operaatiovahvistinkytkentä?

stopKohinalleOperaatiov

Teoriassa toimivia kytkentöjä löytää esim. täältä:

https://fi.wikipedia.org/wiki/Operaatiovahvistimen_kytkennät

entä käytännössä?

Ainakin, jos aiot käyttää operaatiovahvistinta audiovahvistimena (esim. mikrofonivahvistin), niin nuo teoriassa toimivat kytkennät sellaisenaan tuottavat lähinnä pettymyksen, koska ne kohisevat varsin paljon.

Jos oikein muistan, niin tuon kohinaongelman saa usein korjattua yhdellä kondensaattorilla, mutta: mihin se kondensaattori kytketään ja miten / millä perusteella sen suuruus mitoitetaan ?

Hyvä lisäkysymys: miksi moni analogiaelektroniikkaa käsittelevä kirja ei edes mainitse moisen kondensaattorin tarpeellisuutta, vaan esittää esimerkkeinä operaatiovahvistimen kytkennästä suunnilleen nuo samat, mitkä löytää wikipediasta.

Mielestäni esim. oppilaitosten pitäisi laittaa boikottiin huonosti tehdyt oppikirjat: jos oppikirja ei edes mainitse sitä tosiasiaa, että nuo wikipediastakin löytyvät kytkennät toimivat lähinnä teoriassa, mutta jos niiden esimerkin mukaan rakentaa vaikkapa mikrofonia varten esivahvistimen, niin kohinaa tulee ja runsaasti ?

Noiden kirjojen tekijäthän saavat tekijänoikeustuloja jokaisesta myydystä kappaleesta.
Veikkaanpa, että jos oppilaitokset oikeasti laittaisivat boikottiin nuo huonosti tehdyt oppikirjat, niin parempia alkaisi ilmesttyä varsin pian, kun tekijöitä alkaisi harmittaa se, ettei tekijänoikeustuloja enää tulisi entiseen malliin.

Entä, jos käyttötarkoitus on muu kuin audiovahvistin ?

Esimerkki:

Halutaan mitata esim. 2 kpl 63 V sarjaankytketyn kondensaattorin jännitteet.
Mitattavia kondensaattoreita halutaan mittauskytkennällä kuormittaa mahdollisimman vähän, joten mittaus (mikrokontrollerin sisäänrakennetulla 10 -bittisellä A/D -muuntimella) tehdään seuraavasti:

kummankin kondensaattorin plus -nastasta kahden vastuksen muodostama jännitteenjakokytkentä (ylempi vastus esim. 10 MΩ) alemman kondensaattorin miinus -nastalle, ja 2 kpl operaatiovahvistimia jänniteseuraajaksi.

Tästä alemman kondensaattorin mittaamiseksi alemman kondensaattorin jännitteenjakajana toimivien kahden vastuksen välistä suora kytkentä mikrokontrollerin sisäänrakennetulla A/D -muuntimen yhteen sisääntuloon.

Ylemmän kondensaattorin mittaamiseksi tarvitaan sitten vielä 1 operaatiovahvistin kytkettynä differentiaalivahvistimeksi, jotta saadaan mitattua ylemmän kondensaattorin jännite erikseen, eikä kahden kondensaattorin jännitteiden summaa.

Mutta pitäisikö tähänkin lisätä tuo kohinanvaimennuskondensaattori?
Jos ei lisätä, niin veikkaanpa, että silloin kohinaa tulee niin paljon, että A/D -muuntimen 10 -bitin mittaustarkkuudesta jää useampi alin bitti turhaksi, koska mittaustulosta häiriköi varsin voimakas kohina.

6

288

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • stopKohinalleOperaatiov

      KORJAUS edelliseen:

      Tästä alemman kondensaattorin mittaamiseksi alemman kondensaattorin jännitteenjakajana toimivien kahden vastuksen välistä jänniteseuraajana toimivan operaatiovahvistimen kautta suora kytkentä mikrokontrollerin sisäänrakennetulla A/D -muuntimen yhteen sisääntuloon.

