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互感器测电流,运放输出总是不一致

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  • TA的每日心情

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    1#
    发表于 2022-2-8 09:03 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    需要测量两组电流值,互感器输出后用LM324进行I-V转换,然后输出到STM32的ADC采样,电路如图。图中三个运放用的是同一个LM324芯片(4运放),不知道是不是造成后面问题的原因,如果是的话,也想请教一下为什么会造成这些问题:0 @+ U: c0 J, D7 E6 L3 y
    9 N* H- I6 a8 y, ~( p

    2 Q% e( }, r& Z  ]: e因为是单电源,所以先用一个电压跟随电路把基准电压提到1/2VCC,分别传给两路运放的同向输入端。按理I-V转换后,输出电压值应该也是围绕1/2VCC波动才对,但采集到却不一定。
    ; x* H( Q' W3 U2 h下图是CH1带载,CH2断开互感器的波形。CH1波形有点奇怪但那不是重点,重点是它的中线在2.2V左右,不是1/2 x 3.3 = 1.65V左右。CH2没接互感器,电压稳定在1.65V看起来比较正常。& k9 R- f; d! m, x: a

    ! A( |+ |& s0 l; U  c2 V5 ^! Y; }
    我把CH1短接,CH2仍然是断开,如下图。两路输出都为直线,但CH1又跑到2.6V左右去了,不在1.65V,也不在之前的中线2.2V。( N. S+ f) v: Q; }& y; S! S

    3 N! J3 O) Z# n4 D
    7 L) t3 H7 ?/ m! O! ^2 Z- z" @交换,让CH2带互感器带载,CH1断开,如下图。这下CH2的中线又跑到2.2V左右去了(之前都在1.6V左右),CH1又变为1.6V左右。
    4 W- b+ {5 P" X( i( y: G/ ?

    , B( z6 d: g: E& ~- a上面每种状态我都反复做过多次,且顺序各种交换颠倒,得到的波形都不变,排除了随机漂移的可能性。但不同接法确实又让波形整体位置上下移动。
    - i, M. r0 h  I7 z" O1 e6 F+ p0 J. N$ j. E; h) T- h9 I
    请教各为大神这是什么原因引起的?
    " \6 y3 V; i+ E, Z
    * R# [  [1 K( A5 P( S. f: \3 }) I. P
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-29 15:03
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2022-2-8 09:55 | 只看该作者
    虽然LM325最低工作电压为3v,但由于元器件性能差异建议楼主升高供电电压试试看。
    ' y/ Z( O1 d" f6 n
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-24 15:10
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    3#
    发表于 2022-2-8 13:35 | 只看该作者
    50倍的直流放大倍数已经很大了。
    ) Y$ w7 J" d3 A你的输入失调电压10mV,输出就偏移500mV了。
    # I: F; m* \7 h- d1 E你需要做的是三件事,依次做,前面的有效果,后面的步骤可以不做了。9 x, q1 f8 N1 I+ J
    1,两个输入端阻抗匹配,也就是在同相输入端也接入一个10k的电阻。
    8 I& B8 L8 a" }% M& Q2,把互感器做直流隔离。比如用一个大电容串联在互感器和反相输入之间。
    0 D! z0 {) a9 W+ B. ]" k3,做一个直流偏置点可调的电路,比如在你的反相输入端和电源之间接一个100k的可调电阻。
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-29 15:04
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    4#
    发表于 2022-2-8 14:31 | 只看该作者
    互感器有钳位二极管 1.6+0.6 = 2.2  
    ( I, H  U: h! O$ j短接时电路会是不可预测状态(运法正反短路), 可能是最大输出电压, 如2.6
  • TA的每日心情
    开心
    2022-1-29 15:07
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    5#
    发表于 2022-2-8 17:47 | 只看该作者
    这个很简单,是你运放输入失调电压的问题。6 X- ~8 ]; E+ q; ^2 d
    还有,你运放两个输入端输入阻抗不一致。- I7 M: [( s% G
    我们对这个电路分析,要从两个步骤入手,
    ; U$ ~5 s6 t- a: X1个是直流分析
    - W) d4 E; j2 n' T5 ]第二个是交流分析。$ F  A- I* b7 H) z! @# x5 ^+ D5 ~
    先看直流,把电容都看成断路,
    2 r- a8 `. U6 w. _4 Z( U然后这就是一个反相比例放大器。输入电阻就是互感器的直流阻抗。
    8 \8 O: x, f- F: z* h2 D. Z由于你的互感器阻抗非常低,也就是欧姆级的,而你的反馈电阻是2K,这也就构成了一个直流放大倍数非常大的反相放大器。( J6 V& G" n& b; s+ A2 D# c
    那么你的输入端的任何微小差异,都会被放大若干倍反应在输出端。
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