抄了个老外的0-10V/4-20mA电路，大家看看

zuu0 · 发表于 2016-8-10 16:17:30

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-10 16:22 编辑

我表示看不懂啊，，也有可能我电路抄错了，所以PCB一并发上来，大家看看，哪里要再测一下的，大家指出，我来测

这是E+E变送器上的电路，，所以基本不用怀疑电路不好或设计问题，这个基本上是这个行业的行业标杆，全球都在用。。他们还是批量生产的东西。。

中间拆掉的是运放

kydl2345 · 发表于 2016-8-10 16:36:45

本帖最后由 kydl2345 于 2016-8-10 16:39 编辑

这个原理图稍微调下位置看就顺一些

hyghyg1234 · 发表于 2016-8-10 16:39:12

楼主这是哪的电阻。

ziruo2002ab · 发表于 2016-8-10 16:40:06

本帖最后由 ziruo2002ab 于 2016-8-10 16:41 编辑

老外牛B啊，OrZ
在线分析了下，大概是
第一级滤波放大（sallen-key或者是multiple feedback），信号转成缓变的电压
第二级电压转电流，有一个附加运放用于提高4mA的抬高电流
最后一级扩流放大，同时可以抬高电压输出范围
运放采用tl系列是因为cmos运放的输入偏流小，引入的误差可忽略

bblythe2007 · 发表于 2016-8-10 16:49:07

这个电路要做等古大师分析了。

一天的蓝 · 发表于 2016-8-10 16:59:42

本帖最后由一天的蓝于 2016-8-10 17:11 编辑

输入一个2阶低通多重反馈滤波器，那两个电容非常重要；然后一级V-I转换 0~0.32175ma；第二级V-I转换提供0.08009ma偏置；不过考虑bc847的hfe 在这一级就是 0.0799~0.401 ma；最后一级扩流 3.98~19.97ma

powermeter · 发表于 2016-8-10 17:09:50

看不懂。

ilikemcu · 发表于 2016-8-10 17:29:34

对于这样的电路，我一直有个疑问：单电源给运放供电，运放输出0-10V时，真能到0V吗？就算是轨至轨的运放，也到不了0V，更无法保证接近0V区域的线性。而且从VCC端那2个串联的二极管分析，设计者也是知道规避这个非线性区的。

输入端引入3.3V经电阻分压给运放，这个方式不错，但是这个3.3V电源，以及2个分压电阻的温度系数的要求，就明显高了很多，普通电阻的话，温漂指数多半一塌糊涂了；若用精密电阻，成本就高了。

要抄袭，得花点心思，要不就是花成本。

voild · 发表于 2016-8-10 17:42:58

本帖最后由 voild 于 2016-8-10 17:50 编辑

电路结构是对的，但是右半部分比例电阻应该对换一下，比例也不对，请楼主再测测看。

673104326 · 发表于 2016-8-10 17:54:42

ilikemcu 发表于 2016-8-10 17:29
对于这样的电路，我一直有个疑问：单电源给运放供电，运放输出0-10V时，真能到0V吗？就算是轨至轨的运放， ...

温漂没有那么严重吧。

普通的厚膜电阻常规的阻值是100ppm，最坏的情况下50度范围内也就1%，如果使用1%的电阻，还没有两个电阻
自身精度匹配带来的误差大。

topmanly · 发表于 2016-8-10 18:31:23

学习一下

20061002838 · 发表于 2016-8-10 18:43:23

49.9k电阻画错了吧，应该是49.9R的

RAMILE · 发表于 2016-8-10 18:49:43

学一学........

三人行，则其善者而从之

一天的蓝 · 发表于 2016-8-10 19:11:43

ilikemcu 发表于 2016-8-10 17:29
对于这样的电路，我一直有个疑问：单电源给运放供电，运放输出0-10V时，真能到0V吗？就算是轨至轨的运放， ...

