Всё про операционный усилитель.

[Slabovik]

Вы пока что так и не рассказали, что там с другой стороны трансформатора - это где ток 2 мА течёт. Потому что всё то, что там есть, завязано в цепь ООС ОУ, что на мой взгляд совершенно не является правильным и сильно искажает в итоге ваш ожидаемый коэффициент усиления по переменному току. Другими словами, из-за влияния реальных характеристик цепей коэффициент усиления получается ниже ожидаемого.
Для получения приемлемой точности и стабильного Кус необходимо уходить от этой схемы. Куда - говорил выше: инструментальный усилитель.

[El-Eng]

Поскольку в этой задаче постоянная составляющая не важна, она легко решается двумя каскадами. 1-й каскад - преобразование ток-напряжение с минимальным коэффициентом преобразования, так, чтобы линейный режим ОУ сохранялся при наихудшем сочетании всех паразитных параметров плюс максимально возможный входной сигнал. 2-й каскад - усилитель переменного напряжения, отсекающий ненужную постоянную составляющую и доводящий выходной сигнал до нужного уровня.

[asb78]

Вы пока что так и не рассказали, что там с другой стороны трансформатора

У ТТ один первичный виток. В лаборатории, где провожу испытания, в первичной цепи ТТ два резистора: один на 30 Ом, второй как токовый шунт на 280 Ом. Таким образом создаю условие источника тока. В дальнейшем, в условиях эксплуатации, ТТ будет установлен на силовой кабель (то есть на источник тока с ещё большим первичным сопротивлением) и к нему также будет подключена эта схема.

инструментальный усилитель

Вы имеете в виду такую схему инструментального усилителя (взята из DataSheet OP37):



Я так понимаю на вход подается напряжение, а у меня от ТТ никак напряжение не получить

Добавлено after 7 minutes 20 seconds:

Поскольку в этой задаче постоянная составляющая не важна, она легко решается двумя каскадами

Подумывал о такой схеме. Но детально не вникал еще. Смущает, что, получится ли при этом точно определить коэффициент усиления. К тому же, по силовому кабелю в первичной цепи ТТ проходит ток частотой 12,5 Гц с формой сигнала - меандр, в котором, кроме основной частоты, будут еще и другие.

[Slabovik]

В общем, покрутил я модельки, и могу сказать, что желание использовать ТТ в инвертирующем включении есть неправильно. Да, в инвертирующем включении есть один плюс - транслируемое на первичку ТТ сопротивление =>0, но этом плюсе всё заканчивается. По постоянному току усиление прыгает в бесконечность (ограничение только благодаря конечному усилению ОУ), соответственно, все паразитные смещения очень мешают работать. Дифференциальное включение с включением трансформатора в "-" страдает этим же.

Выходом из ситуации может быть только включение конденсатора последовательно с вторичкой токового трансформатора.

Но вполне нормальным вариантом считаю, что трансформатор нужно использовать совместно с инструментальным усилителем, причём традиционным методом: вторичку нагружаем на нагрузочный резистор и с этого резистора снимаем напряжение, которое и усиливаем. Вот моделька



R34 - это резистор "для пакостей" - я им тыкал в разные куски схемы и смотрел, что будет, если её перекашивать.

Трансформатор в модели имеет отношение витков 1:10. При таком коэффициенте транслируемое в первичку сопротивление получается 0.2 Ома (это без учёта активного сопротивления проводника первички).

Неприятности такого включения тоже есть. ненулевое оттранслированное сопротивление в первичку. Поэтому работа с малыми сопротивлениями в первичке (теми, которые будут включены последовательно цепи первички) будет приводить к снижению коэффициента передачи и, соответственно, искажению показаний.

Индуктивность вторички можно взять несколько меньше - в районе 0.5 Гн уже будет достаточно для передачи 12 Гц (частота среза при этом где-то в районе 6 Гц)

При указанных на схеме номиналах, при 2 мА тока на входе, амплитуда напряжения на выходе примерно 10 вольт. Уменьшить усиление можно увеличением резистора R1.

[El-Eng]

Смущает, что, получится ли при этом точно определить коэффициент усиления. К тому же, по силовому кабелю в первичной цепи ТТ проходит ток частотой 12,5 Гц с формой сигнала - меандр, в котором, кроме основной частоты, будут еще и другие.

Можно же все рассчитать.
У меня, например, получилось, что для ослабления на частоте 12.5 Гц менее 3%, частота среза ФВЧ первого порядка должна быть ниже 3.12 Гц, вполне себе вменяемая величина. А насчет меандра не беспокойтесь, частоты всех его гармоник выше частоты основного тона.

