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標題: 請教關于電流采樣放大電路 [打印本頁]

作者: baobao125 時間: 2022-4-2 22:03
標題: 請教關于電流采樣放大電路
R7為負載。流經負載電流為2.8A.這時候的R13兩端電壓應該是0.14V。現在要測量10mA-2.8A電流，12位的ADC，放大多少倍合適

捕獲2.JPG (44.86 KB, 下載次數: 118)

作者: Hephaestus 時間: 2022-4-2 22:37
0.05Ω*10mA=0.5mV
LM358 Vos=5mV
大丈夫？

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-2 23:09
這個電流跨度,你用LM358根本不可能測得準的
輸入失調電壓太大了,就是數據手冊上的這一項OFFSET VOLTAGE
用OPA735就行了,引腳和LM358是一樣的,買來就換,一片在4塊錢左右
放大多少倍不重要的,不就四個電阻而已,電路又不改變,實際測試中換就行了

作者: zlqe123 時間: 2022-4-2 23:58
推薦你使用INA199這款運放我之前也是選擇lm358 效果很差最后還是用了199運放很好用

作者: datouyuan 時間: 2022-4-3 10:11
圖中放大21倍，假設12位的ADC的采樣基準為3.3V。
那么采樣最大電流為3.3/21/0.05=3142mA,最小分辨電流為3142/4096=0.767mA。
如果你能接受測10mA時誤差在10%附近，圖中21倍放大倍數是合理的，只是lm358性能不夠。

作者: datouyuan 時間: 2022-4-3 10:31

datouyuan 發表于 2022-4-3 10:11
圖中放大21倍，假設12位的ADC的采樣基準為3.3V。
那么采樣最大電流為3.3/21/0.05=3142mA,最小分辨電流為31 ...

5樓我沒描述對。
21倍放大倍數是合理的，最大量程是3142mA。
假如對10mA時精度有更高要求的話，需要用更多位的ADC，但放大21倍依舊是合適的。

減少量程，增加放大倍數來提高10mA時精度。實際這種方法更常用。

作者: a185980800 時間: 2022-4-3 13:04
據說直流電流INA199便宜好用，

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-3 13:36

datouyuan 發表于 2022-4-3 10:11
圖中放大21倍，假設12位的ADC的采樣基準為3.3V。
那么采樣最大電流為3.3/21/0.05=3142mA,最小分辨電流為31 ...

你是怎么算出10%誤差的?
INA199失調電壓最大可以達到150uV
0.05歐電阻在10mA的時候壓降是500uV
那么,最大誤差是30%
當然,運氣好的話,就沒有那么多了
一個電路的誤差不知道可不可以把"運氣"這個參數包括在里面

作者: datouyuan 時間: 2022-4-3 14:06

Y_G_G 發表于 2022-4-3 13:36
你是怎么算出10%誤差的?
INA199失調電壓最大可以達到150uV
0.05歐電阻在10mA的時候壓降是500uV

我沒考慮運放的誤差，只考慮AD量化誤差，8%誤差。

運放誤差做到小于1%，是輕而易舉的。“調零”你了解下。

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-3 14:21

datouyuan 發表于 2022-4-3 14:06
我沒考慮運放的誤差，只考慮AD量化誤差，8%誤差。

運放誤差做到小于1%，是輕而易舉的。“調零”你了解 ...

沒注意看,以為INA199這個運放也是你推薦的

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-3 14:24

datouyuan 發表于 2022-4-3 14:06
我沒考慮運放的誤差，只考慮AD量化誤差，8%誤差。

運放誤差做到小于1%，是輕而易舉的。“調零”你了解 ...

說得好像我不會用運放一樣
調零并不流行
特別是單電源供電和低電壓電路

作者: baobao125 時間: 2022-4-5 12:20

datouyuan 發表于 2022-4-3 10:31
5樓我沒描述對。
21倍放大倍數是合理的，最大量程是3142mA。
假如對10mA時精度有更高要求的話，需要用 ...

提高放大倍數，那采樣最大電流時候不超過3.3V了嗎

作者: baobao125 時間: 2022-4-5 12:29

Y_G_G 發表于 2022-4-3 14:24
說得好像我不會用運放一樣
調零并不流行
特別是單電源供電和低電壓電路

用的OPA2340UA，101倍放大。沒有輸入的時候，上電時候輸出3.3V，持續一會一步步降到AD值300-800范圍內跳動。這正常嗎。

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-5 13:20

baobao125 發表于 2022-4-5 12:29
用的OPA2340UA，101倍放大。沒有輸入的時候，上電時候輸出3.3V，持續一會一步步降到AD值300-800范圍內跳 ...