根据datasheet看最小50mv没问题，线性必定会差，同时导致输出0.08ma误差，需要校正；
这个运放的共模输入电压范围可以到负电源轨，确保第二级不会出问题，另外几个共模电压 2.5v< Vcm <13.5v；
那两个二极管是因为共模输入电压范围不到正电源轨，而不是因为非线性区；

voild · 发表于 2016-8-10 19:11:48

20061002838 发表于 2016-8-10 18:43
49.9k电阻画错了吧，应该是49.9R的

49.9应该对了

voild · 发表于 2016-8-10 19:16:23

这电路后面电压转电流的部分太啰嗦了， 4个电阻必须都得用低温漂的，外加三个运放和三个三极管两个二极管，老外真是有钱任性！

chengsong · 发表于 2016-8-10 19:22:05

学习一下

PCBBOY1991 · 发表于 2016-8-10 19:44:30

标记下。

klxx68 · 发表于 2016-8-10 19:56:05

一天的蓝发表于 2016-8-10 16:59
输入一个2阶低通多重反馈滤波器，那两个电容非常重要；然后一级V-I转换 0~0.32175ma；第二级V-I转换提供0.0 ...

输入为什么还有个245hz的pwm波控制啊，求解？

PCBBOY1991 · 发表于 2016-8-10 20:14:29

klxx68 发表于 2016-8-10 19:56
输入为什么还有个245hz的pwm波控制啊，求解？

估计是PWM转模拟量。

ilikemcu · 发表于 2016-8-10 21:19:57

673104326 发表于 2016-8-10 17:54
温漂没有那么严重吧。

普通的厚膜电阻常规的阻值是100ppm，最坏的情况下50度范围内也就1%，如果使用1% ...

误差可以通过PWM占空比两边放余量，也就是浪费一点两头的区间，降低实际分辨率，来实现误差纠正。
但是温漂就不是那么简单了，整个系统里，电阻有温漂，运放有温漂，而且系统是用运放驱动三极管，这个三极管的HFE的也是一个随温度变化非常大的参数，单单这个参数就足以把精度拉低很多了，举个简单例子，把输出电流调整到20mA，然后固定占空比，就算你的环境温度不变，以图上BC856这种微小封装的三极管的自身发热导致的温升，就足以让输出电流漂好多了，这个问题，我亲身经历过，记忆深刻。只是我用的是常见的S9012。但是原理一样的。换成达林顿管或者PMOS管，就可以把这个影响削弱到可以忽略不计。

这些各种温漂因素综合起来，最后的漂移结果会让整个产品的参数有非常大的离散性，不差钱的可以用低温漂精密电阻，但是问题来了，这些奇奇怪怪的特殊规格的电阻，一个个买齐，除非你做很大的批量，否则库存压力和将来的呆滞死帐风险就会大大增强，必须要考虑清楚哦。

这个电路，最难的就是温度性能，虽然楼主说是国际品牌就无须质疑，但是我还是持怀疑态度。而且老实讲，那个运放的PCB布线我并不觉得有国际大厂的风范，相反很山寨，那个运放的电源端的走线，从背面打过孔上来，完全应该先拉到那个贴片滤波电容，然后再拉线到运放电源端的，这种细节都没处理，可见一斑。

Forlevo · 发表于 2016-8-10 21:27:10

运放用的出神入化

STM_FPGA · 发表于 2016-8-10 21:32:15

嗯，电路实现的方法赞一个，

zuu0 · 发表于 2016-8-10 22:13:34

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-11 11:42 编辑

ilikemcu 发表于 2016-8-10 21:19
误差可以通过PWM占空比两边放余量，也就是浪费一点两头的区间，降低实际分辨率，来实现误差纠正。
但是温 ...

这个东西国内无法仿，因为它的传感器是特供的，专供它们家和西门子二家公司用。没有任何仿的价值，能看看的，或许有用的，就这部分电路。

673104326 · 发表于 2016-8-10 22:53:38

ilikemcu 发表于 2016-8-10 21:19
误差可以通过PWM占空比两边放余量，也就是浪费一点两头的区间，降低实际分辨率，来实现误差纠正。
但是温 ...

我觉得你还是放大温漂对电路的影响了，尤其是温度对输出三极管的影响。
三极管的确有温度系数，但输出的电流最终都是由电阻决定的。而非要说输出级三极管对输出电流的影响，那应该是流入到运放的基极电流，而因为温度对hFE的影响是正的系数，所以导致在三极管温度升高时基极电流反倒减少了，自然误差也就小了。

单纯在开环的情况下讨论精度或者温度的影响，意义不太大，电路中也没见零点或者满量程的调整，而在加入反馈控制后自然会降低这些影响因素对电路整体的影响。

LZ可以说说这个电路的整体控制环路，可能更有意义。

其实我一直想吐槽这个电路里电阻值选取，几乎一个电阻一个阻值，难道就不能尽量统一一下吗？应该也都用上了1%甚至以上的电阻，但看不出来是厚膜还是薄膜。

zuu0 · 发表于 2016-8-10 23:20:13

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-10 23:24 编辑

673104326 发表于 2016-8-10 22:53
我觉得你还是放大温漂对电路的影响了，尤其是温度对输出三极管的影响。
三极管的确有温度系数，但输出的 ...