[asb78]

В общем, покрутил я модельки

Благодарю Вас за помощь, но всё таки нагрузить ТТ на такое сопротивление не получится. Вот схема замещения подобных ТТ:



Если увеличивать сопротивление нагрузки (Z2), то ток I1 всё больше будет ответвляться в ветвь намагничивания, значит, при том же первичном токе, во вторичную нагрузку попадет меньше тока, соответственно вырастит погрешность трансформации ТТ. В влиянии сопротивления нагрузки ТТ на точность трансформации этого ТТ можно убедиться (посчитать в Mathcad) по приведенной ниже формуле:



В моем случае, при 50 Гц и 40 вторичных витках, сопротивление Xнам около 20 Ом, а полная погрешность (эпсилон) не должна превышать 3 %.

Добавлено after 47 minutes 58 seconds:
Уважаемые форумчане, спасибо всем за советы!
Сегодня удалось применить другой операционный усилитель, вот этот

Возможно попробую на OPA2277UA

от Texas Instruments. У него Input Offset Voltage до 100 мкВ, а Input Bias Current 2,8 - 4 нА. Что было принципиально важно - он не имеет регулировок TRIM и OFFSET NULL. В итоге выходной сигнал при коэффициенте передачи 10 000 практически не имел постоянной составляющей (здесь на входе ТТ около 2 мА, выходной сигнал ОУ - розовый, входной сигнал ТТ - синий):



При увеличении тока на входе ТТ, выходной сигнал ОУ также оставался с минимальной постоянной составляющей:



Прикосновения к ТТ не уводили выходной сигнал в насыщение (на входе ТТ около 2 мА):



Как было замечено и ранее, при большем входном сигнале ТТ и при прикосновении к ТТ, выходной сигнал ОУ не уходил в насыщение, а увеличивался "отталкиваясь" от одного из напряжений питания (что свидетельствует о возможности применения программной фильтрации без потери информативности сигнала):



Во многом таких результатов при "прикасании" удалось добиться благодаря применению конденсаторов, как в схеме здесь:

Получилось так

но, как отмечалось ранее:

резистор в неинвертирующей ноге - закоротить нафиг

неинвертирующий вход ОУ был подключен к общему нулю.

вполне себе вменяемая величина

На данном этапе было решено применить программную фильтрацию выходного сигнала ОУ, но Ваш расчет был взят на заметку, вдруг в процессе продолжения работы к этому придется вернуться. Всё таки использование фильтров даёт некоторую потерю полезного сигнала (проверено также в MicroCap), к тому же параметры фильтра подвержены температурным колебаниям (предполагается, что температура окружающей среды будет меняться от -20 до 40 градусов Цельсия).

[Slabovik]

Не въезжаю в одно: почему вы считаете достаточным такое радикально малое количество витков в обмотках ТТ? Индуктивность ваших 40 витков вторички всего ~50 мГн. Логично, что вы его не можете нагрузить. Тем более, что с ростом количества витков индуктивность, а следовательно, и индуктивное сопротивление будут расти быстрее нагрузочного сопротивления. К примеру, трансформаторы тока в электрических счётчиках имеют количество витков во вторичке 2000.

[HochReiter]

[uquote="asb78",url="/forum/viewtopic.php?p=3481214#p3481214"]Возможно попробую на OPA2277UA. Потому что этот OP37 слишком чувствительный.[/uquote]
OPA2277 слишком медленный для усиления 10000, всего 1 МГц. Тут уже советовали разделить усиление пополам, я бы в первую очередь тоже подумал о таком варианте.

[olegue]

на входе lm 358, сигнал подал с генератора на 1транзисторе


на выходе



что бы это значило? Усиление есть. См. кнопку делителя внизу справа.

Добавлено after 4 minutes 35 seconds:
схема




Сюда перенес.
aen

[yura860]

Да у вас компаратор полусился
И так с чего начинаем: Первое, мерим напряжение на выходе лмки и если там не половина напряжения питания то она либо погорела либо конденсатор микрофона пропускает постоянку которая уводит среднию точку из рабочей зоны Естественно нагрузку с неё стоит отключить!
Первое правило ОУ это половина питания на выходе иначе искажения и куча гормоник. Ну а вобще я бы использовал другой её вход так надёжние
Убрать с инвертируещего входа корекцию и подключить через 10К С9 с микрофона, при необходимости увеличить номинал резистора ОС. В приложении електро дроид для смартфонов есть даже возможность посчитать параметры цепей ОУ!

[Zhenya]

[uquote="olegue",url="/forum/viewtopic.php?p=3516459#p3516459"]что бы это значило?[/uquote]Если амплитуда "прямоугольников" от пика до пика получается около 6 вольт, то значит слишком много на вход подаешь.
На картинке, что выкладываешь нужно писать какие уровни получаешь.[uquote="aen",url="/forum/viewtopic.php?p=3516261#p3516261"]Нужно добиться максимальной амплитуды, но что бы синусоида «не резалась» ни с низу, ни сверху.[/uquote]В твоем случае нужно подать примерно 30 - 35 милливольт на вход и получить такую картинку, что выложена в статье.
https://radiokot.ru:443/circuit/analog/ ... ansmit/46/



Если же амплитуда "прямоугольников" от пика до пика получается меньше 6 вольт, значит что то с ОУ не так.



