مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

[akaReza]

سلام.
بنظرتون چرا این مدار کار نمیکنه؟
یه آپ امپ هست با گین 1/3 که ولتاژ ورودی حداکثر 15 ولت رو به 5 ولت تبدیل میکنه برای اندازه گیری با ADC.
اما خروجی وقتی که ورودی صفره 4.8 هست و وقتی یه ذره ورودی بیاد یهویی میشه 5.5.
آپ امپ LF411 هست و مقاومت های R6,R5=10K , R4=R7=3.3K
الآن برای اینکه مدار کار کنه موقتا ولتاژ رو با پل مقاومتی اندازه گرفتم ولی میخوام بدونم این چرا کار نمیکنه، چون تو پروتئوس کار میکنه و اینکه آپ امپ هم عوض کردم فرقی نکرد، پایه هارو هم چک کردم همگی درستن و مقاومت ها هم وصل و مشکلی از بابات کانکشن ها نیست.
این اولین مدار منه که با اپ امپ ساختم تجربه ای هم تو این زمنیه ندارم.

[نو رسیده]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام.
بنظرتون چرا این مدار کار نمیکنه؟
یه آپ امپ هست با گین 1/3 که ولتاژ ورودی حداکثر 15 ولت رو به 5 ولت تبدیل میکنه برای اندازه گیری با ADC.
اما خروجی وقتی که ورودی صفره 4.8 هست و وقتی یه ذره ورودی بیاد یهویی میشه 5.5.
آپ امپ LF411 هست و مقاومت های R6,R5=10K , R4=R7=3.3K
الآن برای اینکه مدار کار کنه موقتا ولتاژ رو با پل مقاومتی اندازه گرفتم ولی میخوام بدونم این چرا کار نمیکنه، چون تو پروتئوس کار میکنه و اینکه آپ امپ هم عوض کردم فرقی نکرد، پایه هارو هم چک کردم همگی درستن و مقاومت ها هم وصل و مشکلی از بابات کانکشن ها نیست.
این اولین مدار منه که با اپ امپ ساختم تجربه ای هم تو این زمنیه ندارم.

با سلام
اول آپ امپ رو بررسی کنین سینگل ساپلای هست یا دوال ساپلای.
پارت نامبرش آشنا نیست. ولی از شماره های پایه ها بر میاد که دوال ساپلای باشه.
ضمنا در مود تفاضلی سیگنال مثبت به پایه ی مثبت و سیگنال منفی با پایه ی منفی میره.

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

با سلام
اول آپ امپ رو بررسی کنین سینگل ساپلای هست یا دوال ساپلای.
پارت نامبرش آشنا نیست. ولی از شماره های پایه ها بر میاد که دوال ساپلای باشه.

سلام و عرض ادب، ممنون بابت پاسخ گویی شما.
این سینگل ساپلای و دوال ساپلای یعنی چی؟ یعنی اینکه مثلا قسمت منفی رو که من به زمین وصل کردم رو به -5 وصل کنم؟ اگه جواب مثب باشه، خب میکروکنترلر که 0 تا 5 ولت رو مجازیم بهش وصل کنیم،
در واقع من برای همین از آپ امپ استفاده کردم که محافظ کنه و ولتاژ نه از 5 بیشتر بشه و نه از 0 کمتر بشه.
البته اینم بگم این اولین باره که دارم از آپ امپ استفاده میکنم و تاحالا تجربه ای ازش ندارم و کلا در حد حل کردن سوالای الکترونیک 2، با اپ امپ آشنایی دارم.

ضمنا در مود تفاضلی سیگنال مثبت به پایه ی مثبت و سیگنال منفی با پایه ی منفی میره.

بله، این رو هم اصلاح کردم اما پست و متن مال قبل بو ( چند ماه پیش) همونو کپی کردم، دقت نکردم به این موضوع اما ویرایش کردم و نتیجه فرقی نکرد.
توی دیتا شیت هم که نگاه کردم بجز یک کاربرد، که اسم اون کاربرد" Single Supply Analog Switch with Buffered Output" بود، توی بقیه کاربرد ها از تغذیه +15 و -15 استفاده کرده بود.

