|
|
|
ОУ LM224 работает некорректно
| |
| | Пн, 23.10.2017, 06:08 | Сообщение # 1
|
freebits
Постов: 179
ОК |
Доброго времени суток.
Собрал устройство на операционных усилителях, работающими в компараторном режиме (для зажигания светодиодов). На инвертирующие (минусовые) входы усилителей (6 шт.) приходит опорное напряжение 5.1 В со стабилитрона. На неинвертирующие (плюсовые) - от 3 до 8 вольт. Питание - 5 В.
Когда напряжение на плюсовом входе больше чем опорное на минусовом, на выходе ОУ должен присутствовать высокий уровень (примерно 5 вольт) и индикатор должен гореть. Как только напряжение на плюсовом входе становится меньше опорного на минусовом, напряжение на выходе должно уменьшится (или вообще пропасть) и индикатор должен потухнуть.
В симуляторе все так и работает, а в реальности при снижении на плюсовом входе напряжения ниже 5.1 вольт (при наличии на минусовом входе 5,1 В), на выходе так и продолжает присутствовать высокий уровень, пока напряжение не снизится до 3,7. И так со всеми 6-тью усилителями.
Не могу понять в чем дело. Все проверил - на плюсовые входы с делится приходят ровно такие же напряжения как в симуляторе, на минусовых на всех 5.1 В. Собрано все правильно, все проверил, замыканий нигде нет, ни по входам ни по выходам.
В симуляторе при 4.6 вольт на "+" входе и 5.1 вольт на "-" входе, на выходе 0 вольт, а в реальной схеме - на выходе присутствует напряжение питания.
Как вы думаете в чем может быть проблема?
|
|
| | Пн, 23.10.2017, 19:16 | Сообщение # 2
|
Сергей-78
Постов: 6050
U |
freebits, Попробуй подать опорное на неинвертирующие входы. Если не поможет, ОУ в топку.
|
|
| | Пн, 23.10.2017, 21:55 | Сообщение # 3
|
msmmmm
Постов: 891
Друзья |
freebits, читаем даташит: Input Common-Mode Voltage Range --- 0В...Vпит−1.5В. И по схеме ОУ видно, что входной каскад сделан по схеме эмиттерного повторителя с общим плюсом. Напряжение на выходе дифкаскада перестанет изменяться при достижении напряжения входа на 1,5 В меньше напряжения питания (в этой схеме - 3,5 В). А в схеме индикатора опорное напряжение 5,1В.
Для решения или подними напряжение питания микросхем вольт до 9 (не забудь подкорректировать токоограничительные резисторы светодиодов), или уменьши опорное до 2-2,5В. Во 2-м случае нужно будет пересчитать цепочку входных резисторов R1-R7.
|
|
| | Вт, 24.10.2017, 03:18 | Сообщение # 4
|
freebits
Постов: 179
ОК |
Цитата msmmmm (  ) freebits, читаем даташит: Input Common-Mode Voltage Range --- 0В...Vпит−1.5В. И по схеме ОУ видно, что входной каскад сделан по схеме эмиттерного повторителя с общим плюсом. Напряжение на выходе дифкаскада перестанет изменяться при достижении напряжения входа на 1,5 В меньше напряжения питания (в этой схеме - 3,5 В). А в схеме индикатора опорное напряжение 5,1В.
Для решения или подними напряжение питания микросхем вольт до 9 (не забудь подкорректировать токоограничительные резисторы светодиодов), или уменьши опорное до 2-2,5В. Во 2-м случае нужно будет пересчитать цепочку входных резисторов R1-R7.
Спасибо за подробное пояснение. У меня пару раз мелькала мысль что это из-за напряжения питания, но в симуляторе все работало корректно поэтому я подумал что может быть в чем-т другом причина.
9 вольт взять неоткуда. Есть входное напряжение, но оно может опускаться ниже 9 вольт, а схема должна гарантированно работать до 7.5 вольт. Видимо придется снижать опорное напряжение и пересчитывать делитель. В принципе не проблема, т.к. сам рассчитывал текущий делитель.
Вопрос будет ли корректно работать ОУ если на плюсовых входах напряжение будет достигать 8 вольт? Или там оно и не будет выше 5 вольт, после перерасчета делителя? |
| |
| | Вт, 24.10.2017, 14:39 | Сообщение # 6
|
msmmmm
Постов: 891
Друзья |
С указанными резисторами и опорным 2,7В напряжение на неинвертирующих входах ОУ не превышает напряжение питания ОУ при любых возможных напряжениях аккумулятора. Это может быть важно, может и нет. Согласно даташитам, некоторые производители ставят на входы защитные диоды, некоторые - нет. Если диодов нет, ОУ нормально будет работать до своих 30В на входах. При превышении напряжения питания входным, входной транзистор закроется наглухо и не будет влиять на схему. А вот если диоды установлены, то при напряжении выше 5,5В ток со входа потечет на +питания и может повлиять на всю цепочку входов.
ОУ можно запитать и от самого аккумулятора. Будет работать так же. Цитата freebits ( ) Есть входное напряжение, но оно может опускаться ниже 9 вольт
Если нужна большая точность, то резистор стабилитрона лучше подключить к питанию ОУ или использовать TL431 вместо стабилитрона.
