Pantalla vacilante con ICL7107

para mi primer proyecto decidí hacer una báscula usando una celda de carga, la microcelda de carga 3133 de Phidgets. También utilicé un ICL7107 como convertidor A/D y los amplificadores operacionales son LM358.

Usé un amplificador diferencial para obtener el voltaje de la celda y luego amplifico y uso otro amplificador operacional para hacer la calibración de la celda. Luego uso la ICL para mostrar la carga en una pantalla de 7 segmentos. Estoy usando pilas de 1,5 V para obtener 4,5 V con los que estoy alimentando mi circuito.

Puedo obtener el voltaje de la celda de carga y amplificarlo, pero el problema es que parece que tengo un ruido muy molesto del último amplificador operacional porque la pantalla sigue cambiando valores (alrededor de 10 o 20 mV dos o tres veces por segundo). Usé topes de desacoplamiento (0.1 uF) para todos los amplificadores y para el IN de la ICL como para la propia ICL.

Lo encuentro un poco extraño porque cuando lo probé por primera vez sin la ICL, estaba leyendo los valores con mi multímetro y eran correctos y no se agitaban. Pero cuando conecté el último amplificador operacional con el A/D, seguí cambiando los valores. Probé muchas ganancias (de 5 a 800) pero siempre obtengo este efecto de cambio.

Puedes ver el circuito en la siguiente imagen.

Las tapas de desacoplamiento no están allí, pero puedo asegurarles que las puse en el tablero.

Cambié la última configuración del amplificador operacional para hacer una configuración de línea recta para la calibración y no podemos verlo en la imagen, pero estaba parpadeando antes de cambiarlo.

Hice algunas pruebas cuando todo estaba conectado a la ICL y me di cuenta de que era la salida del último amplificador operacional la que estaba cambiando. Probé diferentes amplificadores operacionales pero siempre obtuve los mismos resultados.

Usé el mismo ICL para un proyecto escolar (un termómetro) y la pantalla estaba bien. No se que hacer bien lo se y si alguien tiene una solucion o tiene una idea se lo agradecere mucho.

Gracias por tu ayuda.

El título de esta pregunta es un poco engañoso. Las entradas ICL7017 también están "vacilando". Entonces basura adentro... basura afuera... como diría alguien. Pero el título es algo relevante porque el ICL es una carga no trivial y, al ser un IC digital, puede inducir ruido en el resto del circuito.

Respuestas (2)

Tiene bastante ganancia allí y el amplificador operacional que está usando está lejos de ser de bajo ruido. También hay oportunidades para que las corrientes LED de ~200 mA causen problemas o zumbidos de la red (aunque la mayoría de los zumbidos de la red deben rechazarse si el reloj de integración es correcto). Solo está viendo quizás 10-25uV referidos a la entrada.

Comience determinando la naturaleza del ruido utilizando un osciloscopio en las salidas de los amplificadores operacionales y observando si se trata de un ruido aleatorio o escalonado cuando los LED cambian.

Editar: según el comentario y su video, en el que puedo ver que su resolución es de aproximadamente 1 mV y el ruido es de alrededor de 20 mV, debe usar un amplificador de ruido más bajo. Desea un amplificador con ruido en el rango de 0.1-10Hz que es quizás 1uV (o mejor). Por ejemplo, el (bastante antiguo) OP07 es típicamente 0.35uV. También podría considerar un amplificador de 'deriva cero' más moderno o un amplificador de instrumentación. No es suficiente reemplazar el amplificador de ganancia de 820; el amplificador diferencial también contribuye al ruido. El amplificador final en su circuito probablemente no esté contribuyendo con suficiente ruido como para preocuparse.

Miré la salida del último amplificador operacional con mi osciloscopio y no había ningún patrón en particular. Parecía ruido. Grabé el osciloscopio mientras revisaba la salida del amplificador operacional. También hay un breve video de la pantalla para que pueda ver de lo que estoy hablando. drive.google.com/file/d/0B7s-vzSOB78SMUVZVWF0VFVadFk/…
Lo siento, aquí está el video del osciloscopio. drive.google.com/file/d/0B7s-vzSOB78SWUFMUEl6a3h4OEE/… Además, cambié la configuración del último amplificador operacional (el que la salida va en el ICL). Aquí está el esquema de la misma. i.imgur.com/ZxOIpvI.png Entonces, el video del osciloscopio corresponde a la salida de este amplificador operacional. Sigue cambiando como puedes ver.
Ok, cambiaré el amplificador operacional y usaré un amplificador de instrumentación y volveré con los resultados. Como no tengo estos amplificadores operacionales, pasarán algunos días antes de que pueda realizar estos cambios. Te dejaré saber si funciona.
Buenas noticias. Recibí los amplificadores operacionales OP07DP y reemplacé todos los demás amplificadores operacionales. También usé un amplificador de instrumentación para el primer amplificador operacional. Entonces, ahora el ondulado se ha reducido considerablemente. Está por debajo de 5 mV y, a veces, no cambia en absoluto. Pero no sé qué más puedo hacer para obtener mejores resultados. La escala ahora se puede usar, pero como dije, a veces no cambia, pero en la mayoría de los casos sigue cambiando entre 2 y 5 mV. Gracias por su ayuda, es realmente apreciado.

Sospecho que la frecuencia de su unidad LCD está entrando en la entrada de compensación de su último amplificador operacional. Después de todo, solo estás viendo unos pocos milivoltios. Intente reemplazar R17 con un par de resistencias de 3k en serie, con un límite de 1 uF a tierra desde la conexión de las dos resistencias.

Pantalla vacilante con ICL7107
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