這種電路,選擇運放要看這一個參數的VOS Input offset voltage,越小越好
OPA2340失調電壓是150uV的,放大之后就是15mV,ADC的數字量應該是18左右
R13要并聯一個104電容,這個電容離運放越近越好
就用我說的這個型號的運放OPA735,這個是單運放的
如果不想換電路,就用OPA2735,這個引腳和LM358是一樣的
OPA2340是軌到軌運放,用作不一樣的

作者: wufa1986 時間: 2022-4-5 13:53
如果我說12位ADC不需要放大你信不信，對于有獨立REF，ADC參考電壓用基準設置為1.24V，12位可以分辨0.0003V，0.01a*0.05=0.0005V，誤差是有，能接受就是最簡單的方法，用運放你需要考慮VOS

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-5 14:13

wufa1986 發表于 2022-4-5 13:53
如果我說12位ADC不需要放大你信不信，對于有獨立REF，ADC參考電壓用基準設置為1.24V，12位可以分辨0.0003V ...

并不是這么計算的
ADC總是有各種的差誤的,總體來說,ADC誤差正負5Bit的數字量是正常的
如果不放大的話,差誤5個數字量的話,你計算一下,在10mA的時候,哪里還有精度可言

作者: baobao125 時間: 2022-4-5 22:30

Y_G_G 發表于 2022-4-5 13:20
這種電路,選擇運放要看這一個參數的VOS Input offset voltage,越小越好
OPA2340失調電壓是150uV的,放大 ...

這Vos是固定的嗎？那放大后在程序中減去這放大后的失調電壓是否可以得到較為精確的結果？還是有什么辦法可以解決這失調電壓對輸出結果的影響

作者: Hephaestus 時間: 2022-4-5 23:49

baobao125 發表于 2022-4-5 22:30
這Vos是固定的嗎？那放大后在程序中減去這放大后的失調電壓是否可以得到較為精確的結果？還是有什么辦法 ...

當然不固定，例如某運放失調電壓5mV，指的是可能在-5mV到5mV之間的任意值。

作者: datouyuan 時間: 2022-4-6 09:07

baobao125 發表于 2022-4-5 12:20
提高放大倍數，那采樣最大電流時候不超過3.3V了嗎

可以用萬用表測量電壓來理解。

用1000V量程測量1V附近電壓，精度很低，要提高精度，可切換到2V檔測量(提高放大倍數)。
2V檔測量測量900V附近電壓，超出量程，無法測量，可切換到1000V檔測量(減少放大倍數)。

使用可變放大倍數（可變量程）可能是解決全范圍測量精度的唯一方法。

作者: datouyuan 時間: 2022-4-6 09:14

baobao125 發表于 2022-4-5 22:30
這Vos是固定的嗎？那放大后在程序中減去這放大后的失調電壓是否可以得到較為精確的結果？還是有什么辦法 ...

是固定的。通過調零或軟件校準可以解決。

作者: 老愚童63 時間: 2022-4-6 09:33
對于ma級電流采樣，采樣電阻最好不要小于0.5歐姆，這樣，后續電路的成本可以降低。

作者: cjjdemon 時間: 2022-4-6 09:39
進口芯片應用INA199，國產替代就用TP181

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-6 11:30

baobao125 發表于 2022-4-5 22:30
這Vos是固定的嗎？那放大后在程序中減去這放大后的失調電壓是否可以得到較為精確的結果？還是有什么辦法 ...

VOS在單個運放中是固定的,但每個運放的值是不一樣的
但也并不是一直是一點變化都沒有的,就像二極管的壓降一樣,并不是0.7V,它可能是在一個范圍內
通過減去VOS產生的誤差來提高精度,那只能在一定的情況下有用,效果并不好
調零是運放要有調零引腳才行,而且電路要復雜一些

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-4-6 12:06

Y_G_G 發表于 2022-4-5 14:13
并不是這么計算的
ADC總是有各種的差誤的,總體來說,ADC誤差正負5Bit的數字量是正常的
如果不放大的話, ...