就是一个变送器，传感器信号采集，转化成0-10和4-20mA线性输出。。。输入端接的是单片机，PWM输出。。我其实更好奇的是，他的单片机没有留出调试接口，难道不用调试。。。所以我好奇就抄了一下这部分。。。

不知道怎么调试出来的，还是批量生产，。他们的东西拿到任何一个计量院都可以通过。。这就是人家牛B的地方。。。。。用的电阻都好奇怪啊，阻值感觉都是我们不常用的，像非标一样

zuu0 · 发表于 2016-8-10 23:29:48

这种电路好像平时也很多人用，但是基本没有右下方这一部分。。。不知道这部分的作用

PCBBOY1991 · 发表于 2016-8-10 23:49:58

ilikemcu 发表于 2016-8-10 21:19
误差可以通过PWM占空比两边放余量，也就是浪费一点两头的区间，降低实际分辨率，来实现误差纠正。
但是温 ...

其实对于运放电源和滤波电容的走线我也是很纠结，平时布线我是按照你讲的那种方法，但是想一下，这个变送器用的方法也就是常犯的那种错误，相当于增加了滤波电容的引脚长度进而增加了电感量。
不知道这个增加的长度对于滤波的影响有多大。

xzhiwei · 发表于 2016-8-11 00:35:13

U点电压为0v时，前半段怎么分析？

Semiconductor · 发表于 2016-8-11 06:28:30

xzhiwei 发表于 2016-8-11 00:35
U点电压为0v时，前半段怎么分析？

运放9、10脚电压相等，2.46V。
那么PWM虑波电容端的电压为 2.46/（100+82.5）*82.5

ycping · 发表于 2016-8-11 08:20:48

学习一下。

xzhiwei · 发表于 2016-8-11 08:35:02

Semiconductor 发表于 2016-8-11 06:28
运放9、10脚电压相等，2.46V。
那么PWM虑波电容端的电压为 2.46/（100+82.5）*82.5 ...

U点电压为0，PWM处电容有电压，那么有没有电流流过82.5K的电阻？运放8脚电压是正还是负？

cyberjok · 发表于 2016-8-11 08:48:16

本帖最后由 cyberjok 于 2016-8-11 09:22 编辑

运放SPICE搞错了，，，还是用专用芯片好了，TI有，批量也不是很贵。。。

feiban001 · 发表于 2016-8-11 08:57:01

单片机5V供电，PWM范围0~100%。
PartD 构成的是4mA电流。输入为0V时，输出也有4mA。49.9K确实应该是49.9R ，电流镜比例1:50, （3.3/41.2K）*50 = 4mA。

其实精度、温飘都靠几颗精密电阻搞定了。尽管运放、三极管也有影响。

电流转换部分很常规的做法，集成IC也是一样的架构。这个精度不算很高吧，我用LM358做的相同架构，用着也很ok。毕竟工业应用，0.1%的精度已经很不错了，更重要的是可靠性。

所以，我更期待楼主将0~10V 和 4-20mA 后面到连接器的保护电路抄出来欣赏一下。

liguangqang · 发表于 2016-8-11 09:08:57

右下方那个电路应该是扣除3.3电压波动带来的影响

zuu0 · 发表于 2016-8-11 09:11:23

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-11 09:17 编辑

feiban001 发表于 2016-8-11 08:57
单片机5V供电，PWM范围0~100%。
PartD 构成的是4mA电流。输入为0V时，输出也有4mA。49.9K确实应该是49.9R ...

后面直接接到104L这个地方（看上面板子），，应该是一个TVS管和自保险丝吧

PartD不懂，没有这部分还能算算，加入这部分，不会分析了，但确实是0V输入，输出是4.01mA

mdd · 发表于 2016-8-11 09:19:15

记号，跟帖学习

liguangqang · 发表于 2016-8-11 09:20:12

第一级F/V 是设置了偏置的,中间级是扣除了VCC波动,加上扣除了3.3V波动, V/I 基本上精度只和R7电阻有关,输出是PNP不用输出0V

zuu0 · 发表于 2016-8-11 09:30:43

liguangqang 发表于 2016-8-11 09:20
第一级F/V 是设置了偏置的,中间级是扣除了VCC波动,加上扣除了3.3V波动, V/I 基本上精度只和R7电阻有关,输出 ...

