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15/12/2012 #1

Avatar de -Mooys-

Amplificador de precision (X10) LT1078 con ruido (3mV)
Saludos.

Buscando utilizar el ADC de un PIC, lo primero es amplificar el voltaje que obtengo del sensor (la pinza amperimetrica me entrega 0.5mV por ampere) que va de los 0.5mV a los 75mV (0.0005V a 0.075V) por 10 veces, esto es que vaya de 5mV a 750mV. Para esto utilizo el integrado LT1078 que es un OP AMP de precisión como se muestra en la imagen. En proteus trabaja bien, tal vez en los voltajes más chicos como el de 0.5mV con un poco de error pero se va corrigiendo conforme se aumenta el voltaje.
El problema es que a la hora de pasarlo al protoboard, y cuando el voltaje que entrega el sensor es cero, en la pata de entrada de voltaje del integrado tengo aproximadamente 3mV y a la salida tengo la amplificación de esto, es decir 30mV, cuando no debería haber voltaje en la entrada del integrado. Probé cambiar el protoboard, alimentación simple (+5V y GND) y alimentación simétrica (+5V y -5V) y nada, sigo teniendo esos 3mV aproximadamente en la entrada del integrado cuando el sensor me entrega 0V. ¿A que podrá deberse esto, alguna clase de ruido en el protoboard?, ¿se corregirá armando el circuito en placa?, o con alguna modificación al circuito?

Gracias por su ayuda
15/12/2012 #2
Moderador general

Avatar de Fogonazo

¿ Nunca leíste nada sobre la excelente capacidad de captación de ruidos de los protoboard ?
¿ Que clase de ruido estas detectando ?
¿ Como es el sensor de tu pinza ?
16/12/2012 #3

Avatar de -Mooys-

Saludos.

Es lo que estoy preguntando, estaria mejor una explicacion, gracias.
No cuento con osciloscopio, asi que solo se que es un voltaje de 3mV que tengo a la entrada del integrado, tal vez pueda ser este el problema.
La pinza no es el problema, sin conectarla al cto. esta me da 0V cuando debe y 0.5mV por ampere.
Intentare hacer el cto. en una placa perforada y espero que estos 3mV desaparescan.

Cualquier aporte se agradece.
16/12/2012 #4


Dejando a un lado el problema del ruido, este diseño contiene un error grave de concepto, el valor de las resistencias es ridículamente bajo.

El objeto de la realimentación es desensibilizar el amplificador respecto a la variación de los parámetros de los elementos que lo constituyen, estabilizando una determinada característica del mismo, en el caso del operacional esto se consigue sacrificando la ganancia en tensión del amplificador sin realimentación, es decir cuanto mayor sea la ganancia en lazo abierto más se aproximará el amplificador al amplificador operacional ideal.

La ganancia del amplificador en lazo abierto depende de la resistencia de carga a la salida del amplificador, a mayor valor de resistencia de carga mayor ganancia de tensión.

En el esquema que has utilizado la carga en el circuito equivalente del amplificador sin realimentación es la asociación en serie de las dos resistencias del bucle de realimentación, entre 4 y 5K, en las hojas de datos del amplificador puedes encontrar que en estas condiciones la ganancia típica en lazo abierto es del orden de 300K, si multiplicas el valor de las resistencias por 100 la ganancia pasa a ser 1M.

Un amplicador de 1M de ganancia dará lugar a un amplificador realimentado mucho más próximo al amplificador ideal que uno con una ganancia de 330K.

Resumiendo, las resistencias que se utilizan para fijar la ganancia del operacional han de ser del mayor valor óhmico posible.

Existen varias figuras de mérito del operacional que limitan el valor máximo que puede utilizarse, por un lado la corriente de offset de las entradas, del orden de nA y por otro lado el ruido térmico generado en la resistencia, en la práctica el valor máximo es del orden de decenas de megaohmios, dependiendo del tipo de operacional; otras consideraciones de diseño como impedancia de entrada/salida o topología del amplificador pueden fijar el valor máximo a utilizar, los valores utilizados en la práctica se encuentran en el rango de unidades de kiloohmios a unidades de megaohmios.
17/12/2012 #5

Avatar de -Mooys-

Amplificador de precision (X10) LT1078 con ruido (3mV)
Saludos.

Gracias xae por la aclaracion, y te comento que simplemente arme el amplificador que viene en la hoja de datos del operacional (LT1078) donde si utilizan valores de resistencias mayores, pero comparando este amplificador con el primero, en valores bajos de voltaje funciona mejor el primero (en proteus) como se puede ver en la imagen, ya en valores mayores ambos parecen funcionar bien. Cambiara esto en el armado real?

Volviendo al ruido, despues de armar el circuito en una placa (perforada) sigo teniendo esos 3mV en la entrada del amplificador que tenia en el armado en el protoboar.

A que creen que se deba, sera el integrado LT1078?

