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请教各位一个电路的现象,关于运放I/V转换的

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楼主
电路如图,电路用来检测一个运动物体,物体内装有一个强磁铁,强磁铁在电感L1上方快速运动会感应出一个小电流,峰值1uA左右,电感4.7mH,直流阻抗20欧左右。用IV转换测电感L1上的电流。问题是这样的,做了几十块板子,当没有磁铁经过电感上方的时候,每块板的运放输出状态不一致,有的是正饱和有的是负饱和,这是为什么呢?当磁铁在电感上方运动时能看到运放输出一个变化的信号,只不过每块板子的初始状态不一样,有的是上升有的下降,运放用的是AD822,JFET 低IB型,单5V电源。希望大家能帮我解除疑惑,这是运放的某个特性引起的吗?


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沙发
zkybuaa| | 2014-5-23 21:56 | 只看该作者
运放的失调电压造成的

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玄德| | 2014-5-23 22:35 | 只看该作者

要用双电源吧,
或者输入端加偏置。

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zyj9490| | 2014-5-23 23:01 | 只看该作者
玄德 发表于 2014-5-23 22:35
要用双电源吧,
或者输入端加偏置。

双电源也不一定行的,因为根本不是电流源,而是个电感,内阻是很小的,相当于同相放大倍数很大,如果是电流源的,接近1倍,光电流的电路不能直流用在低内阻的电流源上.

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zyj9490| | 2014-5-23 23:03 | 只看该作者
先用无源电阻外接电感,转换成电压,再用同相放大器电路来放大.

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6
jun_garfield|  楼主 | 2014-5-23 23:17 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2014-5-23 23:03
先用无源电阻外接电感,转换成电压,再用同相放大器电路来放大.

谢谢楼上 这个方法我试过 因为电感只有20欧左右 分压不好分 分得压降小 又要用多一级运放来放大 这样复杂了 其实我最想知道的是为什么每个运放输出的状态为什么会不一样

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zyj9490| | 2014-5-23 23:24 | 只看该作者
jun_garfield 发表于 2014-5-23 23:17
谢谢楼上 这个方法我试过 因为电感只有20欧左右 分压不好分 分得压降小 又要用多一级运放来放大 这样复杂 ...

这是失调电压引发的,对于失调压,放大多少倍呢,5.1M/20=260000,已经饱和了.不是下轨就是在上轨.

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captzs 2014-5-23 23:51 回复TA
对,增益太大。 
8
jun_garfield|  楼主 | 2014-5-23 23:50 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2014-5-23 23:24
这是失调电压引发的,对于失调压,放大多少倍呢,5.1M/20=260000,已经饱和了.不是下轨就是在上轨. ...

谢谢 终于搞明白了

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9
maychang| | 2014-5-24 00:14 | 只看该作者
king5555 发表于 2014-5-24 00:02
不论偏置如何,至少电感上串联隔直的电容。

同意,与电感串联隔去直流的电容是个办法。
电容的容量,根据楼主所述磁铁运动的速度决定。

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10
Lgz2006| | 2014-5-24 06:52 | 只看该作者
几个关键点都是致命伤,一无是处(似乎量产了?)
1.运放电压偏置不对,3楼
2.磁通变化生电压,4楼
3.物体不变,电感绕向决定运放输出正负

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11
captzs| | 2014-5-24 08:45 | 只看该作者
楼主是否试过干簧管或霍尔片?

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12
maychang| | 2014-5-24 12:26 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2014-5-24 06:52
几个关键点都是致命伤,一无是处(似乎量产了?)
1.运放电压偏置不对,3楼
2.磁通变化生电压,4楼

与首帖此图类似的电路,是用I/V转换电路将CT二次电流转换成电压输出。
CT固然是电流源,但仅在工作频率上是电流源,直流电阻很小,最大不过数十欧。若用这种电路将CT二次信号转换成电压,必将导致运放的失调被放大很多倍,使运放饱和。
我一直主张CT二次接额定负载电阻,然后用运放构成同相放大器进行放大得到电压。若要保证运放两输入端对地电阻相等,电阻串联到运放同相输入端。

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13
jun_garfield|  楼主 | 2014-5-24 14:01 | 只看该作者
maychang 发表于 2014-5-24 12:26
与首帖此图类似的电路,是用I/V转换电路将CT二次电流转换成电压输出。
CT固然是电流源,但仅在工作频率上 ...

