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[放大器-信号链]

使用TI运放检测uV级电压,出现较大测量误差

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wajtmusic|  楼主 | 2014-8-29 17:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
如图所示,按照图中电路设计一个脑电检测电路:
1、用仪器在IN+,IN-端输入坐标一的100uV,1S的方波信号,XSC1端检测到的是幅值为250uV,1S左右的方波信号。
2、用仪器在IN+,IN-端输入坐标二的叠加在+300mV直流上面的100uV,1S的方波信号,XSC1端检测到的是幅值为180uV,1S左右方波信号。
3、用仪器在IN+,IN-端输入坐标二的叠加在-300mV直流上面的100uV,1S的方波信号,XSC1端检测到的是幅值为150uV,1S左右方波信号。
从上面三个测试来看,IN+,IN-端输入的信号在100uV,1S、叠加在+300mV和-300mV时,XSC1端检测到的信号都有被放大,而且放大程度还不一样,电路调试中,测量误差可以确定是由于运放OPA735AID造成的,假如使用OPA251,测量误差将变得更大,今天在此发个贴,希望高手大神们多多指点,怎样才能消除这个测量误差,希望能把测量误差控制在±5%的范围内。

备注:
1、A1是一个差分输入脑电信号检测放大器,与PC之间通过蓝牙通信。
2、XSC1其实是装在PC一个波形检测显示软件,IN+,IN-端输入100uV,则显示是100uV,IN+,IN-端输入的信号,XSC1上面可以1:1的显示出来。

极化电压.gif (30.41 KB )

极化电压.gif

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沙发
mmuuss586| | 2014-8-29 21:50 | 只看该作者
运放的输入失调电压,可以用电路测试出来的。如果是这个偏差,想办法减去这个值就好了。

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wajtmusic|  楼主 | 2014-8-30 17:22 | 只看该作者
mmuuss586 发表于 2014-8-29 21:50
运放的输入失调电压,可以用电路测试出来的。如果是这个偏差,想办法减去这个值就好了。 ...

OPA735这个运放的输入失调电压已经是很低的了,典型值是1uV,最大是5uV,这样低的输入失调电压用什么什么办法可以测试出来呢?另外这样低的失调电压,还有什么办法可以呢?

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wajtmusic|  楼主 | 2014-8-30 17:23 | 只看该作者
mmuuss586 发表于 2014-8-29 21:50
运放的输入失调电压,可以用电路测试出来的。如果是这个偏差,想办法减去这个值就好了。 ...

OPA735这个运放的输入失调电压已经是很低的了,典型值是1uV,最大是5uV,这样低的输入失调电压用什么什么办法可以测试出来呢?另外这样低的失调电压,还有什么办法可以去减去这个值呢?

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5
mmuuss586| | 2014-8-30 21:10 | 只看该作者
本帖最后由 mmuuss586 于 2014-8-30 21:18 编辑
wajtmusic 发表于 2014-8-30 17:23
OPA735这个运放的输入失调电压已经是很低的了,典型值是1uV,最大是5uV,这样低的输入失调电压用什么什么 ...


用仪表放大器看看;
你用模拟电路搭,2个运放的一致性,以及几个电阻的精度,对输出可能都会影响;

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6
youluo235| | 2014-8-30 21:25 | 只看该作者
你可明白输入失调电压指的是什么。失调其实就是相当于放大器反向端有一个很微小的电压值,你可以把他结成差分放大的形式,放大很多倍,假设真的有1UV的话那得放大10万倍甚至更大来测量输出值。

下图为电路图。此图只放大了1001倍。你吧反馈那2个相同电阻改大就行

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7
mmuuss586| | 2014-8-30 21:44 | 只看该作者
参考ADI的心电解决方案;
ECG_solution_cn.pdf (949.97 KB)

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8
QuakeGod| | 2014-8-30 23:26 | 只看该作者
电解电容造成的误差。
你那个电路为什么要用电容隔离直流呢?

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9
wajtmusic|  楼主 | 2014-8-31 11:50 | 只看该作者
mmuuss586 发表于 2014-8-30 21:10
用仪表放大器看看;
你用模拟电路搭,2个运放的一致性,以及几个电阻的精度,对输出可能都会影响; ...

无法使用仪表运放,因为A1就相当于是仪表运放了,之所以用U1、U2及4个电阻2个电容在A1前面搭运放,目的要去掉脑电电极片产生的极化电压(即直流在0~300mV之间的直流电压),仪表运放是3个运放集成在一起,而去掉极化电压的话,必须在前面2个运放和后面的运放之间加上4个电阻2个电容达成的去极化电压电路。
另外,输入信号不接IN+和IN-,直接接到4个电阻2个电容电路的前面,测量出来的信号是误差很小的,所以电容电阻的精度是可以满足要求的,测量误差应该是U1、U2造成的。

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wajtmusic|  楼主 | 2014-8-31 15:12 | 只看该作者
youluo235 发表于 2014-8-30 21:25
你可明白输入失调电压指的是什么。失调其实就是相当于放大器反向端有一个很微小的电压值,你可以把他结成差 ...

你给出测量输入失调电压的方法我看懂了,但U1、U2都是射随,加入真有失调电压,我想也是很小的,datasheet上面写的是正常1uV,最大5uV。

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11
wajtmusic|  楼主 | 2014-8-31 15:17 | 只看该作者
QuakeGod 发表于 2014-8-30 23:26
电解电容造成的误差。
你那个电路为什么要用电容隔离直流呢?

电容和电阻误差造成的影响是很小的,因为电路做过这样的实验,信号不从IN+、IN-直接输入U1、U2,而是从电容的前端输入,这是,测量到的信号误差是很小的,远小于信号从U1、U2输入端输入的误差。
电容隔直,为的是消除掉脑电电极片产生的极化电压,也就是0~300uV范围内的直流电压。

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12
qinlu123| | 2014-9-1 16:37 | 只看该作者
楼主问一下那四个电阻是干啥用的。

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13
wajtmusic|  楼主 | 2014-9-1 19:35 | 只看该作者
qinlu123 发表于 2014-9-1 16:37
楼主问一下那四个电阻是干啥用的。

具体我也不知道是干嘛用的?但是我知道这个4个电阻和2个电容组成的电路是用来高通用的,把差分端进来的直流信号给滤掉。

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