Opamp zwevende inputs werkt niet?

EgbertG

Special Member

Goedemorgen,

Met een aantal wikkelingen om een stroomtrafo wil ik controleren of er een stroom loopt - wisselstroom.

Met de scope meet ik 5 mV PP en dat leek me wel genoeg om een opamp schakeling zonder terugkoppeling mee uit te sturen.

Alleen ... dat werkt alleen blijkbaar als ik de - of + input aan ground
hang ... Waarom is dat?

Pe1jku
Robin F.

Golden Member

Een opamp zonder tegenkoppeling is zelden een goed idee....

Zonder je schema te zien lijkt het probleem in elk geval dat je signaal niet in het ingangsbereik van je opamp zit. Maar wat heb je nu precies aangesloten, en hoe?

Ook benieuwd wat er in al die chips zit? Kijk op Tiny Transistors!
EgbertG

Special Member

Dit is de schakeling. Eenvoudiger kan niet

Pe1jku
Sine

Moderator

Wat voor een opamp gebruik je hier?

Bij een klassiek ampje wil dit misschien nog wel lukken, maar bij iets met J-Fet ingangen is het kansloos.

Als stroomdetectie is het sowieso geen goed plan, je zult iets van een drempelwaarde moeten hebben, die is er nu helemaal niet.

EgbertG

Special Member

Ik gebruik zo'n ouderwetse LM741

Er loopt of 1 Ampere of helemaal niks en ik weet niet wat het minimale spanningsverschil moet zijn om de uitgang uit te sturen, maar 5 mV leek me wel voldoende.

Opamp als in verschilversterker, maar dan wel een relatie met de voedingspanning blijkbaar?

Pe1jku

Die 5 mV moet inderdaad voldoende zijn. Maar bij deze opzet staat de uitgang van de opamp in een tempo van 50Hz op en neer te dansen tussen +15V en GND.

De ingang van een opamp als deze is de basis van de ingangs transistors. Die hebben DC stroom nodig om te kunnen werken (klein beetje, maar toch). De ingangen moet je binnen hun common-mode bereik houden.

En dan heeft een opamp een versterking factor van 100000 of zo.
Met de eigen offset van 2 mV krijg je dus al 200VDC aan de uitgang (loopt vast tegen de voeding.

Dus eerst maar eens een boekje zoeken over Opamp theorie :) .

EgbertG

Special Member

Ja, dat realiseer ik me, maar het LED-je zal dat niet zo erg vinden.

Wat ik niet begrijp is dat het uitsluitend werkt als ik of de
+ of de - ingang van de OPAMP aan massa hang.

Maar met zeer hoogohmige fets als ingang krijg ik daar wel nu beetje gevoel bij - dank Sine.

Ik zei LM741 omdat de gebruikte OPAMP een FAKE TL082 is en beetje de slew
rate heeft van de generatie LM741.

Pe1jku

wow... de 741 heeft wel een zeker off-set. kan zijn dat die tegen het plafond blijft "plakken" als het ingansverschil niet groter is dan de offset.

tevens moet je voeding-deler weerstanden aan een van de inputs koppelen (bvb deler bestaande uit 2 keer 220kohm). de ingangen kunnen nu ergens zweven op een niveau waar de 741 niks mee doet..(en héél lui wordt :-) )

Op 20 januari 2021 12:59:06 schreef EgbertG:
[bijlage]

Dit is de schakeling. Eenvoudiger kan niet

Tuurlijk wel. Is al eerder aan de orde geweest. De stroom is 1A. Als je een aantal windingen rond een reedrelais wikkelt, zal dat aantrekken zodra er stroom loopt. Eigenlijk voor DC, maar tot 50Hz zal het relais dat nog wel kunnen volgen.

Sine

Moderator

Op 20 januari 2021 13:09:55 schreef EgbertG:
Ik gebruik zo'n ouderwetse LM741

Er loopt of 1 Ampere of helemaal niks en ik weet niet wat het minimale spanningsverschil moet zijn om de uitgang uit te sturen, maar 5 mV leek me wel voldoende.

Dat is het probleem niet, als er geen stroom loopt zijn de ingangen gelijk, het hangt er maar helemaal vanaf wat voor een uitgang de opamp dan maakt.

Je wilt 1 pootje een stuk (een paar mV) boven de andere hebben zodat je een zeker "uit" moment hebt.

Hmm. Mag ik vraagtekens plaatsen bij het statement '5 mV bij 1A'?

Aangezien 'garbage in' zelfs bij de beste opamp circuits 'garbage out' oplevert zou ik beginnen met dit even goed te checken.

1) Had je de scoop op 50 Ohm ingangsimpedantie staan toen je dit deed? Een stroomtrafo werkt alleen als stroomtrafo als je hem secundair belast.
2) Hoeveel mV meet je als er geen stroom loopt?
3) Hoeveel mV meet je als je de scoop probe op de gnd lead van de probe aansluit VLAKBIJ de plek waar je net hebt gemeten?

Een scoop plaatje zou natuurlijk helemaal mooi zijn.

Ben benieuwd...

EgbertG

Special Member

Ai ja .. ik moet bekennen dat ik niet stil heb gestaan bij het feit dat bij 0 V tussen de ingangen de OPAMP wel hoog kan staan .....

Eh dat kan ik in dit geval dan makkelijk met een condensatortje oplossen.

Hier de stroomtrafo en het ingangssignaal ( secundair stroomtrafo )
bij 1A

Pe1jku

In dit geval heeft de ingang van de opamp een bias stroom die de pins in gaat (NPN ingang), dat wil dus zeggen dat de opamp zijn pinnen intern naar massa zal trekken:

Het bereik waarin de 741 is gespecificeerd is minimaal ±12V bij ±15V rails, dat wil dus zeggen 3V van de rails. Dat doet dus vermoeden dat de opamp zonder externe emk om de poorten binnen dat bereik te houden naar de negatieve voedingsspanning zal driften.