[نو رسیده]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام و عرض ادب، ممنون بابت پاسخ گویی شما.
این سینگل ساپلای و دوال ساپلای یعنی چی؟ یعنی اینکه مثلا قسمت منفی رو که من به زمین وصل کردم رو به -5 وصل کنم؟ اگه جواب مثب باشه، خب میکروکنترلر که 0 تا 5 ولت رو مجازیم بهش وصل کنیم،
در واقع من برای همین از آپ امپ استفاده کردم که محافظ کنه و ولتاژ نه از 5 بیشتر بشه و نه از 0 کمتر بشه.
البته اینم بگم این اولین باره که دارم از آپ امپ استفاده میکنم و تاحالا تجربه ای ازش ندارم و کلا در حد حل کردن سوالای الکترونیک 2، با اپ امپ آشنایی دارم.

بله. دقیقا منظور تک تغذیه و یا تغذیه مثبت و منفی هست.
به هر حال ساختمان و عملکرد امپ ها با هم متفاوته و برای هر منظور باید آپ امپ متناسب انتخاب بشه.
برای میکرو میتونین یه دیود از زمین به پایه ی میکرو وصل کنین تا در برابر ولتاژ منفی حفاظت بشه.
ساده ترین و مطمئن ترین راه خوندن ولتاژ های مختلف تقسیم مقاومتیه.
حتی در صورت استفاده از آپ امپ هم حتما خروجیش رو با مقاومت به میکرو بدین.

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

بله. دقیقا منظور تک تغذیه و یا تغذیه مثبت و منفی هست.
به هر حال ساختمان و عملکرد امپ ها با هم متفاوته و برای هر منظور باید آپ امپ متناسب انتخاب بشه.
برای میکرو میتونین یه دیود از زمین به پایه ی میکرو وصل کنین تا در برابر ولتاژ منفی حفاظت بشه.
ساده ترین و مطمئن ترین راه خوندن ولتاژ های مختلف تقسیم مقاومتیه.
حتی در صورت استفاده از آپ امپ هم حتما خروجیش رو با مقاومت به میکرو بدین.

پس اگه اینطوری باشه فقط حجم مدار داره زیاد میشه، در حالت عادی با 2 تا مقاومت و یک زنر میشه خیلی تر تمیز تر جمعش کرد، درسته؟

[روح الامین]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام.
بنظرتون چرا این مدار کار نمیکنه؟
...

چون که توی دیتاشیتش نوشته:



یه مدل دیگه Op-Amp بخر. یه Single-supply

...
البته اینم بگم این اولین باره که دارم از آپ امپ استفاده میکنم و تاحالا تجربه ای ازش ندارم و کلا در حد حل کردن سوالای الکترونیک 2، با اپ امپ آشنایی دارم.
...

توی الکترونیک قطعات زیادی برای استفاده وجود داره ولی شما حتما کاربرد دو قطعه رو خوب یادبگیرید. یکی ترانزیستورها و یکی دیگه Op-Ampها. چه آنالوگ کار کنید چه دیجیتال

پس اگه اینطوری باشه فقط حجم مدار داره زیاد میشه، در حالت عادی با 2 تا مقاومت و یک زنر میشه خیلی تر تمیز تر جمعش کرد، درسته؟

نه، بستگی به نوع کار داره. گاهی وقت ها حتما Op-Amp باید استفاده بشن. گاهی وقت ها هم این چیزی که دوستمون گفت.

لینک دیتاشیتی که من بهش مراجعه کردم:

https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/836820/TI1/LF411.html

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

چون که توی دیتاشیتش نوشته:

سلام دوست عزیز ممنون بابت وقتی که گذاشتین.
توی دیتاشیتی که من داشتم که از خود سایتی که ازش خریدم، دانلود کردم به این نکته خیلی ریز توی یکی از پاورقی ها اشاره شده بود اما این دیتاشیت شما همون اول به این موضوع اشاره کرده بود.

یه مدل دیگه Op-Amp بخر. یه Single-supply

شما شماره خاصی تو ذهنتون هست؟

توی الکترونیک قطعات زیادی برای استفاده وجود داره ولی شما حتما کاربرد دو قطعه رو خوب یادبگیرید. یکی ترانزیستورها و یکی دیگه Op-Ampها. چه آنالوگ کار کنید چه دیجیتال

من زمینه کاری خودم پاور الکترونیک، ماشین های الکتریکی، میکروکنترل، برق صنعتی و تابلو های PLC و ... هست، اما کاملا باهاتون موفقم باید مسلط بود.

