Regolazione Offset Operazionale Alimentazione Singola

[sx3me]

ciao,

dovevo fare delle prove con un operazionale come buffer di tensione in alimentazione singola... però devo regolare l'offset, in quanto con ingresso cortocircuitato a massa mi ritrovo circa 2mV in uscita, invece nel mio caso è importante che siano esattamente 0V.

Che componente,o soluzione mi consigliate??

[dott.cicala]

.....ad alimentazione singola.....ma buffer di tensione cosa vuol dire?

comunque dipende da che op amp usi. Ci sono quelli con i pin previsti per la regolazione dell'offset come il vecchio 741, se non sbaglio l'1 e il 5.

Se non ci sono invece, basta polarizzare l'ingresso + con una tensione di pari valore ma con segno opposto.

[gabri-z]

Buona sera a tutti !

con ingresso cortocircuitato a massa mi ritrovo circa 2mV in uscita, invece nel mio caso è importante che siano esattamente 0V.

Lo schema dello stadio sarebbe segreto ? Mi sa che Ti serve una tensione negativa

[sx3me]

dott... intendo l'inseguitore di tensione... voltage follower...

lo schema non è segreto, non c'è ancora, lo chiedo a voi ... ho fatto una prova molto semplice con un LM358, collegando l'uscita col l'ingresso invertente, ed entrando dal non invertente, tutto quà...

La mia necessità però che quando sia zero V in ingresso siano zero anche in uscita; si tratta di una tensione variabile da 0 a 100mV

Il 751 ricordo che vuole l'alimentzione duale però...

[dott.cicala]

ah l'inseguitore.....è un voltage follower ---> current buffer...... certo che per azzerare quei 2mV ti servono almeno teoricamente altri -2mV.

A parte rari casi un amp op può sempre essere usato ad alimentazione singola, basta ricorrere alla "massa virtuale".

Si alimenta l'ingresso + con Vcc/2 tramite un semplice partitore. Per annullare un eventuale offset basta variare il partitore stesso. In queste condizioni però, l'uscita del AO quando varrà zero, si troverà al potenziale pari circa a quello applicato sull'ingresso +.

Ad esempio, se alimenti il tutto a 12V avrai che con ingresso zero l'uscita sarà a 6V. Se hai un offset di 2mV significa che il partitore dovrà ricavare 5.998V da applicare all'ingresso non invertente....altrimenti in uscita a zero segnale di ingresso si avranno 6.002V.

Purtroppo una tensione di offset in uscita c'è sempre e per eliminarla nella maniera più semplice e volendo avere zero volt in uscita, allora è il caso di usare l'alimentazione duale.

[sx3me]

mmmh... pure che facessi il partitore in ingresso poi quei 6V come li elimino... ?! E non va bene

Cercando un pò ho visto CA3140 che ha la regolazione di offset, e sembra sia alimentabile pure il singola; proverò con questo, che dici?!

Modificato: 22 agosto 2014 da sx3me

[Livio Orsini]

L'uso di un OA con compensazione dell'offset è la soluzione migliore, anche perchè in genere sono naturalmente più stabili (ma anche più costosi ).

[dott.cicala]

Il CA3140 è un buon AO con una buona banda passante ingressi mos...ecc ecc....la cui piedinatura è identica al uA741. Se ti serve l'altissima impedenza di ingresso e l'ampia banda passante a oltre 4MHz ha senso utilizzarlo, altrimenti è ancora validissimo il 741....LM358 infatti ne contiene due di 741......

Per la regolazione dell'offset, è vero che sia il CA3140 che il uA741 hanno i pin 1-5 ai quali collegare gli estremi di un potenziometro il cui cursore però va collegato a -Vcc.

Se la tua -Vcc = Zero....allora non può funzionare.

Quindi, per annullare l'offset e avere che la Vo parta da zero è necessaria l'alimentazione duale....come suggeriva gabri-z più sopra..... che può anche non essere simmetrica...cioè fornire all'alimentazione negativa quel poco che serve allo scopo.

Modificato: 22 agosto 2014 da dott.cicala

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

Se ''devi '' proprio , puoi provare di polarizzare l' ingresso invertente con i mV di offset che vedi ; potresti ottenerli con un partitore su un riferimento da decidere , ma ben filtrati e attraverso qualche centinaio di kOhm od oltre....

Ma cosa hai da amplificare , segnale da termocoppia , cella di carico , (non ti rubiamo il progetto ) ?

A parte scherzi , se devi lavorare con valori cosi bassi in cc , forse pensare un po ai chopper potrebbe dare una soluzione .

Modificato: 22 agosto 2014 da gabri-z

[Livio Orsini]

puoi provare di polarizzare l' ingresso invertente con i mV di offset

Non è possibile nella configurazione "voltage follower" o insguitore di tensione. Topologia usata per avere un'elevatissima impedenza d'ingresso, guadagno unitario senza inversione di polarità.