指零点偏置吗，
应该没有偏置，这个是0-10V 和4-20mA同时输出的，随意切换，如果你设置了偏置，那0V就不对了。。这个我量过。0点PWM 245HZ，占空比99％输出0.00几伏

yat · 发表于 2016-8-11 09:36:28

进来学习学习

liguangqang · 发表于 2016-8-11 09:39:18

同向输入端分压接入,相对于VCC就是偏置电压.这个PWM才能输出0V

hy2515131 · 发表于 2016-8-11 09:40:32

专业IC也贴出来呗

zuu0 · 发表于 2016-8-11 10:06:18

cyberjok 发表于 2016-8-11 08:48
运放SPICE搞错了，，，还是用专用芯片好了，TI有，批量也不是很贵。。。

是的，我们也都是用专用芯片，，省事。。

电工手比较欠啊，看到别人的好东西，就想拆开看看。学习一下。我都是偷偷拆的，看完再装完回去

xzhiwei · 发表于 2016-8-11 10:10:50

zuu0 发表于 2016-8-11 09:30
指零点偏置吗，
应该没有偏置，这个是0-10V 和4-20mA同时输出的，随意切换，如果你设置了偏置，那0V就不 ...

输出0V时，pwm处电容电压和8脚电压分别是多少

tjjack · 发表于 2016-8-11 10:20:52

feiban001 分析的非常正确，输入电压为0是，靠partD部分的41.2K电阻输出4mA电流，如果U=10V，分压后为2.5V，(2.5/7.77)*49.9=16mA，16mA+4mA = 20mA

huike · 发表于 2016-8-11 10:22:29

电路不怀疑，但怀疑阻值标的不对

zuu0 · 发表于 2016-8-11 10:46:29

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-11 11:01 编辑

好吧，我好像懂了！！

右下角就是叠加了一个电流源  电流＝3.3/41.2

整个电路的电流输出就是（ Vin/7.77 +3.3/41.2）* 2.49 /49.9

0V时  电流＝3.99mA

10V时  分压后相当于 Vin＝2.5V 输出就是20.05mA

用叠加一个偏置4mA电流源的方法，好像没看过吧。。平时看到的都是怎么直接转4mA，然后调0点偏置电压

O啦！！我去分析前面PWM转0-10V去了

有个疑问，这个和供电关系大吗？？供电范围在多少？

QFLN · 发表于 2016-8-11 10:55:41

这个得好好学习下

登云钓月 · 发表于 2016-8-11 11:28:49

楼主把后面的保护电路也放上来让大伙学习学习

Semiconductor · 发表于 2016-8-11 12:27:28

xzhiwei 发表于 2016-8-11 08:35
U点电压为0，PWM处电容有电压，那么有没有电流流过82.5K的电阻？运放8脚电压是正还是负？ ...

1、82.5k电阻两端有压差，当然有电流流过
2、运放8脚是正电压(单电源供电自然不会有负电压

)，至于8脚电压到底是正多少伏，还真不好分析。

不过可以这样理解：
假如运放8脚后没有68R7电阻，那么8脚底电压应该是0V，但是单电源供电的运放就算轨至轨输出显然也输出不了0V，所以8输出的电压应该与运放失调电压相关。
这样也就能解释68R7电阻存在的意义了。

xzhiwei · 发表于 2016-8-11 12:50:56

Semiconductor 发表于 2016-8-11 12:27
1、82.5k电阻两端有压差，当然有电流流过
2、运放8脚是正电压(单电源供电自然不会有负电压 )，至 ...

问问基尔霍夫同不同意

myrgb · 发表于 2016-8-11 13:25:22

这个电路不知道能做到多大的分辨率，线性误差不怎么怎么样

llj1007 · 发表于 2016-8-11 13:28:43

看看大家的评论，学习下！

tang0571 · 发表于 2016-8-11 13:28:49

精度啥的不懂，运放电路还是看的懂的，还是比较不错的设计！！学习一下！

小溪 · 发表于 2016-8-11 14:15:20

一天的蓝发表于 2016-8-10 16:59
输入一个2阶低通多重反馈滤波器，那两个电容非常重要；然后一级V-I转换 0~0.32175ma；第二级V-I转换提供0.0 ...

