Я использую инструментальный усилитель AD8226 в качестве предварительного усилителя в цепи, в которой используется датчик кислорода на микротопливных элементах для измерения содержания кислорода в потоке газа. Предварительный усилитель сконфигурирован в однополярном режиме с питанием 5 В. Резистор усиления был выбран, чтобы дать усиление ~ 80.
Выходной сигнал усилителя затем передается через активный фильтр нижних частот и в АЦП микроконтроллера, но я не думаю, что это имеет отношение к проблеме. Все, что здесь обсуждалось, было сделано с выходом предусилителя (узел O2_PRE на диаграмме) с плавающей и подключенным только к мультиметру.
При тестировании этой схемы с датчиком я обнаружил, что усиление было хорошим и линейным - вплоть до определенной точки, где усиление снижалось (эта точка находилась на входе около 20 мВ / выход 1,6 В).
Чтобы устранить любые проблемы с датчиком, я заменил датчик делителем напряжения, состоящим из фиксированного резистора и многооборотного линейного блока:
С резисторной сетью я наблюдал ту же проблему (см. Ниже график зависимости выхода усилителя).
Для дальнейшего устранения любых проблем с окружающими цепями я подключился непосредственно к AD8226, используя мой источник питания bechtop в качестве VCC. Даем схему видно здесь:
Это показало то же поведение, что и на этом графике:
(«материнская плата» относится к выходу, когда делитель напряжения используется для управления исходной цепью, усиление «макета» немного ниже, поскольку я использовал резистор усиления 630R)
В спецификации AD8226 указывается размах выходного напряжения от 0,1 В до + VS-0,1 В в однополюсном режиме. Я измеряю выходной сигнал с помощью высококачественного мультиметра (т.е. с высоким импедансом), хотя я наблюдал те же результаты, когда я добавил нагрузочный резистор 20 К. Я повторил результаты с несколькими устройствами AD8226.
Может кто-нибудь объяснить, почему усиление будет падать выше дифференциального входа ~ 20 мВ, учитывая, что мне кажется, что я хорошо остаюсь в выходных пределах?
Ответы:
Скорее всего, нарушение синфазного напряжения. Смотрите рисунок 15 таблицы. К сожалению, он не дает ограничений для одного источника питания, но показывает, что ограничения синфазного и выходного напряжения идут рука об руку.
Действия, которые могут решить вашу проблему:
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Как отметил Дейв Твид, в техническом описании есть информация о синфазном и выходном диапазонах напряжения для одного источника питания. См. Рис. 13 на стр. 10 таблицы (ваш случай - синяя треугольная область). Ваш синфазный вход практически заземлен, поэтому, как только ваш выход превысит 0,7 В, предел будет превышен, и ваше устройство не будет работать, как указано. Это произойдет, даже если вы измените Vref на 2,5 В: выходной предел будет 3,2 В, чтобы синфазное входное напряжение земли стало недействительным.
источник