По мультисиму: вместо мультиметров в данной ситуации лучше использовать пробники напряжения, а напряжение входа удобнее задавать с помощью DC_INTERACTIVE_VOLTAGE.
|
|
| | Вт, 24.10.2017, 16:47 | Сообщение # 7
|
freebits
Постов: 179
ОК |
Цитата msmmmm ( ) С указанными резисторами и опорным 2,7В напряжение на неинвертирующих входах ОУ не превышает напряжение питания ОУ при любых возможных напряжениях аккумулятора. Это может быть важно, может и нет. Согласно даташитам, некоторые производители ставят на входы защитные диоды, некоторые - нет. Если диодов нет, ОУ нормально будет работать до своих 30В на входах. При превышении напряжения питания входным, входной транзистор закроется наглухо и не будет влиять на схему. А вот если диоды установлены, то при напряжении выше 5,5В ток со входа потечет на +питания и может повлиять на всю цепочку входов.
ОУ можно запитать и от самого аккумулятора. Будет работать так же.
Цитата freebits ()
Есть входное напряжение, но оно может опускаться ниже 9 вольт
ОУ можно запитать и от самого аккумулятора. Будет работать так же.
Если нужна большая точность, то резистор стабилитрона лучше подключить к питанию ОУ или использовать TL431 вместо стабилитрона.
Спасибо за информацию. Большой точности в принципе не требуется. Да, теперь можно питать микросхемы и от самого аккума. В разводке предусмотрел перемычку для переключения на аккумное питание, но пока будет использоваться стабилизированное питание, т.к. полностью сие устройство является импульсным dc-dc преобразователем с 12 В на 5 вольт 3 ампера на LM2576 с функцией индикации заряда и потребляемого тока (для питания/зарядки одновременно нескольких гаджетов от аккумулятора).
Цитата msmmmm ( ) По мультисиму: вместо мультиметров в данной ситуации лучше использовать пробники напряжения, а напряжение входа удобнее задавать с помощью DC_INTERACTIVE_VOLTAGE.
Про DC_INTERACTIVE_VOLTAGE спасибо учту. А вот с пробниками я что-то так и не могу разобраться, как их ставить, не могу найти где их выбирать. Попробую внимательнее поискать
В общем детали заказал (резисторы и стабилитрон), примерно 10 дней будут ехать. Придется подождать, потом отпишусь по результатам |
|
| | Вт, 24.10.2017, 19:57 | Сообщение # 8
|
msmmmm
Постов: 891
Друзья |
Цитата freebits ( ) не могу найти где их выбирать
Или Вид->Панели инструментов->Place Probe (поставить галочку). Появится панель инструментов с пробниками. |
|
| | Чт, 09.11.2017, 03:35 | Сообщение # 9
|
freebits
Постов: 179
ОК |
Цитата msmmmm ( ) Вставить->Probe.
Или Вид->Панели инструментов->Place Probe (поставить галочку). Появится панель инструментов с пробниками.
Вот у меня этих всех пунктов в меню почему-то нет, но все-таки нашёл какой-то пробник, немного отличается от вашего, но функции те же.
Впаял новые детали. В принципе все работает как и было рассчитано, только на стабилитроне почему-то присутствует напряжение 2.5 В, вместо 2.7 В (скорее это отклонение в пределах допуска). Из-за этого получился сдвиг на 0.5 вольт. Т.е. расчетно светодиоды должны отключаться последовательно при напряжениях: 12.5, 11.5, 10.5 и т.д., а по факту при напряжениях: 12, 11, 10 и т.д. Попробую подобрать другой стабилитрон из этой партии, может попадется с большим напряжением, но в принципе это не столь критично.
А так теперь все работает как надо! msmmmm, спасибо за помощь! |
|
| | Чт, 09.11.2017, 22:36 | Сообщение # 10
|
msmmmm
Постов: 891
Друзья |
На заметку. По пропорции от опорного 2,7В контролируется 12В. Т.е. если опорное поплывет на 0,1 В, порог контролируемого напряжение изменится на 0,4В. Диапазон напряжений на клеммах аккумулятора довольно широк, даже если взять 9-12В, то ток через стабилитрон будет меняться от 1,9 до 2,8 мА. Стабилитрон - не идеальный прибор, его напряжение зависит от тока, пусть и не очень сильно. Но 1-3 мА - это начало участка стабилизации, здесь может быть значительная разница (зависит от стабилитрона) в напряжениях стабилизации в возможном диапазоне токов. Возможно из-за этого и напряжение занижено. Я бы снял ВАХ применяемого стабилитрона и сделал выводы о том, на каких токах дать ему работать. Возможно при 5-7 мА и напряжение стабилизации будет уже положенные 2,7В. Неплохо было бы запитать источник опорного напряжения от более стабильного источника или от генератора стабильного тока. Ну а TL431 сюда сама просится.  Ток от 1 до 100мА, коэффициент стабилизации - куда там стабилитронам (за счет встроенного ОУ).
Удачи.
|
|
Внимание! Форум переехал на Tehnodium.ru
|
|