نه، بستگی به نوع کار داره. گاهی وقت ها حتما Op-Amp باید استفاده بشن. گاهی وقت ها هم این چیزی که دوستمون گفت.

اگه تجربه ای دارین توی این زمنیه ممنون میشم در اختیار بنده و کسایی که بعدا به این تاپیک مراجعه میکنن بزارین.
کجاها پیشنهاد استفاده از آپ امپ رو میدین؟ مثلا من توی ذهنم چیزی که اومد برای ولتاژ های کم هست که بخوایم گین بیشتر از 1 داشته باشیم، که با مقاومت امکان پذیر نیست.

لینک دیتاشیتی که من بهش مراجعه کردم:

مچکرم ازتون.
و یک سوال دیگه، ما چند نوع آپ امپ داریم مثل همین مورد که JFET هست و توی 324 که یه مدل دیگس، اینا چه تفاوت هایی باهم دارن؟

[emitor]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام.
بنظرتون چرا این مدار کار نمیکنه؟
یه آپ امپ هست با گین 1/3 که ولتاژ ورودی حداکثر 15 ولت رو به 5 ولت تبدیل میکنه برای اندازه گیری با ADC.
اما خروجی وقتی که ورودی صفره 4.8 هست و وقتی یه ذره ورودی بیاد یهویی میشه 5.5.
آپ امپ LF411 هست و مقاومت های R6,R5=10K , R4=R7=3.3K
الآن برای اینکه مدار کار کنه موقتا ولتاژ رو با پل مقاومتی اندازه گرفتم ولی میخوام بدونم این چرا کار نمیکنه، چون تو پروتئوس کار میکنه و اینکه آپ امپ هم عوض کردم فرقی نکرد، پایه هارو هم چک کردم همگی درستن و مقاومت ها هم وصل و مشکلی از بابات کانکشن ها نیست.
این اولین مدار منه که با اپ امپ ساختم تجربه ای هم تو این زمنیه ندارم.

دوست عزیز
بیشتر تقویت کننده های عملیاتی برای کار کردن در مود تفاضلی دارای امکاناتی برای null کردن ولتاژ offset ورودی میباشند

میتوانید با قرار دادن یک پتانسیومتر در حالت ورودی های یکسان ولتاژ خروجی را تنظیم کنید

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

بیشتر تقویت کننده های عملیاتی برای کار کردن در مود تفاضلی دارای امکاناتی برای null کردن ولتاژ offset ورودی میباشند

سلام و عرض ادب.
ببخشید متوجه نشدم، اگه ممکنه یک مقدار ساده تر توضیح بدین، null کردن ولتاژ Ofsset ورودی یعنی چی؟ یعنی تاثیر آفست ورودی رو حذف کنیم؟
تو این کاردبردی که الآن اینجا دارم، فقط یک ولتاژ DC رو دارم اندازه میگیرم که مقدارشم در حدود 6 ولته که ولتاژ یک باتری لید اسید 3 سلولیه هستش.

[K1.IEEE]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام
ولتاژ هایی که برای سنجش تفاضل به ترمینال های ورودی آپ امپ متصل می شوند، باید نسبت به ولتاژ مرجع مدار باشند. این که شما فقط مثبت باتری رو به ترمینال مثبت وصل کنید و منفی باتری رو به ترمینال منفی، این کار نمیکنه!

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

سلام
ولتاژ هایی که برای سنجش تفاضل به ترمینال های ورودی آپ امپ متصل می شوند، باید نسبت به ولتاژ مرجع مدار باشند. این که شما فقط مثبت باتری رو به ترمینال مثبت وصل کنید و منفی باتری رو به ترمینال منفی، این کار نمیکنه!

اها، تصور من از تفضال چیز دیگه ای بود، تصورم مثل پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ بودن که اختلاق رو محاسبه میکردن.
پس نمیشه که یه حالتی باشه که ایزوله هم باشه؟ چون اون پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ ایزوله هم هستند.
البته باتری رو هم به منفی زدم و باز کار نکرد اما هنوز اون تغذیه دوال رو امتحان نکردم، که باید رو بردبورد ببندم مدارو و تغذیه منفی هم بهش بدم.