可以加個好友不？我看你好多帖子都有，想請教一個問題

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-6 12:30

Dxiaofeng 發表于 2022-4-6 12:06
可以加個好友不？我看你好多帖子都有，想請教一個問題

有什么問題你在這論壇問就行,我不幫你,別人也會幫你的
好友就不用了
我上班大多時候是無聊的,就在這打發時間,反正都是關于電子的問題,上級也不會說什么,但wx聊天什么的就過分了,肯定是不行的

作者: Hephaestus 時間: 2022-4-6 14:11
還不如上一個國產24位ADC，天微、芯海、海芯都有，就兩三塊錢。

作者: baobao125 時間: 2022-4-6 16:46

Hephaestus 發表于 2022-4-6 14:11
還不如上一個國產24位ADC，天微、芯海、海芯都有，就兩三塊錢。

24位ADC 采樣速度慢了啊，之前看過好像1秒就50次的采樣頻率，雖然精度高了，但頻率下來了

作者: baobao125 時間: 2022-4-9 17:30

datouyuan 發表于 2022-4-6 09:14
是固定的。通過調零或軟件校準可以解決。

雙運放的怎么調零

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-9 18:19

baobao125 發表于 2022-4-9 17:30
雙運放的怎么調零

還在折騰這個調零?
想要調零,那也得是有調零引腳的運放才行呀,LM358這種根本就沒有打算調零的
你非得在LM358上增加調零,那就得用雙電源,不累嗎?
百度一下 op07調零電路,看一下這個運放是怎么調零的

作者: baobao125 時間: 2022-4-9 18:24

Y_G_G 發表于 2022-4-5 13:20
這種電路,選擇運放要看這一個參數的VOS Input offset voltage,越小越好
OPA2340失調電壓是150uV的,放大 ...

運放輸出是不是還受電路噪聲影響？這OPA2340沒有輸入，95倍放大，一開始串聯0R電阻的時候輸出有0.116V，把電阻改成磁珠，輸出逐漸降低到0.026。這運放輸出一直有波動

作者: baobao125 時間: 2022-4-9 19:43
本帖最后由 baobao125 于 2022-4-9 19:48 編輯

Y_G_G 發表于 2022-4-9 18:19
還在折騰這個調零?
想要調零,那也得是有調零引腳的運放才行呀,LM358這種根本就沒有打算調零的
你非得在 ...

第一次接觸運放，完全不懂。現接上負載輸入為0時，輸出AD值在0x1E-0x24范圍，95倍放大

作者: Y_G_G 時間: 2022-4-9 22:28

baobao125 發表于 2022-4-9 18:24
運放輸出是不是還受電路噪聲影響？這OPA2340沒有輸入，95倍放大，一開始串聯0R電阻的時候輸出有0.116V， ...

我無語了,已經說過OPA2340不行了,還要折騰?
OPA2735A也就多那么兩塊錢而已
運放電路是容易受干擾的,特別是軌到軌之類的場效應管運放
這個要結合實際電路的元件和PCB走線來看的,沒法分析

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-6 07:42

Y_G_G 發表于 2022-4-9 22:28
我無語了,已經說過OPA2340不行了,還要折騰?
OPA2735A也就多那么兩塊錢而已
運放電路是容易受干擾的,特 ...

采樣電阻是用貼片合金的，還是康銅絲，感覺用康銅絲焊接后，阻值與購買時的參數大好多，怎么解決

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-6 07:45

Y_G_G 發表于 2022-4-5 13:20
這種電路,選擇運放要看這一個參數的VOS Input offset voltage,越小越好
OPA2340失調電壓是150uV的,放大 ...

請問一下，opa2277運放是不是只適合雙電源，我買了幾塊，用單電源沒反應

作者: Y_G_G 時間: 2022-7-6 13:06

Dxiaofeng 發表于 2022-7-6 07:45
請問一下，opa2277運放是不是只適合雙電源，我買了幾塊，用單電源沒反應

opa2277是雙電源
這都幾個月前帖子了,我哇哇叫OPA2735,敢情是白叫了

作者: Hephaestus 時間: 2022-7-6 21:55

baobao125 發表于 2022-4-6 16:46
24位ADC 采樣速度慢了啊，之前看過好像1秒就50次的采樣頻率，雖然精度高了，但頻率下來了

可以提高采樣速度，精度下降了唄，反正你只要12位。

作者: Y_G_G 時間: 2022-7-6 22:24

Dxiaofeng 發表于 2022-7-6 07:45
請問一下，opa2277運放是不是只適合雙電源，我買了幾塊，用單電源沒反應

OPA2277是雙電源運放,只有在用雙電源的時候才能有它數據手冊上的參數
單電源基本就是不能用,用單電源的話,有時候輸入沒有電壓,輸出也會有電壓的,這個型號我用過,只能在雙電源上用哪種取樣電阻都差不多的,貼片的就比較好焊一點,誤差不會太大
采樣電阻要看你要精度和電流大小,1A或者以上大電流就就康銅,小電流(1A或者以下的)就用貼片合金電阻
康銅電阻大,可能是你焊的時候沒有加好錫,康銅電阻的孔徑要比它的引腳大0.2mm左右,這樣加焊錫才能有錫跑過去,增加接觸,而且,取樣的走線要在電阻的這一層,不能在對面層,在對面層的話,電阻會大的不管是哪種電阻,采樣的走線都得是這種樣子的