      Ylemmän kondensaattorin mittaamiseksi tarvitaan jänniteseuraajana toimivan operaatiovahvistimen lisäksi sitten vielä 1 operaatiovahvistin kytkettynä differentiaalivahvistimeksi, jotta saadaan mitattua ylemmän kondensaattorin jännite erikseen, eikä kahden kondensaattorin jännitteiden summaa.

      näin siksi, että 10 MΩ vastus on niin suuri, että ilman jänniteseuraajana toimivan operaatiovahvistimen käyttöä A/D -muuntimen sisäinen resistanssi ja kapasitanssi vaikuttaisivat mittaustulokseen.

    • rollaati.rollaa

      Käytännössä toimivia kytkentöjä löytyy erittäin hyödyllisestä kirjasta, jonka nimi suoraan suomennettuna olisi Elektroniikan Taide ja kirjoittajat Horowich ja Hill.

      • rollaati.rollaa

        Siis tämä:

        https://www.adlibris.com/fi/kirja/the-art-of-electronics-9780521809269

        Hyödyllisiä ja toimivia oparikytkentöjä kannattaa myös lueskella opareiden valmistajien datalehdykäisistä ja app noteseista. Jos niitä itse alkaa rakentelemaan niin ensimmäiset ongelmat tulevat kuitenkin stabiilisuuden kanssa. Varsinkin laajakaistaisemmissa opareissa pitää suhtautua käyttiksistä maihin kytkettäviin kondensaattoreihin ja piirilevyn vetojen pituuksiin tarkkuudella. Oparilla ei ajeta suoraan pitkiä kaapeleita...


    • rollaati.rollaa

      Parhaiden kohinatulosten saavuttaminen opareilla vaatii sen, että vahvistettavan signaalilähteen impedanssi ja kaapelin ominaisuudet ovat tiedossa ja että opari on kohinaominaisuuksiltaan juuri tuohon käyttöön sopiva. Tässä auttavat ne app notesit.

    • etsivälöytääKolkutt.avat

      Melko paljon riippuu, mistä op-ampista teet audiovahvistimen. Esim tuossa on erittäin pienikohinainen IC: http://www.linear.com/product/LT1115 Kannattaa ladata mikropiirien datasheet ja esimerkkikytkentöjä netistä, niin niistä selviää, mihin kohtiin tarvitaan suoto/ ohituskondensaattoreita.
      Myös käyttöjännite kannattaa muodostaa regulaatoreilla. Että tätä rataa...

      Audiopuolelta kannattaa etsiä HiFi ja HighEnd-vahvistimien kytkentöjä/ rakenteluohjeita. Tietysti englanninkielisiä löytyy eniten, mutta google kääntää ihan ymmärrettävän suomennoksen.

    • sämplääjäholdaa

      Kun niitä kytkentöjä rakentelee A/D muuntimen eteen niin yksi asia pitää aina muistaa: Rajoita muuntimelle tulevan signaalin kaistanleveys sellaiseksi, ettei siinä juurikaan ole sämpläystaajuuden f puolikkaan ylittäviä komponentteja. Muuten näet kohinaa ja häiriöitä todella runsaasti.

      Jos A/D - muuntimen edessä tai osana on Sa.mp.le/Ho.ld - kytkentä kuten yleensä mikroprosessorien sisäisissä muuntimissa on tapana niin sillä on kyky nähdä kohinaa pahimmillaan megahertsien taajuudelta. Esimerkiksi Atmega328 sisäisellä muuntimella on pystytty mittaamaan 1MHz signaalia kun sen sämplerin nopeus siihen riittää.

      Jos kohinaspektriä tai häiriöitä on mitattavassa signaalissa tarjolla niin sämpläys uskollisesti siirtää sen kaiken välille 0...f/2. Vaikka varsinainen signaali itsessään olisikin ollut kaunis niin korkeataajuinen kohina voi täysin pilata mittauksen. Tästä on kokemuksia. Jos suodatusta ei ole niin kohinaspektri laskostuu signaalin päälle.

