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[讨论] 关于多通道采集卡的输入级

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一粒金砂(初级)

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发表于 2020-1-11 09:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

求教:

    最近在做一个64通道采集的板卡,输入端首先接入电压跟随器(OPA4187),然后通过两级模拟开关(MUX508),输入ADC(ADS8691),调试过程中发现,电压跟随器在输入悬空的时候,输出会飘,有时会达到电源电压。

    现在先到的解决方法是在输入端和GND之间加一个大电阻(10M以上),但是效果总归比不上运放本身的输入阻抗(10G以上),所以想请教一下大家,此类问题,还有没有别的解决方式,既能保证大输入阻抗(10G以上),又能保证输入级悬空时输出为0。

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maychang

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发表于 2020-1-11 11:30 | 显示全部楼层

“调试过程中发现,电压跟随器在输入悬空的时候,输出会飘,有时会达到电源电压”

运放输入端不能悬空,这应该是常识。



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maychang

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发表于 2020-1-11 11:33 | 显示全部楼层

“此类问题,还有没有别的解决方式,既能保证大输入阻抗(10G以上),又能保证输入级悬空时输出为0”

恐怕是没有。

你的运放输入阻抗达到10G欧,在运放输入端增加任何元器件都无法达到这么高的阻抗。



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maychang

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发表于 2020-1-11 14:44 | 显示全部楼层

一定要在输入端增加元器件 “保证输入级悬空时输出为0”,用个小继电器使输入端短路到地,或许可行。

继电器触点断开时电阻相当大,可能满足你的要求。但触点会增加输入端的输入电容,频率较高时此电容不可忽略。



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一粒金砂(初级)

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 楼主| 发表于 2020-1-12 10:41 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2020-1-11 14:44 一定要在输入端增加元器件 “保证输入级悬空时输出为0”,用个小继电器使输入端短路到地,或许可 ...

谢大佬解答。

还想问一下,像34401这样的台式万用表,在10V以内测量范围时,手册上的写的输入阻抗能达到10G以上,是怎么做到的?

点评

我不知道台式万用表内部电路是如何做到输入电阻10G欧的。猜测10G欧是直流电阻,而不是在任何频率上都是这么大。 另外我还猜测很高输入电阻的直流电压表在输入端使用了RC低通滤波,而且串联电阻相当大,并联的电容  详情 回复 发表于 2020-1-12 11:10
只要输入端联接了信号源,且信号源电压幅度不超过运放电源电压范围,该路必定可以正常工作。输入端悬空,那就一定没有联接信号源。 输入端悬空,可能有危险。从运放同相输入端到信号端子的导线如果比较长且暴露在  详情 回复 发表于 2020-1-12 11:06
我弄不大明白你为何要 ”输入级悬空时输出为0“。 你的电路,每个输入端均有电压跟随器。各跟随器输出经模拟开关选择,送ADC。那么某一路跟随器输出 ”飘“ 就让它飘去吧,并不会影响其它各  详情 回复 发表于 2020-1-12 10:58


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maychang

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发表于 2020-1-12 10:58 | 显示全部楼层
心火烧 发表于 2020-1-12 10:41 谢大佬解答。 还想问一下,像34401这样的台式万用表,在10V以内测量范围时,手册上的写的输入阻抗能达 ...

我弄不大明白你为何要 ”输入级悬空时输出为0“。

你的电路,每个输入端均有电压跟随器。各跟随器输出经模拟开关选择,送ADC。那么某一路跟随器输出 ”飘“ 就让它飘去吧,并不会影响其它各通道。而这一路输入悬空,必定是这一路没有信号源,也就是不使用这一路。



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maychang

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发表于 2020-1-12 11:06 | 显示全部楼层
心火烧 发表于 2020-1-12 10:41 谢大佬解答。 还想问一下,像34401这样的台式万用表,在10V以内测量范围时,手册上的写的输入阻抗能达 ...

只要输入端联接了信号源,且信号源电压幅度不超过运放电源电压范围,该路必定可以正常工作。输入端悬空,那就一定没有联接信号源。

输入端悬空,可能有危险。从运放同相输入端到信号端子的导线如果比较长且暴露在外,极易受到环境中的工频干扰。干扰的幅度可能相当大,大到使运放输入端损坏的地步。通常极高阻抗的输入端都要加入低通RC滤波来防止干扰,同时避免器件因过强干扰而损坏。



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maychang

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发表于 2020-1-12 11:10 | 显示全部楼层
心火烧 发表于 2020-1-12 10:41 谢大佬解答。 还想问一下,像34401这样的台式万用表,在10V以内测量范围时,手册上的写的输入阻抗能达 ...

我不知道台式万用表内部电路是如何做到输入电阻10G欧的。猜测10G欧是直流电阻,而不是在任何频率上都是这么大。

另外我还猜测很高输入电阻的直流电压表在输入端使用了RC低通滤波,而且串联电阻相当大,并联的电容则比较小。低通滤波的时间常数也比较大,可达秒级。



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一粒金砂(初级)

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 楼主| 发表于 2020-1-12 11:42 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2020-1-12 10:58 我弄不大明白你为何要 ”输入级悬空时输出为0“。 你的电路,每个输入端均有电压跟随器。各 ...

是这样的,因为我做的是一个多通道采集卡,如果输出值不稳定,那上位机界面上显示出来的值也是不稳定的,一般客户要求在没有接入任何信号的时候,显示值为0,所以才想找个方法让输出稳定到0。

点评

“客户要求在没有接入任何信号的时候,显示值为0 ” 客户这样要求,那就要想办法做到。 客户可曾要求输入电阻1G欧?对输入电阻客户的要求是多少?  详情 回复 发表于 2020-1-12 19:15


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maychang

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发表于 2020-1-12 19:15 | 显示全部楼层
心火烧 发表于 2020-1-12 11:42 是这样的,因为我做的是一个多通道采集卡,如果输出值不稳定,那上位机界面上显示出来的值也是不稳定的, ...

“客户要求在没有接入任何信号的时候,显示值为0 ”

客户这样要求,那就要想办法做到。

客户可曾要求输入电阻1G欧?对输入电阻客户的要求是多少?



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