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-8 12:30

Y_G_G 發表于 2022-7-6 13:06
opa2277是雙電源
這都幾個月前帖子了,我哇哇叫OPA2735,敢情是白叫了

我只有2277沒2735，再說那貴些，

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-8 12:34

Y_G_G 發表于 2022-7-6 22:24
OPA2277是雙電源運放,只有在用雙電源的時候才能有它數據手冊上的參數
單電源基本就是不能用,用單電源的 ...

好的，那我有時間再把康銅絲加焊一下，我是0.8的康銅絲，孔是0.9的，我再根據你的建議，把布線改動一下

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-8 12:41
我是這樣布線，一個小電流的，一個大電流，兩組

2022-07-08_12.40.02.jpg (1.73 MB, 下載次數: 118)

作者: Y_G_G 時間: 2022-7-8 23:54

Dxiaofeng 發表于 2022-7-8 12:34
好的，那我有時間再把康銅絲加焊一下，我是0.8的康銅絲，孔是0.9的，我再根據你的建議，把布線改動一下

OPA2735不就貴那么幾毛錢而已嘛
康銅加錫是要注意的,它有一個壓扁了的地方,錫只能加到這里了
壓扁的地方不能有錫跑上去的,不然電阻就又變小了
因為康銅的電阻率要比錫大好多的,它本身就是為了取樣而加大電阻率的,你錫一跑上去了,阻值就不準確了,我就是這樣扔了好幾個康銅取樣電阻了

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-10 10:50

Y_G_G 發表于 2022-7-8 23:54
OPA2735不就貴那么幾毛錢而已嘛
康銅加錫是要注意的,它有一個壓扁了的地方,錫只能加到這里了
壓扁的地 ...

那才貴幾毛，貴好幾塊，貴幾毛的話，我又早買2735了，我現在是阻值變大，不是變小，聽你這樣講，感覺和我布線有問題，我采樣電阻的輸入和輸出線是走的底部，而采樣電阻是從頂部插入，

作者: Y_G_G 時間: 2022-7-10 18:13

Dxiaofeng 發表于 2022-7-10 10:50
那才貴幾毛，貴好幾塊，貴幾毛的話，我又早買2735了，我現在是阻值變大，不是變小，聽你這樣講，感覺和我 ...

我不知道你是在哪里買的,反正我買的時候2277是三塊多,2735是四塊

作者: Hephaestus 時間: 2022-7-10 18:41

Dxiaofeng 發表于 2022-7-10 10:50
那才貴幾毛，貴好幾塊，貴幾毛的話，我又早買2735了，我現在是阻值變大，不是變小，聽你這樣講，感覺和我 ...

跟走在哪一層無關，你真要懷疑走線有問題，把PCB局部貼出來讓大家幫你分析。

作者: Dxiaofeng 時間: 2022-7-10 20:32

Hephaestus 發表于 2022-7-10 18:41
跟走在哪一層無關，你真要懷疑走線有問題，把PCB局部貼出來讓大家幫你分析。

有貼出來，40樓就是

124034migi4vpwiclgvdf4.jpg (1.01 MB, 下載次數: 318)

作者: Y_G_G 時間: 2022-7-10 23:01

Dxiaofeng 發表于 2022-7-10 20:32
有貼出來，40樓就是

康銅走線走元件放置的那一層,對面層走大電流,而且,焊盤最好修改一下,走取樣線那一層的焊盤改小一點,比如,康銅直徑是0.8的,那么,這一層的焊盤只要1.0就可以了,這樣的話,加錫不會那么容易跑到取樣電阻壓扁的地方對面層是走大電流的,焊盤可以是2.0或者3.0,方便加錫

大概就是這個樣子的

作者: c20160526 時間: 2024-2-7 05:04

Y_G_G 發表于 2022-7-10 23:01
康銅走線走元件放置的那一層,對面層走大電流,而且,焊盤最好修改一下,走取樣線那一層的焊盤改小一點,比如, ...