考虑bc847的hfe 在这一级就是 0.0799~0.401 ma,请问hfe你是按多少值计算的？

小溪 · 发表于 2016-8-11 14:33:51

终于体会到行业标杆的设计内涵了，这个电路中虽然用了2个BC847和一个BC856，单纯独立分析时，会认为没有计算基极工作电流，近似认为Ic和Ie相等这会产生误差，但是经过分析，这部分会在最后一级扩流后抵消，这个电路没有问题，设计很巧妙，值得学习。
另外求第一级二阶滤波的2个电容参数？

gtrajtr · 发表于 2016-8-11 14:33:58

这种只用三极管输出的，受基极电流影响，会影响线性的，最多只能做0.x%的精度，
要想做到0.0x%，必须用mos，或mos+三极管

另外，用分立器件做，还要加上精密的基准电压、低温飘电阻的成本，那还不如直接用XTR系列的集成IC了

小溪 · 发表于 2016-8-11 14:40:17

小溪发表于 2016-8-11 14:33
终于体会到行业标杆的设计内涵了，这个电路中虽然用了2个BC847和一个BC856，单纯独立分析时，会认为没有计 ...

计算不做整理了，附图片吧，比较乱，就乎看吧，哈哈

zuu0 · 发表于 2016-8-11 14:45:15

小溪发表于 2016-8-11 14:40
计算不做整理了，附图片吧，比较乱，就乎看吧，哈哈

看的头晕，不过好厉害

电容参数没工具测，一直想买一个什么表来测电容。。

alias · 发表于 2016-8-11 15:10:39

电路用用无防，但精度就别说了。电路中三个晶体管的基极电流，都造成了误差，而且大小是不恒定的，特别是输出管的IB，要标定补偿也不能。这误差远远大於温度的影响，所以讨论温度误差意义不大。

liulingang_1205 · 发表于 2016-8-11 15:48:25

VCC = 14.75V 是怎么定义的？是不是12V供电也可以正常工作

alias · 发表于 2016-8-11 16:18:22

小溪发表于 2016-8-11 14:33
终于体会到行业标杆的设计内涵了，这个电路中虽然用了2个BC847和一个BC856，单纯独立分析时，会认为没有计 ...

>>近似认为Ic和Ie相等这会产生误差，但是经过分析，这部分会在最后一级扩流后抵消，这个电路没有问题

对於误差能否真能抵消一说，做了仿真，在输出4~20mA时的误差，是40~120uA，是否算是误差抵消，那就见仁见智了。仿真下的表现，晶体管或运放都不是原先所用，表现上可能有别。

ppdd · 发表于 2016-8-11 16:50:12

本帖最后由 ppdd 于 2016-8-11 16:55 编辑

二极管下来的两个电阻: 2.49K 49R9

youkebing · 发表于 2016-8-11 17:06:55

我认为这个电路的精度在电阻和放大器的温度系数上，但不知道怎么分析这个温度系数造成的影响

redroof · 发表于 2016-8-11 17:08:13

alias 发表于 2016-8-11 15:10
电路用用无防，但精度就别说了。电路中三个晶体管的基极电流，都造成了误差，而且大小是不恒定的，特别是输 ...

你说的很对。
最后一级应当使用MOS管，而不是三极管。不然三极管的基极电流就是误差。
而且这个误差还没法消掉，因为三极管的放大倍数并不是固定值！

youkebing · 发表于 2016-8-11 17:12:24

redroof 发表于 2016-8-11 17:08
你说的很对。
最后一级应当使用MOS管，而不是三极管。不然三极管的基极电流就是误差。
而且这个误差还没 ...

本来没意识到，听你一说，的确是怎么回事

mainbp · 发表于 2016-8-11 17:27:07

xzhiwei 发表于 2016-8-11 12:50
问问基尔霍夫同不同意

和你有同样疑问

mainbp · 发表于 2016-8-11 17:50:14

alias 发表于 2016-8-11 16:18
>>近似认为Ic和Ie相等这会产生误差，但是经过分析，这部分会在最后一级扩流后抵消，这个电路没有问题

对 ...