[K1.IEEE]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

اها، تصور من از تفضال چیز دیگه ای بود، تصورم مثل پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ بودن که اختلاق رو محاسبه میکردن.
پس نمیشه که یه حالتی باشه که ایزوله هم باشه؟ چون اون پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ ایزوله هم هستند.
البته باتری رو هم به منفی زدم و باز کار نکرد اما هنوز اون تغذیه دوال رو امتحان نکردم، که باید رو بردبورد ببندم مدارو و تغذیه منفی هم بهش بدم.

تا جایی که من تاحالا دیدم، تو اسیلوسکوپ هم پراب منفی رو به ولتاژ مرجع مدار وصل میکنیم!
شاید آپ امپ هایی باشه که تغذیه ی جدا داشته باشن، من تاحالا بهش برخورد نکردم.
به هر حال منفی باتری رو باید به مرجع مدار وصل کنی. از آپ امپ با قابلیت سینگل سورس استفاده کنی شاید بهتر باشه.
اگه بگی چیکار میخوای بکنی شاید بهتر بتونیم کمک کنیم..

[نو رسیده]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

پس اگه اینطوری باشه فقط حجم مدار داره زیاد میشه، در حالت عادی با 2 تا مقاومت و یک زنر میشه خیلی تر تمیز تر جمعش کرد، درسته؟

بله.
اگه منظور فقط خودن ولتاژ باتری باشه با دوتا مقاومت انجام میشه.
ما ولتاژ های چند صد ولتی رو هم با همین روش و با دقت خوب میخونیم.
اگه از آپ امپ میخواین استفاده کنین یه نمونه خوب و ارزون سینگل ساپلای LM358 هست.

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

اها، تصور من از تفضال چیز دیگه ای بود، تصورم مثل پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ بودن که اختلاق رو محاسبه میکردن.
پس نمیشه که یه حالتی باشه که ایزوله هم باشه؟ چون اون پراب های تفاضلی اسیلوسکوپ ایزوله هم هستند.
البته باتری رو هم به منفی زدم و باز کار نکرد اما هنوز اون تغذیه دوال رو امتحان نکردم، که باید رو بردبورد ببندم مدارو و تغذیه منفی هم بهش بدم.

پرابهای اسکوپ هم یکیشون گراند اسکوپ هست و دیگری سیگنال، و ایزوله به اون معنی نیستند.
دوتا سیگنال ایزوله رو نمیشه همزمان با اسکوپ دید. حتما گراندشون مشترک میشه.
تمام اپ امپها پارامتری بنام CMRR یا کامن مود ریجکشن دارن که معمولا در حدود ولتاژ تغذیه شون هست.
اما آپ امپهای مخصوص تقویت سیگنال شنت جریانی که تو هایساید نصب شده مثل INA148 تا 200 ولت کامن مود دارن.

[akaReza]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

بله.
اگه منظور فقط خودن ولتاژ باتری باشه با دوتا مقاومت انجام میشه.
ما ولتاژ های چند صد ولتی رو هم با همین روش و با دقت خوب میخونیم.
اگه از آپ امپ میخواین استفاده کنین یه نمونه خوب و ارزون سینگل ساپلای LM358 هست.

ممنون از راهنامیی دقیق شما و وقتی که گذاشتین.
بله یک مورد باتری هست و یک مورد اندازه گیری برق شهر.

تا جایی که من تاحالا دیدم، تو اسیلوسکوپ هم پراب منفی رو به ولتاژ مرجع مدار وصل میکنیم!

بله میدونم، اما شما متوجه منظور من نشدید که الآن بهتر بحث رو باز میکنم.

پرابهای اسکوپ هم یکیشون گراند اسکوپ هست و دیگری سیگنال، و ایزوله به اون معنی نیستند.
دوتا سیگنال ایزوله رو نمیشه همزمان با اسکوپ دید. حتما گراندشون مشترک میشه.

