مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

[آقای دکتر]

سلام
دوستان این تقویت کننده تفاضلی برای ما شده یه معمایی. والان دقیقا 3-4 روز گیرش هستم و هنوز نتونستم خروجیشو صفر کنم :angry:

این مدار تقویت کننده تفاضلی هست :(روی عکس ها کلیک کنید)



و این فرمولش هست :



طبق فرمول اگر ما دو ولتاژ ورودی رو از همدیگه کم کنیم و این 2 ولتاژ یکسان باشه باید خروجی صفر بشه

مداری که ما داریم استفاده میکنیم این هست(این مدارو رو جناب اقای نوربخش زحمتشو کشیدند) :


مقاومت های R2/R4/R7 از نوع 1% هست و R8 هم مولتی ترن /

به مقاومت R2و R7 ولتاژ 2.5 رو دادم

در این حالت در نقطه3 ولتاژ 2.08 دارم و در نقطه 2 هم 2.08 دارم و مقاومت اهمی مولتی ترن R8 هم حدودا 7.5 کیلو هست ولی در این حالت که روی پایه 2و3 ولتاژ 2.08 دارم خروجی حدودا 600 میلی هست .

وقتی که مولتی ترن رو میچرخونم که خروجی رو صفر کنم نهایتش میاد روی 580 میلی و اصلا دیگه کم نمیشه و در این حالتم ولتاژ پایه 2 شده 2.18

چند تا LM358 تعویض کردم جواب نداد
یه مقاومت 2.2k با مولتی ترن R8 سری کردم بازم تاثیری نداشت و صفر نشد .
اصلا هرکاریش میکنم خروجی کمتر از 580 میلی نمیشه

ما که به 2 ورودی ای سی یه ولتاژ یکسان دادیم و طبق فرمول باید خروجی صفر بشه پس چرا جواب نمیده ؟

[شاهرخ مستقیمی]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام.
از کدوم شماره OP-AMP استفاده میکنین؟ اگه741 هست،بدونین که بدجور سرکار میذاره آدمو!! جهت اصلاع! (بهترین گزینه LM358 و LM324 هست)

[عباس جبراییلی]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام-با این مدار به مشکلی شبیه به این داشتم و این بود که در همان پایه ها نوسان زیادی وجود داشت و با صفر ورودیها خروجی صفر نمیشد. مشکل شما از انجا یی شروع میشود که فرض کرده اید همه مقاومتها نسبت برابر دارند یعنی دو به دو با هم برابرند در حالیکه چنین نیست و مقاومتها برابر نیستند--به عبارت دیگر نسبت دفع حالت مشترک این مدار بستگی زیادی به تلرانس مقاومتها دارد که رابطه ان برابر است با گین بعلاوه یک تقسیم بر چهر برابر تلرانس مقاومتها--برای مثال با تلرانس یک درصد مقاومتها و گین یک مدار یعنی اگر همه مقاومتها برابر باشند نسبت دفع حالت مشترک برابر 50 خواهد بود یعنی با یک میلی ولت مشترک در ورودی دارای 50 میلیولت در خروجی خواهید بود که این نشان میدهد که باید تغییراتی در مدار بوجود بیاورید.http://www.analog.com/library/analog.../diff_amp.html
http://www.analog.com/static/importe...ete_In_Amp.pdf\
http://www.sonoma.edu/users/o/ouj/cl.../hw/design.pdf

[آقای دکتر]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام.
از کدوم شماره OP-AMP استفاده میکنین؟ اگه741 هست،بدونین که بدجور سرکار میذاره آدمو!! جهت اصلاع! (بهترین گزینه LM358 و LM324 هست)

سلام
از LM358 استفاده میکنم

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلا
شما مدار رو بدون اون قسمتی که علامت زدم هم امتحان کردی ؟؟؟
در ضمن تغذبه شما دوبل هست یا تک ؟؟



اگه خروجیت صفر نشد قطعا lm358 هایی که داری بی کیفیته
یه شماره opAmp دیگه بذار و اگه بازم نشد به opAmp بذار که پابه افست داشته باشه

[hamedpc007]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

به نظر من هم این مشکل از کیفیت پایین opamp هاست . در دیتاشیت LM358 حداکثر میزان آفست ولتاژ 7mv ذکر شده که اگه شما گین رو هم در نظر بگیرید میتونه خیلی بیشتر از این مقدار باشه . پس مواردی که به ذهن میرسه اینه که اول سعی کن gain رو کمتر کنی (r4 m r8 رو مثلا 2 یا 5 کیلو انتخاب کنید ) و خروجی رو بررسی کنید. دوم اینکه از opamp ی استفاده کنید که CMRR بالاتر و offset voltage کمتری داشته باشه فکر کنم LF356 یا OP27 گزینه های خوبی باشه

ویرایش : راه حل سوم طبق فرمایش جناب غفار زاده استفاده از opamp ی هست که پایه تنظیم آفست داشته باشه :agree:

[طراح]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

LM358 یک opamp از نوع Single supply است که به دلیل مشخصه آن ظاهرا باید بتواند در خروجی ولتاژی بسیار نزدیک به صفر را ایجاد کند و از این جهت مشکلی نیست.
اما در مدار شما صفر نشدن ولتاژ خروجی به دلیل بالا بودن مقدار جریان sink وارد شده به خروجی opamp است. در این مدار مطابق توضیحات شما در دو سر مقاومت 2K ولتاژِی حدود 0.42 ولت ایجاد می شود که در این صورت با صرف نظر از جریان ورودی inverting، جریانی برابر با 0.21ma به خروجی opamp وارد می شود (این جریان اصطلاحا جریان sink گفته می شود) مطابق منحنی موجود در دیتاشیت LM358 که در زیر آورده شده، این جریان ولتاژی حدود 0.6 ولت را در خروجی ایجاد خواهد کرد:



به عبارت دیگر LM358 مطابق این منحنی در صورت وارد شدن جریان 0.2ma به خروجی آن، نمی تواند ولتاژِی کمتر از 0.6 تا 0.7 ولت را در خروجی ایجاد کند. پس عملکرد مدار شما کاملا مطابق دیتاشیت است.
برای برطرف شدن این مشکل باید با حفظ نسبت مقاومت ها، مقدار مطلق آنها ها را 10 تا 20 برابر کنید.

[آقای دکتر]

پاسخ : پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام-با این مدار به مشکلی شبیه به این داشتم و این بود که در همان پایه ها نوسان زیادی وجود داشت و با صفر ورودیها خروجی صفر نمیشد. مشکل شما از انجا یی شروع میشود که فرض کرده اید همه مقاومتها نسبت برابر دارند یعنی دو به دو با هم برابرند در حالیکه چنین نیست و مقاومتها برابر نیستند--به عبارت دیگر نسبت دفع حالت مشترک این مدار بستگی زیادی به تلرانس مقاومتها دارد که رابطه ان برابر است با گین بعلاوه یک تقسیم بر چهر برابر تلرانس مقاومتها--برای مثال با تلرانس یک درصد مقاومتها و گین یک مدار یعنی اگر همه مقاومتها برابر باشند نسبت دفع حالت مشترک برابر 50 خواهد بود یعنی با یک میلی ولت مشترک در ورودی دارای 50 میلیولت در خروجی خواهید بود که این نشان میدهد که باید تغییراتی در مدار بوجود بیاورید.http://www.analog.com/library/analog.../diff_amp.html
http://www.analog.com/static/importe...ete_In_Amp.pdf\
http://www.sonoma.edu/users/o/ouj/cl.../hw/design.pdf

سلام
در مورد تغییرات در مدار 2 تا اپ امپ پیدا کردم که در نوع خودشون بهترین هستند . به نام AD620 که قیمتش بین 7 تا 10هزارتومن هست
و دیگری OP07

دیتاشیت OP07

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP07.pdf

دیتاشیت AD620
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/OP07.pdf

اگر بخایم تغییرات مداری بدیم کدوم رو پیشنهاد میکنید ؟

[آقای دکتر]

پاسخ : پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

LM358 یک opamp از نوع Single supply است که به دلیل مشخصه آن ظاهرا باید بتواند در خروجی ولتاژی بسیار نزدیک به صفر را ایجاد کند و از این جهت مشکلی نیست.
اما در مدار شما صفر نشدن ولتاژ خروجی به دلیل بالا بودن مقدار جریان sink وارد شده به خروجی opamp است. در این مدار مطابق توضیحات شما در دو سر مقاومت 2K ولتاژِی حدود 0.42 ولت ایجاد می شود که در این صورت با صرف نظر از جریان ورودی inverting، جریانی برابر با 0.21ma به خروجی opamp وارد می شود (این جریان اصطلاحا جریان sink گفته می شود) مطابق منحنی موجود در دیتاشیت LM358 که در زیر آورده شده، این جریان ولتاژی حدود 0.6 ولت را در خروجی ایجاد خواهد کرد:



به عبارت دیگر LM358 مطابق این منحنی در صورت وارد شدن جریان 0.2ma به خروجی آن، نمی تواند ولتاژِی کمتر از 0.6 تا 0.7 ولت را در خروجی ایجاد کند. پس عملکرد مدار شما کاملا مطابق دیتاشیت است.
برای برطرف شدن این مشکل باید با حفظ نسبت مقاومت ها، مقدار مطلق آنها ها را 10 تا 20 برابر کنید.

سلام
صمیمانه تشکر میکنم .
تست میکنم و نتیجه رو اعلام میکنم

[عباس جبراییلی]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام-اپ امپی که شما برای مدار سنسور گاز کربنیک باید استفاده کنید طبق دیتا شیت سنسور ی=باید دارای جریان افست کمتر از 1 پیکو امپر و امپدانس ورودی بیشتر از 100 گیگا اهم باشد لذا هیچ کدام از این ای سی ها که نام بردید جواب ان کار را نخواهد داد.ای سی پیشنهادی سازنده سنسور TLC271 میباشد

[Solsal]

پاسخ : مشکل با صفر نشدن خروجی تقویت کننده تفاضلی

سلام

لطفا" مقدار تغذیه + و تغذیه - را اعلام فرمایید.

اگر از "تک تغذیه" استفاده می فرمایید، پ امپهای
rail to rail input
rail to rail output

در سایت آنالوگ دیوایس بیابید.

درود

درود