请问原图中，U输出0V，运放8脚电压为多少？

alias · 发表于 2016-8-11 18:32:58

mainbp 发表于 2016-8-11 17:50
请问原图中，U输出0V，运放8脚电压为多少？

这个问题该由楼主来答。

ilikemcu · 发表于 2016-8-11 20:05:25

liulingang_1205 发表于 2016-8-11 15:48
VCC = 14.75V 是怎么定义的？是不是12V供电也可以正常工作

14.75V应该是15V电源电压的实际输出，这个有0.25V的误差，实属正常。
用12V可以工作，但是会降低输出阻抗，因为在20mA满量程输出时，作为一般常规的500欧姆阻抗负载上，就有10V的压降了，剩下2V的余量，不够其它器件上产生的压降只用，这样输出负载阻抗就做不到通常的500欧了。

ilikemcu · 发表于 2016-8-11 20:09:05

alias 发表于 2016-8-11 15:10
电路用用无防，但精度就别说了。电路中三个晶体管的基极电流，都造成了误差，而且大小是不恒定的，特别是输 ...

我前面就说了，但是很多人觉得无所谓，我作为在这个上面栽过跟头的人，深有感触，不过这样的应用电路，在网上，在本论坛多了去了，也不知道这些作者是否实际测试过。

有人分析说是有这个Ib的补偿，模拟电路的补偿不好做啊，不知道他们是如何分析出来的，而且我觉得与其用不确定的高离散型模拟电路做补偿，不如直接用PMOS或者达林顿管替代更方便。

xzhiwei · 发表于 2016-8-11 20:18:16

之前叫楼主测那个电压是为了验证前部分电路是否正确。最后的三极管的目的应该该是为了使输出共地

fengyunyu · 发表于 2016-8-11 20:45:48

电路高手很多，学习

475627406 · 发表于 2016-8-11 21:12:55

24.9K电阻上电流=49.9电阻上电流。看懂这里，其他都不是问题了。
BC857C hFE 是420～800，标定后影响也不大

Semiconductor · 发表于 2016-8-11 21:48:40

xzhiwei 发表于 2016-8-11 12:50
问问基尔霍夫同不同意

问了，基尔霍夫不同意，他说此时运放8脚应该吸收电流，不过显然它又吸不了。
所以，我又想到了一个新的解释:其实你说的那点电压本身就输出不到0V，总会高那么一点。
换个说法，当运放8脚输出到达极限低时，继续提高PWM输入电压，运放不乐意干活了。

不知道以上分析是否说的通。

另外，我想知道运放8脚后的那个小电阻的作用，有没有大神能够点拨？

alias · 发表于 2016-8-11 21:53:55

本帖最后由 alias 于 2016-8-11 22:06 编辑

>>24.9K电阻上电流=49.9电阻上电流。看懂这里，其他都不是问题了。

74楼打错了，是压降，不是电流。应为：

2.49K电阻上的压降=49.9电阻上的压降，看懂这里，其他都不是问题了。

redroof · 发表于 2016-8-11 21:55:33

475627406 发表于 2016-8-11 21:12
24.9K电阻上电流=49.9电阻上电流。看懂这里，其他都不是问题了。
BC857C hFE 是420～800，标定后影响也不大 ...

hfe不是常数！
随着电流和温度，它会变的！
没得标定！

Semiconductor · 发表于 2016-8-11 22:06:09

xzhiwei 发表于 2016-8-11 12:50
问问基尔霍夫同不同意

终于明白你为何叫我问基尔霍夫了，我最开始的电压分析是错误的，电路错看成82.5k电阻接在运放9脚了，见笑了，抱歉。

ilikemcu · 发表于 2016-8-11 22:51:34

redroof 发表于 2016-8-11 21:55
hfe不是常数！
随着电流和温度，它会变的！
没得标定！

他的意思,这个三极管的HFE很大,400-800的样子,可以忽略Ib了。这个样子怎么做0.1%的精度呢？

redroof · 发表于 2016-8-11 23:39:50

ilikemcu 发表于 2016-8-11 22:51
他的意思,这个三极管的HFE很大,400-800的样子,可以忽略Ib了。这个样子怎么做0.1%的精度呢？ ...

我从来不认为楼主要忽略ib。明显ib的影响比千分之一大多了啊！
最多按常温的hfe来校准一下ib的影响吧。但我确实不知道hfe随温度变化的曲线是什么样的。我没见任何手册写过这种特性，万一温度变了hfe升高一倍怎么办？
唉，换个mos不是啥事都没了…

weiwei4 · 发表于 2016-8-12 07:19:48

学习下，这电路不错

zuu0 · 发表于 2016-8-12 08:19:51

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-12 08:33 编辑

redroof 发表于 2016-8-11 23:39
我从来不认为楼主要忽略ib。明显ib的影响比千分之一大多了啊！
最多按常温的hfe来校准一下ib的影响吧。但 ...