خب این بحث ایزوله بودن رو توضیح بدم.
شما فرض کن یک اسکوپ 4 کاناله داری و از داخل اسکوپ تمام قسمت منفی پراب ها بههم وصل شدن.
حالا شما اگه بخوای یک سیگنال سه فاز رو ببینی چیکار باید بکنی؟ فرضا یک بار با اتصال مثلث داری ( فرض میکنیم 3 تا مقاومت هستن که مثلث بسته شدن) و میخوای ولتاژ دو سر هر مقاوت رو همزان از طرق 3 کانال ببینی.
اگه بیای 3 تا پراب معمولی رو وصل کنی، چون منفی ها از داخل بهم وصل شدن اتصالی میکنه و باقی داستان ها.
تنها راه کار استفاده از پراب دیفرانسیلی هست که هر پراب نسبت به بقیه پراب ها ایزوله هست و میتونی با استفاده از 3 تا پراب دیفرانسیلی، سیگنال سه فاز رو ببینی بدون هیچ مشکلی.
منظور من از ایزوله بودن همین موضوع بود، درسته که خروجی پراب ها باز هم زمین مشترکی دارند و اگه نداشته باشن نمیشه که باهم مقایسه بشن و یا اصلا نمایش داده بشن اما با پروب دیفراسیلی اون نقاطی که میخوایم ولتاژ رو ببینیم دیگه ایزوله میشن نسبت به هم و اتصالی نمیکنه.
حتی برای دیدن ولتاژ تک فاز هم میگن بهتره از پروب دیفرانسیلی استفاده بشه تا خود اسکوپ آسیب نبینه ( دیگه سه فاز که بماند ).

تمام اپ امپها پارامتری بنام CMRR یا کامن مود ریجکشن دارن که معمولا در حدود ولتاژ تغذیه شون هست.
اما آپ امپهای مخصوص تقویت سیگنال شنت جریانی که تو هایساید نصب شده مثل INA148 تا 200 ولت کامن مود دارن.

دقیقا سوال بعدیم راجب اندازه گیری جریان با مقاومت شنت بود که اون باید به صورت دیفرانسیلی باشه، چون توی مقاومت شنت، خود مقاومت که سری بسته شده، ما باید ولتاژ دو سر اون رو اندازه بگیریم.
شکل زیر رو ببینید:

الآن طبق این مدار، زمین آپ امپ باید با زمین اون load و منبع ما یکی باشه یا میتونه یکی نباشه؟
چون دو سر مقاومت شنت فرضا اختلاف ولتاژ 1 ولت داریم، من تصوری که داشتم این اختلاف دو سر مقاومت رو میدیم به آپ امپ اون دیگه Vout رو نسبت به زمین خود آمپ امپ ( با فرضا بهره آپ امپ 1 باشه ) 1 ولت میده!
ولی اینطور که از صحبت های شما برداشت کردم، این صحبت اشتباس و ممکن نیست و حتما باید زمین ها یکی باشن ( که همونطور گفتن این تصور از پراب های دیفرانسیلی تو ذهنم شکل گرفت و این مود هم چون اسمش دیفرانسیلی هست فکر کردم که مثل اون عمل میکنه).

[نو رسیده]

پاسخ : مشکل با آپ امپ در مد تفاضلی

اون مورد ایزولاسیون مد نظر شما دارای ایزولیشن امپلیفایر هستن که هم در تغذیه و هم در سیگنال ایزوله هستن. مثل AD202 از آنالوگ دیوایس یا خانواده 7840 از آواگو،
کمیابن و بسیار هم قیمت بالایی دارن. به هر حال گرهی که با دندون باز میشه رو آدم عاقل تو جهان سوم با دست باز نمیکنه!!!
در مورد مدار شنت، بله. گراندها حتما باید با هم یکی باشن و و لتاژ های ساید هم نباید از مقدار کامن مود ریجکشن آیسی آمپلیفایر تجاوز کنه. در غیر اینصورت خروجی خطی و قابل اعتماد و استناد بهتون نمیده.
این دیفرانسیلی نسبت به گراند مشترک تعریف میشه و با اون دیفرانسیلی ایزوله متفاوته. تو همین مدار شنت اگه از ایزولیشن امپ استفاده بشه عملا دو دستگاه ولتاژی میتونن کاملا از هم جدا باشن.