于 2021-10-19 11:16
这是单电源供电,地端存在些许“非线性”也属正常。没有运放的具体信息,不可能进一步具体分析。
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而且另外一路检电池电流除了采样电阻是20mΩ其他的一模一样仿真的时候却整个电流曲线都是线性的

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lfc315| | 2021-10-19 12:00 | 显示全部楼层
这个主要看运放的特性,如果运放特性不够好,多多少少都有这样的现象;
另一个差不多的电路,看起来更好,可能的原因:
1是运放是不是不是同牌子同批次;
2是输出端的负载是不是一模一样,输出端对GND接个电阻,说不定能更好一点;
3是采样电阻大了,你关注的电流区域避开了非线性最明显的区域;

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lfc315| | 2021-10-19 12:01 | 显示全部楼层
beizhaibei 发表于 2021-10-19 11:48
而且另外一路检电池电流除了采样电阻是20mΩ其他的一模一样仿真的时候却整个电流曲线都是线性的 ...

只是仿真??

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 12:27 | 显示全部楼层

硬件仿真,串口没引出来不好看数据,直接在keil里查变量,我好像有点明白了,10mΩ的基准是138 20mΩ的基准一翻倍变成276 就直接过了10mΩ 600mA对应的218了所以是线性的。
可不可以理解成地端就是有东西干扰到运放了

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-19 13:25 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2021-10-19 12:00
这个主要看运放的特性,如果运放特性不够好,多多少少都有这样的现象;
另一个差不多的电路,看起来更好, ...

太魔幻了,另外一路跟我想得不一样!他的基准甚至都没有138,放大的结果也好好的
企业微信截图_20211019132546.png

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lfc315 2021-10-19 14:04 回复TA
把2个芯片调换看看呢 
lfc315| | 2021-10-19 14:01 | 显示全部楼层
beizhaibei 发表于 2021-10-19 13:25
太魔幻了,另外一路跟我想得不一样!他的基准甚至都没有138,放大的结果也好好的

...

挺好奇的,会是啥原因呢?
如果是PCB走线布局影响,也应该是线性的啊
能不能看看运放是什么型号?

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xmar| | 2021-10-19 16:25 | 显示全部楼层
运放改为双电源供电,甚至提高供电电压。例如,+15V、-15V供电。

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oufuqiang| | 2021-10-19 17:22 | 显示全部楼层
应该跟运放电源V-走线有关

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R2D2| | 2021-10-19 17:52 | 显示全部楼层
加一片MAX232给运放提供负电源即可。

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fzyuan| | 2021-10-19 18:04 | 显示全部楼层
不会是振荡了吧,把C22去掉试试

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king5555| | 2021-10-19 19:00 | 显示全部楼层
降低330k电阻,330k/11k比例太大,不利用单电源供电,最好11k也降低,以免受到运放输入端的Ib和Vos影响,造成很大的误差。电容220nF改成电阻2k~5k,这个改善输出电压接近零伏特的线性。

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beizhaibei 2021-10-21 09:08 回复TA
学习了,但这是个返修的老产品不好动硬件 
Andy4ever| | 2021-10-20 09:20 | 显示全部楼层
本质上来说,是因为运放有一个Output Swing (输出摆幅)的特性,每一个运放都有。 针对你这个电路图,Vs- 是接地的,而运放的Output Swing 一般来说总是离  Vs+ 和 Vs- 各有一个电压差,有的大些,有的小些,也有的号称 轨到轨输出(rail-to-rail output)。

建议你去查一下运放的Spec,不是同一种运放也没关系,多查几个,看看Output Swing 的定义,你就清楚了。

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beizhaibei 2021-10-21 09:09 回复TA
了解了,谢谢 
twtyygy| | 2021-10-20 09:32 | 显示全部楼层
厉害了我的歌

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beizhaibei|  楼主 | 2021-10-21 09:05 | 显示全部楼层
lfc315 发表于 2021-10-19 14:01
挺好奇的,会是啥原因呢?
如果是PCB走线布局影响,也应该是线性的啊
能不能看看运放是什么型号? ...

结案了老哥,这两路电流采样电路运放用的器件都不一样,应该就是18L的大哥说的那样,我以前还以为只有输出接近电源才会出现下偏,这种返修的老产品真是太麻烦了,设计人员都不在了资料也缺失得厉害只有个原理图和烧录hex

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