谢谢各位老师的解答 获益良多 是这样的 这是一个同行的产品

功能也是用磁铁和电感测量一个运动的物体,电路是用两级反相处理电感两端信号,当磁铁经过电感式是一个类似正弦波的交变信号,偏置信号ref=0.3V.这个电路会有个问题,一级放大增益不够用了两级,但是这样会把失调电压也叠加在第二级输出,担心量产后一致性会有很大差异,才想到IV转换的方法,大家不知道还有没有更好的方法来解决这个问题,就是用磁铁和电感来检测运动物体,干簧管和霍尔我担心会有响应时间的问题,这个检测的物体时速大概有200KM/H左右。两个电感间距10cm,用来探测物体运动速度。

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14
maychang| | 2014-5-24 14:14 | 只看该作者
jun_garfield 发表于 2014-5-24 14:01
谢谢各位老师的解答 获益良多 是这样的 这是一个同行的产品

功能也是用磁铁和电感测量一个运动的物体, ...

运动物体时速200km(说了“时速”就不要说“/h了”),两电感相距10cm,那么物体通过两电感时间相差1.8ms。
你既然是要测量物体运动速度,那么只要测量两个信号发生时间的差(1.8ms)。

要避免失调叠加在第二级输出,第一级和第二级之间电容耦合即可。

“不知道还有没有更好的方法来解决这个问题”
我13楼意见,是否可以参考一下?

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15
jun_garfield|  楼主 | 2014-5-24 14:21 | 只看该作者
maychang 发表于 2014-5-24 14:14
运动物体时速200km(说了“时速”就不要说“/h了”),两电感相距10cm,那么物体通过两电感时间相差1.8ms。 ...

谢谢may版,我好好消化一下

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16
Lgz2006| | 2014-5-24 14:24 | 只看该作者
本帖最后由 Lgz2006 于 2014-5-24 14:27 编辑

KMH,哈哈看看你楼下:kmh

咱11楼看了吗,懂了吗,白说了?

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17
jun_garfield|  楼主 | 2014-5-24 14:38 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2014-5-24 14:24
KMH,哈哈看看你楼下:kmh

咱11楼看了吗,懂了吗,白说了?

嗯嗯 谢谢 Lgz老师,我有看你的回复啊,呵呵。第一点,我给运放加了一点偏置大概2mV让它比VOS大一点,但是这样会导致测量距离变短,这个没搞明白。第二点,测电压的变化,这个一级放大增益我试了一下不够,我想一级就搞定问题。第三点,绕向决定运放输出,这个我试了一下,好像是没有关系的,反接电感输出时一样的

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18
maychang| | 2014-5-24 14:43 | 只看该作者
jun_garfield 发表于 2014-5-24 14:38
嗯嗯 谢谢 Lgz老师,我有看你的回复啊,呵呵。第一点,我给运放加了一点偏置大概2mV让它比VOS大一点,但 ...

电感正反可大不一样。
这会影响物体通过两个线圈时间的测量。
两个线圈接法必须一致,不能一正一反。

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shurenfa| | 2014-5-24 14:58 | 只看该作者
学习

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gaoyiyiyi| | 2014-5-24 14:59 | 只看该作者
;P好巧,我最近也在做类似的。不过我做的是非常小的导磁体的运动检测,电流比你小多了。(你是强磁铁,我是米粒大的无磁性导磁体)

使用的原理几乎是一样的。这个要用点小技巧的。我不知道和楼主是不是竞争关系,不能讲太细。提示:别把眼光停留在运放失调电压上,如果一个电路对元器件的某些参数要求太高了,那肯定是不合理的设计。

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