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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:
    . S8 H! V0 O2 h- ~! l. f9 L

    ' T) g5 u3 ^0 Y+ U8 `( ^, J9 Y) r
    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。
    % p" v  ~3 O6 r6 w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。
    * _; F% Z& t+ t6 s' l: S; C" j0 f
    + s7 s8 y1 K. _. V( Q% r% v5 `
    9 h0 Q2 `2 g" t' K: q
    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。
    + q6 C5 s3 A: M. \
    * y0 [2 V+ K* s6 M! e' I! ?8 r

    ; d" Y$ B4 d" ?) ~2 n& ]* v0 T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。
    5 C; m: x+ F8 P# K5 a& N
    ( ]; U' S8 g1 o. }0 Q
    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。
    % H: n, a  p/ i  t
      w/ ~; z3 h8 P7 X: E3 r& G请教各为大神这是什么原因引起的?

    4 P1 W0 K1 s+ ]. a) A% O" b* d# c1 U3 H3 c  P6 [3 M
  • 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。) R8 Q$ i/ S( Z4 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。# X$ L) r$ L- }
    你的输入失调电压10mV,输出就偏移500mV了。$ ?* {" P* |6 {) q- g
    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。8 v: H9 i8 \3 L& v  D
    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。' @* v2 s9 Z6 W9 j
    2,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。. B6 f2 a' D: w( M; Q
    3,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  8 G& }1 K& \" r) q) I1 H$ C
    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。
    $ c2 K! O) ?6 L- v, {) _8 i. b还有,你运放两个输入端输入阻抗不一致。# U3 I( v$ M3 |, i+ @8 A$ K  e% Q+ o
    我们对这个电路分析,要从两个步骤入手,
    1 T7 _% f# {3 B( d, z. K0 }1个是直流分析; l& H& J: U; Y# T
    第二个是交流分析。! g$ K' S% q% |0 V, E
    先看直流,把电容都看成断路,! K; ~/ h( t! V5 W: W  S( M
    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。0 u$ }, H# P3 [, W# S& e- I5 c
    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。2 l( w- P2 O9 h% u+ ~2 n7 F
    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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