Quando son necessari affset così contenuti è imperativo usare operazionali, a bassa deriva (quindi di classe costosa), con la possiiblità di annullamento degli offset.

Un chopper, soluzione usata sino agli anni 60, introduce comunque del rumore che poi non è facile togliere (parlo per esperienza vissuta).

[sx3me]

grazie per i consigli, sempre preziosi

sempre ravanando la rete ho trovato uno schemino col CA3140 dove alimentato in continua fa da raddrizzatore ideale, ed è stata aggiunta pure la regolazione offset, per questo pensavo che fosse possibile, poi ha in più al 741 il pin STROBE... che non ho capito a che serve, ma è collegato insieme all'1...

Ora svelo il segreto... devo fare un amperometro, leggendo una tensione... facile, ma mi sono complicato con uno strumentino cinese da 3€... adesso spiego meglio:

Ho una tensione proporzionale ad un assorbimento di corrente, ovvero 1V = 20A... lo strumentino con fs100A accetta max 75mV, fin quì facile con un bel partitore resistivo... però come collego lo strumentino sballa tutta la misura, evidente che la sua impedenza non è adatta (infatti di solito sono usati con shunt)

con l'inseguitore risolvo, ma il problema è che con i 2mV di offset lo strumentino segna circa 3A che non ci sono

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

Non è possibile nella configurazione "voltage follower" o insguitore di tensione. Topologia usata per avere un'elevatissima impedenza d'ingresso, guadagno unitario senza inversione di polarità

.Certo che non è possibile polarizzarlo E collegato all'uscita!!

Ma se usasse due stadi invertenti in cascata ?

[Livio Orsini]

Ma se usasse due stadi invertenti in cascata ?

Rischieresti di avere 2 offset da compensare e 2 derive che si sommano.

Se proprio si vuole fare il tutto con un ampli economico, bisogna usare una topologia tipo amplificatore da strumentazione, ovvero con ingresso differenziale formatoda duoe OA che si sommano in un terzo.

Molto più semplice, economico e, soprattutto, affidabile usare un OA di una classe migliore che preveda la compensazione di offset.

Il vecchio 141 (741) ha questa possibilità, però la deriva nel tempo può non essere trascurabile.

Cli OA con stadio d'ingresso a FET offrono migliori garanzie di stabilità.

Inoltre visti i livelli di tensione in gioco sarebbe opportuno adottare u rail-to-rail.

[gabri-z]

Buona sera a tutti!

Rischieresti di avere 2 offset da compensare e 2 derive che si sommano.

NO ! E Lui che ha scelto la classe degli AO e non posso dire io che cambi la scelta L'hanno già fatto altri :

Quando son necessari affset così contenuti è imperativo usare operazionali, a bassa deriva (quindi di classe costosa), con la possiiblità di annullamento degli offset.

Basterebbe un (meglio tre ) LM 201/301 ... ma poi c'è da pensare anche alla deriva termica (LM108--308) , bisogna sapere le pretese del amico sx3me ....forse basta il 741 , è Lui che deciderà ..

Buona serata !

[sx3me]

NO ! E Lui che ha scelto la classe degli AO e non posso dire io che cambi la scelta L'hanno già fatto altri :

che vuoi dire?? Io non ho scelto nulla in particolare, se ci sono altre soluzioni più semplici ed affidabili sono pronto... anche se più semplice di collegare un OA non mi pare si possa...

il 741 sono sicuro che non va bene, vuole alimentazione duale, e non cel'ho... tralaltro se l'avessi farei due stadi invertenti, ma solo per avere guadagno minimo frazionario, in modo da evitare il partirore resistivo. . .

il 3140 è il primo che ho visto, se ce ne sono altri ben vengano, dovrò prenderne uno e provare quanto prima... e se come dite è un componente particolarmente raffinato... ben venga

Modificato: 24 agosto 2014 da sx3me

[Adelino Rossi]

La mia necessità però che quando sia zero V in ingresso siano zero anche in uscita; si tratta di una tensione variabile da 0 a 100mV

lo schema non è segreto, non c'è ancora, lo chiedo a voi

Ora svelo il segreto... devo fare un amperometro, leggendo una tensione... facile, ma mi sono complicato con uno strumentino cinese da 3€... adesso spiego meglio:

Ho una tensione proporzionale ad un assorbimento di corrente, ovvero 1V = 20A... lo strumentino con fs100A accetta max 75mV, fin quì facile con un bel partitore resistivo... però come collego lo strumentino sballa tutta la misura, evidente che la sua impedenza non è adatta (infatti di solito sono usati con shunt)

con l'inseguitore risolvo, ma il problema è che con i 2mV di offset lo strumentino segna circa 3A che non ci sono

al di la delle discussioni sugli op che sono l'oggetto del post, direi che bisognerebbe anche avere prima le idee chiare sullo schema applicativo dell'impianto. ci sono descrizioni di impianto poco chiare o configurazioni improbabili di cablaggio.