Gracias por su ayuda
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18/12/2012 #6

Avatar de Dr. Zoidberg

xae dijo: Ver Mensaje
Resumiendo, las resistencias que se utilizan para fijar la ganancia del operacional han de ser del mayor valor óhmico posible.

Queeeee?????? del mayor valor ohmico posible?????
Y donde pensás que va a ir a dar el valor del ruido de Jhonson????
Si es un diseño de bajo ruido, las resistencias deben ser lo mas bajas posibles y compatibles con la cargabilidad de salida del AO
18/12/2012 #7

Avatar de -Mooys-

Amplificador de precision (X10) LT1078 con ruido (3mV)
Saludos.

Gracias ezavalla por la aclaracio y la referencia del ruido de Jhonson, te comento que estuve investigando un poco sobre los ruidos en los amplificadores operacionales, aunque no entendi mucho sobre como se mide y los distintos tipos de ruidos ya que no profundice tanto. Lo que si encontre es que El LT1028 de Linear Technologies es el operacional con más bajo ruido de voltaje de mercado, 0,85 nV/Hz^.5, que es el ruido que produce una resistencia de 40 Ohm a temperatura ambiente. . Entonces por lo que entiendo ciertos operacionales son mas susceptibles al ruido por diseño, y este LT1028 es un Op Amp de precision de alta velocidad de ultra bajo ruido segun su hoja de datos. El problema es que para tenerlo tendria que pedirlo a estados unidos a la empresa Linear Technology, a un costo de $5.75 dolares, que no es tanto.

He escuchado sobre las muestras gratis, saben si todas las empresas hacen esto o es solo a empresas?

Ademas en proteus este LT1028 amplifica mejor con el primer diseño como se ve en la imagen.

Creen que estos 3mV son causados por el integrado lt1078 y desapareceran con el LT1028?

Gracias por su ayuda
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18/12/2012 #8


Probablemente, el problema de tu circuito es que la corriente de bias de la entrada no inversora no tiene conexión a masa sino através del propio operacional, coloca una resistencia a masa en este terminal y tu problema desaparecerá, el valor óptimo es el paralelo de las resistencias de realimentación, quizás ahora veas claro porque, en este caso, conviene que tengan un valor elevado, ya que la impedancia de entrada pasará a ser la resistencia que coloques.

Otras sugerencias que nadie te hace hasta que es tarde...
  • Desacopla la alimentación, es necesario colocar una capacidad de entre 0,1uf y 1uf entre los terminales de alimentación del operacional y masa, estas capacidades han de colocarse lo más próximas posibles al integrado, si la alimentación es simple sólo necesitas una capacidad. Parece una tontería, pero no desacoplar adecuadamente el operacional genera todo tipo de sucesos 'paranormales'.

  • Si deseas una ganancia variable no coloques el potenciómetro entre la salida y la entrada del operacional, al hacer esto provocas que al variar la ganancia varíe también el ancho de banda, piensa que el día de mañana puedes querer alterar el ancho de banda o compensar el amplificador y la primera opción es colocar una capacidad en paralelo con esa resistencia.


---------- Actualizado después de 10 minutos ----------

Ezavalla, si lees con atención el comentario que hice, verás que ambos estamos totalmente de acuerdo.

Las resistencias han de ser del mayor valor posible, posible significa que sea realizable.
06/04/2013 #9

Avatar de -Mooys-

Esos 3mV parasitos, problematicos y persistentes
Saludos.

El problema es el mismo apesar de haber pasado un tiempo. Tengo una placa de un amperimetro (1ra y 2da imagen) de donde saco una señal en mV, que viene de un transformador de corriente. Esta señal la obtengo de este encapsulado que se ve en la imagen a razon de 0.7mV por ampere aprox. Este "sensor" no tiene problema ya que si me entrega la señal.
La otra parte del cto. es el amplificador X10 de esta señal (para obtener 7mV por ampere), que he armado de dos diferentes maneras con el integrado LT1078 como se ven en la 3ra y 4ta imagen.El amplificador funciona bien en proteus como al parecer en fisico.

Las alimentaciones del amperimetro y del amplificador son independientes, es decir, una fuente para cada una, solo se comparte la GND y negativos.
El problema viene cuando conecto o enciendo la fuente del amplificador, ya que de tener los 0.7mV (al pasar 1 ampere AC por el transformador de corriente) pasan a 3.8mV aproximadamente, he intentado deshacerme de estos 3mV de ruido o intererencia en la entrada del amplificador pero no lo he logrado. El problema no desaparecio cuando pase el cto. a placa (perforada), ni cuando coneto a tierra la entrada mediante una resistencia de 10MΩ hasta 1kΩ, aunque si varia este voltaje pero no mucho.

Tienen alguna idea de que puede ser?, Alguna sugerencia se agradecera mucho.

Gracias por la ayuda
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