电路板工作温度： -10...50°C，，，工业用用，没那么高精度，0.5％就已经很好了

你们都讨论到高精度去了。越讨论要求越高了。。

zuu0 · 发表于 2016-8-12 08:47:57

mainbp 发表于 2016-8-11 17:50
请问原图中，U输出0V，运放8脚电压为多少？

U为0V时，实测0.01V

8脚电压为 0.008V

这个68.7是我实测的，，电阻上标的应该是68.1

这部分电路我是看不懂了，就是等你们的分析了，我也不知道有没有画错，觉的有问题，可以看看上面实际的PCB图，

dianyuan · 发表于 2016-8-12 08:49:51

redroof 发表于 2016-8-11 23:39
我从来不认为楼主要忽略ib。明显ib的影响比千分之一大多了啊！
最多按常温的hfe来校准一下ib的影响吧。但 ...

ib的影响理解错了吧,假设hfe按500标定，ib的影响不会是1/500=0.002，而是实际hfe和标定之间差值才会影响输出。
假设实际hfe为400，则输出误差=1/400-1/500=0.05%而已。

小溪 · 发表于 2016-8-12 08:58:28

alias 发表于 2016-8-11 16:18
>>近似认为Ic和Ie相等这会产生误差，但是经过分析，这部分会在最后一级扩流后抵消，这个电路没有问题

对 ...

仿真中2905和2222的放大倍数是多大呢？

dianyuan · 发表于 2016-8-12 09:02:21

zuu0 发表于 2016-8-12 08:47
U为0V时，实测0.01V

8脚电压为 0.008V

电路应该没什么问题，第一级就是一个减法器和反相二阶滤波电路，“+”端的3.3V和“-”端的PWM信号按电阻比例相减，
当pwm输出0附近时，运放输出端为10V. 68.7电阻的作用我理解为输出限流用，防止10v输出短路时损坏运放。

redroof · 发表于 2016-8-12 09:28:41

dianyuan 发表于 2016-8-12 08:49
ib的影响理解错了吧,假设hfe按500标定，ib的影响不会是1/500=0.002，而是实际hfe和标定之间差值才会影响 ...

没错，这就是我说的啊。

但是你在哪里看到厂家给你保证hfe的变化范围或者温度系数吗？？我真的没见过这种保证～
万一它从400变到200或者变到800怎么办？
现在早就不是拿晶体管搭放大电路的时代了，如果你需要用到hfe的真实范围，赶紧换方案吧～
而且，你怎么知道常温下这个管子的hfe？？一个一个测好了再焊上去吗？或者板上留个测ib的位置？？
何苦啊。。。

dianyuan · 发表于 2016-8-12 09:38:51

redroof 发表于 2016-8-12 09:28
没错，这就是我说的啊。

但是你在哪里看到厂家给你保证hfe的变化范围或者温度系数吗？？我真的没见过这 ...

你想复杂了吧，又或者是你要求精度太高？正如楼上说的只是要求0.5%的精度，不是0.1%或者更高。

zuu0 · 发表于 2016-8-12 09:43:17

dianyuan 发表于 2016-8-12 09:02
电路应该没什么问题，第一级就是一个减法器和反相二阶滤波电路，“+”端的3.3V和“-”端的PWM信号按电阻 ...

输出公式怎么样。。把滤波去掉，按普通减法器算，不是还要加上这个+极的电压么。。怎么出来0V的呢。。

ilikemcu · 发表于 2016-8-12 10:14:12

我了个去，只要0.5%的精度，居然上这么高端的运放

我本以为这么高大上，起码也要0.1%甚至0.05%这样的精度吧
我用LM358和5%精度的普通电阻，4-20mA输出另外搭配1个25ppm的电阻，都能做到0.2%（30度温差，也就是楼主标注的-10～50度，在20度标定，两个极端温度时的整体误差不超过0.2%，0-10V输出一个精密电阻器件都不用的）

peecehood · 发表于 2016-8-12 10:25:16

我用AD694，貌似方便许多。

redroof · 发表于 2016-8-12 10:35:43

ilikemcu 发表于 2016-8-12 10:14
我了个去，只要0.5%的精度，居然上这么高端的运放我本以为这么高大上，起码也要0.1%甚至0.05%这样 ...

