(basado en LM2902N) Ganancia variable para un amplificador de instrumentación

Estoy tratando de construir un amplificador de instrumentación que haga una 10uV -> 10mVamplificación. La motivación es medir uAcorrientes en una resistencia de derivación lo suficientemente pequeña ( 1-10Ohm).

Para una prueba de concepto, construí un circuito como el de abajo ( ref.) con la distinción de que lo estoy alimentando con dos baterías de 9V y estoy usando LM2902N como amplificadores operacionales y Rges algo diferente. Tiene mucho menos que la ganancia requerida de 1000x.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Sin embargo, al medir los resultados para diferentes voltajes de entrada, la ganancia parece variar:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esperaba que fuera constante.

  • ¿Cuál es un lugar razonable para buscar las causas de las variaciones?
    • resistencias baratas?
    • ¿Amplificador operacional inadecuado?
    • ¿Prototipos de placas de pruebas?
    • ¿Baterías 2x9V como fuente de alimentación?
    • ¿otro?
2 posibilidades de caída de "ganancia" con entrada creciente: (1) está recortando (la salida está golpeando un riel de suministro, o ambos. Es poco probable con ganancia = 10 y 5mv en). (2) Está realizando mediciones de CC y confundiendo las compensaciones de CC con la señal de entrada. Como es probable que las compensaciones de CC sean de alrededor de 5 mv con amplificadores operacionales de bajo grado, esa es mi apuesta. ¿Qué ancho de banda necesita? ¿Ha mirado los amplificadores operacionales estabilizados por chopper para eliminar la compensación de CC? @Andyaka tiene uno que recomienda para esto...
@BrianDrummond ¿Puede explicar en una respuesta cómo una compensación de CC constante influiría en la diferencia de ganancia? ¿Por qué no se manifestaría como un error constante ?
Es bastante mejor trazar el voltaje de salida frente a la entrada que la ganancia frente al voltaje de entrada, ¡nos brinda más información sobre lo que podría estar fallando!
Por curiosidad, ¿por qué no usar un circuito integrado de amplificador de instrumentación en lugar de construir uno con amplificadores operacionales y resistencias discretas? Dado que el LM2902N es producido por TI, aquí hay un enlace a los amplificadores de instrumentación ofrecidos por TI: ti.com/lsds/ti/amplifiers/instrumentation-amplifiers/…
@Null Una pregunta justa :) Esto es lo que tenía en este momento y una vez que no funcionó (aunque el circuito es bastante simple) quería explorar por qué.

Respuestas (1)

Hay 2 posibilidades obvias para la caída de la "ganancia" con el aumento del nivel de entrada:

  1. está recortando (la salida está alcanzando el riel de suministro o ambos. Es poco probable con ganancia = 10 y 5 mv de entrada).
  2. Está realizando mediciones de CC y confundiendo las compensaciones de CC con la señal de entrada. Como es probable que las compensaciones de CC sean de alrededor de 5 mv con amplificadores operacionales de bajo grado, esa es mi apuesta.

Lo que espera:
Vout = Vin * ganancia
Y está calculando la ganancia como Gain = Vout/Vin

Lo que obtienes:
Vout = (Vin + Voffset) * Ganancia.

Entonces, si Voffset = 5mv y ganancia = 5,
Vin = 5mv: Vout = (5mv + 5mv) * 5 = 50mv.
Y calcula la ganancia como Vout/Vin = 10.

Vin = 25mv: Vout = (25mv + 5mv) * 5 = 150mv
Y calcula la ganancia como Vout/Vin = 6.

Este es un problema grave: parece que está intentando amplificar microvoltios de CC con un dispositivo con milivoltios de voltaje de compensación de entrada. Este voltaje de compensación es una señal de error que inundará la señal de interés.

¿Qué ancho de banda necesita? ¿Ha mirado los amplificadores operacionales estabilizados por chopper para eliminar la compensación de CC?

Un amplificador operacional que puede resultarle útil es el ADA4528 , que se describe con más detalle en estas preguntas y respuestas , que afirma tener un voltaje de compensación de solo 2,5 uV.

What bandwidth do you needEs para una señal variable de una fuente de alimentación que fluctúa dependiendo del requerimiento de la carga (uC). No sé cómo convertir eso a la frecuencia mínima requerida.
Luego, el ancho de banda que necesita depende de qué tan bien desacople el suministro; puede controlar eso para adaptarse al amplificador que elija.
(basado en LM2902N) Ganancia variable para un amplificador de instrumentación
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v