焊好后，采樣電阻偏大，其實并不是采樣電阻變大了，0.0025R采樣電阻經過1a電流，測量采樣電阻壓降是2.7mv左右，但測放大器輸入端和地的電壓就偏大，有4mv左右了，放大101倍，放大器輸出，400mv，按照設計計算應該是270左右，還是布線有問題，AGND是沿上面綠色線走的，Gnd是沿下面綠色線走的，然后在畫紅色的電容處合并的

IMG_20240207_050219.jpg (1.8 MB, 下載次數: 265)

作者: Hephaestus 時間: 2024-2-7 23:20
建議按46樓方法畫PCB，這樣最準，PCB銅皮帶來的誤差最小。

作者: fishafish 時間: 2024-2-9 22:09
LM358不是軌道軌的，最高輸出2.6V左右，建議用LMV358，是軌道軌的，或者直接使用5V電源效果更好

作者: Y_G_G 時間: 2024-2-15 13:48
幾年了,還沒有搞好嗎?
如果是你原理圖是對的,大概率是地線布線的問題
如果取樣電流不大,換個0.01R的合金電阻,再把運放換成INA系列,后期通過軟件校正,3A左右的電流,跟福祿克萬用表的誤差大概在5mA左右
我前幾個月做了個電流表,用的就是這個方案,電流芯片用INA180
用運放精度是高,但太難折騰了,調來調去的

作者: c20160526 時間: 2024-2-19 08:16

Y_G_G 發表于 2024-2-15 13:48
幾年了,還沒有搞好嗎?
如果是你原理圖是對的,大概率是地線布線的問題
如果取樣電流不大,換個0.01R的合金 ...

應該是我原理圖問題，請看R12 C15 c14 R9的地，我是把放大器的地和采樣電阻地是分開的，然后在電源輸入處匯合，采樣電阻往藍色筆走，放大器地往黃色走

IMG_20240219_080620.jpg (1.06 MB, 下載次數: 280)

IMG_20240219_081228_edit_2888747963621.jpg (1.66 MB, 下載次數: 289)

作者: SDDQ 時間: 2024-2-19 11:03

c20160526 發表于 2024-2-19 08:16
應該是我原理圖問題，請看R12 C15 c14 R9的地，我是把放大器的地和采樣電阻地是分開的，然后在電源輸入處 ...

是共地應該就沒問題呀，我看你地線覆銅了，有的地方線有點窄，會不會導致電阻大，電壓不一致呢？

作者: c20160526 時間: 2024-2-19 12:37

SDDQ 發表于 2024-2-19 11:03
是共地應該就沒問題呀，我看你地線覆銅了，有的地方線有點窄，會不會導致電阻大，電壓不一致呢？

R12的地，和R9的地網絡不一樣，雖然都匯合一起了，

作者: Y_G_G 時間: 2024-2-20 12:45

c20160526 發表于 2024-2-19 08:16
應該是我原理圖問題，請看R12 C15 c14 R9的地，我是把放大器的地和采樣電阻地是分開的，然后在電源輸入處 ...

R9的地線要和運放負極的地線在同一個點上,不要離太遠了,運放放大的電壓是以負極為參考點的
你這板,電流取樣的電阻是包括你圖片上的黃線部分了,誤差自然就大了你參考一下這個接法,把運放的負極線路切開,接到取樣電阻的負那去試一下

作者: Hephaestus 時間: 2024-2-20 18:08

Y_G_G 發表于 2024-2-20 12:45
R9的地線要和運放負極的地線在同一個點上,不要離太遠了,運放放大的電壓是以負極為參考點的
你這板,電流 ...

理解錯誤，運放放大的電壓是以R12下端為參考點的，運放電源負極與R12壓差不超范圍就行。

作者: Y_G_G 時間: 2024-2-20 22:46

c20160526 發表于 2024-2-19 08:16
應該是我原理圖問題，請看R12 C15 c14 R9的地，我是把放大器的地和采樣電阻地是分開的，然后在電源輸入處 ...

55#說的負反饋電阻影響是對的
但參考點跟運放的負極也是有很大關系,準確來說應該是運放的地,因為你這是單電源的,那就是負極
取樣電阻的地那一頭,一定要跟反饋電阻下端和運放負極接近,距離越短越好我這有一個TI無刷電機的驅動PCB,是用AD畫的,是TI官方的電路,大公司畫的板,還是有很多地方可以學習的
里面的電流取樣你可以參考一下

TI無刷電機控制板PCB.rar (2.88 MB, 下載次數: 7)

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