就是啊。
0.5精度用这么复杂的东西完全是牛刀杀鸡

。
前面很多地方已经想办法提高了精度，还有数字PWM调节，最后输出级用个很差的，宣布“我只要0.5精度”
只需要0.5精度完全不用微调不需要校准就能做到～～

dianyuan · 发表于 2016-8-12 11:03:07

zuu0 发表于 2016-8-12 09:43
输出公式怎么样。。把滤波去掉，按普通减法器算，不是还要加上这个+极的电压么。。怎么出来0V的呢。。 ...

滤波去掉，按普通减法器算。
PWM为0时就是个同相放大器，放大倍数=(26.1+82.5/26.1)=4.16, "+"端输入电压=100/（100+33.2）=2.477，
所以PWM为0时运放输出=4.16×2.477=10.306.
PWM信号的反相放大倍数为-82.5/26.1=-3.161.
所以PWM信号平均值为0.096时，运放输出=0.096*-3.161+10.306=10.002.

zuu0 · 发表于 2016-8-12 11:09:12

本帖最后由 zuu0 于 2016-8-12 11:27 编辑

redroof 发表于 2016-8-12 10:35
就是啊。
0.5精度用这么复杂的东西完全是牛刀杀鸡。
前面很多地方已经想办法提高了精度，还有 ...

好吧，0.5％，我只是说说的。我自己用的是XTR111。为了精度我每个都要去校准。。很累，所以想看看别人批量生产的东西是怎么做的

以我对这个行业的了解，精度0.5％已经很好了，能做到0.1％，那这个东西就可以翻10倍的价格了。。前面传感器精度一般达不到，后面输出做再高的精度也是没有意义的。

老外用料比我们用的好，人家也是有道理的，毕竟工业产品，一定要稳定，5年 10年都不会坏！ 1000多的东西，也不在乎这几块钱的成本。。用老外的东西，感觉就是 “ 稳定”。。

这个电路还是有很多还是值的学习的吧。。

ppdd · 发表于 2016-8-12 11:29:41

小溪发表于 2016-8-11 14:33
终于体会到行业标杆的设计内涵了，这个电路中虽然用了2个BC847和一个BC856，单纯独立分析时，会认为没有计 ...

求1脚的电压; 或 15K两端个的电压?

Semiconductor · 发表于 2016-8-12 11:30:18

zuu0 发表于 2016-8-12 08:47
U为0V时，实测0.01V

8脚电压为 0.008V

和我75楼的分析符合

ppdd · 发表于 2016-8-12 11:51:22

dianyuan 发表于 2016-8-12 11:03
滤波去掉，按普通减法器算。
PWM为0时就是个同相放大器，放大倍数=(26.1+82.5/26.1)=4.16, "+"端输入电 ...

叠加定理!

一天的蓝 · 发表于 2016-8-12 12:17:47

硬件保证的精度本来就1%以内，想太复杂了吧大家；
原因有4：
1. bjt的ib会变，ic 0.1~10ma，ib变化4%，那就按照20%分析够不够；不要说温度，给出的Ic-Dc gain 图连测试温度都没标；
2. 输入pwm幅度变化，必须有个好稳压器；
3. 单电源运放，输出0v的问题；
4. 滤波器仅2阶；
另外：
1. ib变化20%给输出的贡献才不到0.05%；除了3.3v，pwm幅度和41.2k电阻要求绝对精度，其它的只是要求相对精度看的是匹配，看的温度系数一致；
2. 68.1 电阻是为了增大相位裕度，防止容性负载振荡；
3. 输出0~10v对应输入pwm平均值 3.251~0.075v，对应98.5~2.27%；
4. 楼主 2阶滤波器那两个电容到底测不测了；

总之 3.3v 准了，电阻一致性好了，0.5%没问题；bjt换mos重新校准，误差减小0.05%，工业用的东西换个试试？

zuu0 · 发表于 2016-8-12 12:21:19

一天的蓝发表于 2016-8-12 12:17
硬件保证的精度本来就1%以内，想太复杂了吧大家；
原因有4：
1. bjt的ib会变，ic 0.1~10ma，ib变化4%， ...

电容不测了，，没有工具。。。也不去测了，这也只是看看，实际不会用这种电路

PWM 在0V时，实测是99％正占空比

ppdd · 发表于 2016-8-12 13:03:39

( ⊙ o ⊙ )啊！
刚看完, 看懂; 就不讨论了!

抄了个老外的0-10V/4-20mA电路，大家看看

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