dato lo schema allegato dovresti completarlo con i collegamenti mancanti e le spiegazioni tipo:

questo è la situazione attuale e questo è ciò che voglio ottenere.

esempio già parlare di interfacciarsi con uno shunt posto su una tensione di 220V, facile non è, uno shunt che dia 1V a 20A sembra una stufa più che uno shunt, infatti correttamente lo strumentino parla di 75mV per 100A f.s.

se invece è una esercitazione di laboratorio è tutto più semplice.

OP.jpg

[Livio Orsini]

Se vuoi usare una singola alimentazione, devi per forza usare un rail-to-rail, però ti mangi comunque qualche decina di mV.

meglio sarebbe usare un minimo di tensione negativa, p.e. 700 mV - 1 V.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP184_284_484.pdf

Alla pag.18 c'è uno schemino che potrebbe interessarTi .(fig. 55)

Modificato: 24 agosto 2014 da gabri-z

[Livio Orsini]

L'OPAx84 è un signor amplificatore, progettato come amplificatore da strumentazione, sicuramente è più che adatto allo scopo, forse è anche sprecato.

[sx3me]

scusa Adelino, ma credo di non avere mai parlato di 220V, ne tantomeno detto di avere uno shunt che dia 1V con 20A... la tensione di alimentazione è 12/24V... ma non centra... io ho una tensione che è proporzionale all'assorbimento, ma che è data da un altro circuito!

Livio, non conosco la configurazione rail-to-rail, potresti darmene un'idea?

Gabri, ti riferisci alla fig 56? questo integrato non ha la regolazione offset esterna, ma mi sembra di capire che di suo sia già sui 65 μV, quindi non serve regolarla, giusto?

[gabri-z]

Gabri, ti riferisci alla fig 56?

No , ma:

Alla pag.18 c'è uno schemino che potrebbe interessarTi .(fig. 55)

Rileggendo la discussione '' da capo '' , ad un certo punto , (post 11) , dici:

Ho una tensione proporzionale ad un assorbimento di corrente, ovvero 1V = 20A... lo strumentino con fs100A accetta max 75mV, fin quì facile con un bel partitore resistivo... però come collego lo strumentino sballa tutta la misura, evidente che la sua impedenza non è adatta (infatti di solito sono usati con shunt)

La mia domanda sarebbe : chi (cosa) Te la da questa tensione , in che configurazione funziona , e , secondo me più importante di tutto , che impedenza d'uscita ha quella segretissima fonte di mV/A ? (non dirai mica che anche questo circuito è ancora da fare )

Dato che pare che non sia uno shunt la Tua fonte di segnale , puoi dimenticare lo schemino di qui Ti parlavo (non l'A.O.) Dare più dettagli non credo Ti costi di più ; difficilmente uno può immaginare quello che stai usando ( Tu sai cosa ho usato io oggi ? )

Modificato: 24 agosto 2014 da gabri-z

[sx3me]

il circuito è quello che si vede in

io praticamente voglio leggere la tensione ai capi di una delle due resistenze, per ricavare la corrente in gioco...

Comunque devo dire che oggi ho risolto, o meglio aggirato il problema senza l'uso di OA... praticamente rifacendo il partitore per la misura, usando resistenze di valore più basso ho ottenuto risultati accettabili!

[Livio Orsini]

Livio, non conosco la configurazione rail-to-rail, potresti darmene un'idea?

Non è una configurazione circuitale, ma un tipo di amplificatore che permette di avere in uscita un'escursione di tensione sino a (quasi) il valore di alimentazione. Se leggi i datasheet tutti gli OA dichiarano che la tensione di uscita massima varia tra +V (-x) e -V(+x); nei rail -to-rail x, e y possono essere molto piccoli dell'ordine di una decina di mV o poco più.

praticamente rifacendo il partitore per la misura, usando resistenze di valore più basso ho ottenuto risultati accettabili!

Alla fine ti sei avvicinato al valore di uno shunt

[sx3me]

si... praticamente... anche se lo shunt immagino sia tipo 0,0000ecc ohm... mentre il partitore che ho fatto ora è di pochi kilo ohm, mentre prima avevo esagerato con diverse decine di Kohm. . .

comunque grazie e tutti!

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

anche se lo shunt immagino sia tipo 0,0000ecc ohm..

Se è vero che Ti da 1V ai 20A , deve essere un 0,05 Ohm , probabilmente il parallelo di due 0,1...(ho visto le corazzate ma non riesco leggere i valori )