Питание надеюсь сейчас не ниже 9 вольт?

[olegue]

Там получается делитель (видно на фото, я это пометил в посте.) стоит на 1000 мв/дел.
Ну там гдето на 2 деления размах - 2 вольта.

Питание 8.5 вольт (2 батарейки lion свежезаряженые)

Добавлено after 1 minute 11 seconds:
сегодня думаю, разберусь с этим делом.

Добавлено after 34 minutes 16 seconds:
Значит вот что:

на вход lm358 дал со смартфона около 20 мв (видно по осцилографу - режим 10 мв/дел - гдето 2 деления
на выходе получил около 1 вольта неискаженного сигнала! (режим 1000мв/дел - где-то 1 деление.

Если резистором обратной связи начинаю крутить , то происходит обрезание синусойды снизу и сверху.
Питание передатчика при этом отключил.
Резистор ОС при этом где-то 80 ком.


Походу, это и есть моя проблема. Прокоментируйте!

[Zhenya]

[uquote="olegue",url="/forum/viewtopic.php?p=3516602#p3516602"]Ну там гдето на 2 деления размах - 2 вольта.[/uquote]Что то у тебя не то.
Или в схеме "накосячил" или что то не то с ОУ.
Теоретически с LM358 можно получить такое.



На практике получается похуже. И до нуля где то на 0,5 вольта полностью не доходит и сверху чуть больше, чем 1,5 вольта режется, но все равно не так, как срезалось у тебя.
Вот на практике при питании порядка 8 вольт так получается.

[yura860]

Ну я и сказал "компаратор"
Уменьшив сопротивление ОС вы уменьшили усиление и тем самым получили нормальный не резанный по верхам и низам сигнал на выходе лмки. Но что то тут не то при питании 8,5 В размах должен быть как минимум на два вольта меньше то есть 6,5 В при нормальной нагрузке. Могу предположить и ранее говорил то что лмка не тянет транзистор и нехило просела под нагрузкой до 1 В естественно при таком раскладе ничего хорошего ждать не следует. Выход : поднять напряжение лмки до 12-15-19 В и смотреть что там как . Или использовать более мощную лмку или подключить вместо неё какой нибудь проверенный готовый усилок Ватт на 1- 10 через делитель напряжения , что бы не создать перегрузку по входу транзистора

[olegue]

огу предположить и ранее говорил то что лмка не тянет транзистор и нехило просела под нагрузкой до 1 В

я хочу уточнить. никакого транзистора нет. Я мерию на выходе лм-ки без нагрузки. - 1 вольт. На входе 20 мв, на выходе 2000мв. Усиление 100 раз.
Неужели может быть больше?

Добавлено after 13 minutes 2 seconds:
а смотрю характеристики - 100 дб - это миллионы раз
а у меня всего 20 db - 100 раз.
Значит лм-ки у меня такие.

[yura860]

Да может и должно быть. Обычно размах амплитуды напряжения меньше источника питания на два вольта. А два вольта это мало. На выходе есть половина напряжения по постоянке? Нармальные лмки, просто вы неумеите их готовить

[olegue]

хорошо, попробую применить другую схему включения

Добавлено after 1 hour 12 minutes 41 second:
да, на выходе ровно половина питания .

[roman.com]

а смотрю характеристики - 100 дб - это миллионы раза у меня всего 20 db - 100 раз.Значит лм-ки у меня такие.

lm358

Цитата из даташита: "Large DC voltage gain: 100 dB"

Перевод: "Большое усиление постоянного напряжения: 100 дБ"

Усиление по напряжению - 100 дб - это 10.000 раз.
Усиление по напряжению - 20 дб - это 10 раз.

[yura860]

В пекло енту теорию и немного практики в студию

Спойлер

Вот такой аппарат когда то, года два - три назад мною был собран, в те времена у меня тоже было больше вопросов чем ответов на них Схемку я брал из вот http://cxo.lv/solder/micamp/111-micamp01 этой статьи, автор обещал что будет намного лучше чем по классике и в правду работает неплохо В те времена я тоже особо не въезжал в тему ОУ и собрал без настройки и имею на выходе не совсем половину напряжения ,а +3,8 и -8,2 при 12 В питания , но меж тем вот такая осцилограмма получилась на выходе ,а это уже с перегрузкой и срезом низов Операционник LM358 в дип корпусе. Так что смотрите сами
P.S. у себя я выведу в половину напряжения выход лмки

[roman.com]

Без теории в Радиотехнике никуда))

Если резистором обратной связи начинаю крутить , то происходит обрезание синусойды снизу и сверху. Прокоментируйте!

Меняя резистор обратной связи - меняем усиление ОУ. При большом усилении ОУ входит в режим ограничения (снизу и сверху).
Всё правильно. Так и должно быть.