      Kun nopea 1V häiriöpulssi sattuu tulemaan juuri s/h-piirin sämpläysikkunan ajankohtana niin muunnin kertoo että juuri sillä hetkellä mitattu jännite on noin 1V. Digitoinnin jälkeen tälläisen datan suodattaminen aiheuttaa harmaita hiuksia. Data on suuren osan aikaa OK ja sitten siinä on yllättäviä hyppäyksiä.

      Osa A/D - muuntimista osaa rakenteensa ja toteutustapansa vuoksi itsessään alipäästösuodattaa mitattavaa signaalia. Prosessorien sisäiset muuntimet eivät tähän luokkaan yleensä kuulu.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Martina oli sarjassaan tänään 32.

      Mutta eikö pyöräily ja uinti ole vahvempia hänellä kuin juoksu? Aikaa on vielä harjoitella ennen Frankfurtin kisoja.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      208
      1683
    2. Sofia miksi soitit torstaina Stefanil ja pyysit käymään kun muka olet ahdistunut.?

      Oliko asia suunniteltu, kun pyysi käymään ja varmasti tiesi et miten Stefan asiaan suhtautuu.Oliko myös Seiskan toimittaja pyydetty tarkoituksella pai
      Kotimaiset julkkisjuorut
      101
      1635
    3. Stepuli itkee facessa

      Haluaisin pyytää julkisesti karseaa käytöstäni anteeksi lähimmiltä, naapureilta ja etenkin Sofialta! Ei ole missään olosuhteissa hyväksyttävää käyttä
      Kotimaiset julkkisjuorut
      101
      1544
    4. Sofia oli ainoastaan rahan takia suhteessa Stefanin ja Nikon kanssa.

      Järkyttävää miten Sofia on käyttänyt hyväksi näitä molempia miehiä ja rahat loppu niin vain haukkumiset tullut kiitokseksi heille.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      254
      1405
    5. Voi kun menisi nyt Stefan katsoo tyttären uutta ponia, viettäisi aikaa hänen kanssa.

      Aika parantaa kaiken ja meillä kaikilla on elämässä vastoinkäymisiä ja yli kyllä pääsee ainakin ajan kanssa.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      134
      1365
    6. Minä menetän sinut kokonaan

      Siksi olen paniikissa, sekaisin ja surullinen. Taitaa olla jonkinasteinen stressitila päällä. Toivottavasti sinulla on kaikki hyvin.
      Ikävä
      48
      901
    7. Suomi teki typeryyttään Venäjästä nyt konkreettisesti vihollisen, jota se ei aiemmin ollut.

      Venäjä ei ole uhannut Suomen turvallisuutta, eikä Venäjän ja Ukrainan välinen konflikti ole signaloinut minkäänlaista uhkaa Suomelle. Se "uhka" luotii
      Maailman menoa
      448
      885
    8. Onpas Martina valinnut sopivan laulun

      Storyssa kun Isben poni tulee, " älä vie lapsuuttani pois." Äiti se lähtee mieluummin panopuuksi hotelliin, kuin viettäisi senkin ajan lastensa kanssa
      Kotimaiset julkkisjuorut
      115
      885
    9. Veikkauksia milloin Venäjä hyökkää Suomeen?

      Veikkaan että se tapahtuu nopeasti, ehkäpä jo kesäkuussa. Suomi 5,5 miljoonan harvaan asuttu maa. Venäjä ei tarvitse suurta joukkoa Suomeen, joten kai
      Maailman menoa
      293
      835
    10. Uskomatonta miten "kassatyttö Sannasta" tuli hetkessä kuoleman kauppias.

      Demarit on kautta historian olleet "takinkääntäjien"mestariluokkaa kokoomuksen hihassa kiinni. Sannan arviointikyky petti täysin Naton suhteen, Brysse
      Maailman menoa
      347
      818
    Aihe