Het zou om maximaal 500nA per ingang gaan, dus de stromen zijn niet heel groot en de spanning op de pin wordt daardoor erg lastig voorspellen. Een beetje achtergebleven flux kan betekenen dat de spanning er ook een andere kant op gaat.

Je zou voor de grap eens kunnen testen in welk bereik het werkt door een potmeter aan te sluiten op één van de pinnen en een 'sweep' te doen over de voedingsspanning.

Verder heeft kojazz ook goede punten over de stoommeettrafo zelf. Een condensator als belasting lijkt me geen goed idee, wat is er mis met een weerstand?

een weerstand over de secundaire van de trafo zetten heeft hier geen zin, het is geen stroomtrafo. Je opamp heeft spanning(sverschil) nodig, en alle stroom die door die weerstand loopt verkleint die spanning.

wat nodig is is de ingangsklemmen binnen de actieve zone van de op-amp brengen (halve voeding), met een delertje bvb, maar dat had ik al geschreven.

en dan nog nazien of de offset niet te groot is voor 5mV.

EgbertG

Special Member

Het ingangssignaal van 5 mV zit amper boven de threshold, want bij een 0,5A door de stroomtrafo is de "blokgolf" aan de uitgang afwezig en twijfelt de uitgang tussen laag en hoog.

Ik heb t nu opgelost door de uitgang capacitief uit te koppelen naar de LED, zodat alleen als die blok er staat de LED zal branden.

Is een stroomtrafo wat anders dan wat ik gebruikt heb? Ik heb natuurlijk gewoon een bestaande ontstoorspoel voorzien van een secundaire wikkeling.

Pe1jku

Je kan fig.12 uit AN-74 van National Semiconductor gebruiken. (Of Snoa654a van TI )
Met een opamp is de pull up niet nodig.

Deze schakeling geeft ook een blokgolf, maar heeft een gedefinieerde ingangsspanning en hysterese. Je kan spelen met de offset van de opamp, de hysterese, en de wikkelverhouding.

[Bericht gewijzigd door 575 op 20 januari 2021 19:54:43 (42%)]

EgbertG

Special Member

Hoe zou je eigenlijk een offset maken van een paar mV ....
gewoon met precisieweestanden?

Pe1jku

Er zit toch een offset afstel optie op de 741? Steek er gewoon een trimpot op:

Volgens de datasheet heb je hiermee 15mV trimbereik.

RTFM, RTFM!!!! :D

blackdog

Golden Member

Hi,

Hierbij een schema waarbij de opamp in ieder geval in de basis goed staat ingesteld.
Dat houd in dat met deze schakeling rekening wordt gehouden dat de ingangen mooi binnen het ingangs commonmode bereik blijven.
De trafo kan ook zonder de inkoppel condensator worden aangesloten door b.v. direct de trafo in serie met de +ingang te plaatsen op punt X.

Voor het eerste experiment zou ik het eerst proberen zoals hier afgebeeld.
Over R2 staat een kleine spanning, dit is rond de 10mV,en dit wodt bepaald door de weerstanden R1, R2 en R3.
Hier is dus voor ongeveer 10mV gekozen om de -ingang hoger dan de +ingang te brengen zodat je weinig last heb van de offset spanning van de gebruikte opamp.

Deze detectie schakeling doet het trouwens alleen voor positieve pulsen op de +ingang!
https://www.bramcam.nl/Diversen/Opamp-Stroomdetectie-01.png

De extra dioden in serie met de LED is omdat ik hiermee rekening hou met de uitgangs commonmode, niet alle opamps kunnen namelijk helemaal naar de - voeding komen,
hierdoor kan de LED niet helemaal uit gaan.

Met een dual comparator kan je een beter werkende schakeling maken zoals de LM393, en dan noemen ze het meestal een "Window Comparator"
De extra dioden kunnen dan weg blijven.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
EgbertG

Special Member

@Kruimel: je hebt gelijk! RTFM ...
Nu weet ik uiteindelijk alsnog hoe t werkt met die offset ingangen. Dank!

Toch met een R spanningsdeler, zo'n opamp trekt inderdaad niets weg, dus
dat kan dus met weerstanden.

Weer wat geleerd vandaag dankzij CO .... :)

Het is toch de echte TL082 geworden en dit is het nu geworden:

Pe1jku

Op 20 januari 2021 21:19:19 schreef EgbertG:
@Kruimel: je hebt gelijk! RTFM ...
Nu weet ik uiteindelijk alsnog hoe t werkt met die offset ingangen. Dank!

Toch met een R spanningsdeler, zo'n opamp trekt inderdaad niets weg, dus
dat kan dus met weerstanden.

Weer wat geleerd vandaag dankzij CO .... :)

Het is toch de echte TL082 geworden en dit is het nu geworden:

[bijlage]

De 10uF elco ontlaad zich direct over de diode als de uitgang nul volt wordt. Dat is best een zware belasting voor het IC

EgbertG

Special Member

Soms lees ik wel de datasheet en dat was omdat ik inderdaad met die 10uF via diode de uitgang kortsluit.

Die C is bij 50Hz ongeveer 300 ohm dus slordige 30 mA, maar in de datasheet las ik:

"Output Short Circuit Duration Continuous"

dus ik dacht ... dat kan ie hebben?

( strikt genomen gaat t om sink current ... maar is vast zelfde spec )

en als ik t bereken met de lading die ik in 20 ms laat afvloeien is het
5 mA ... piek hoger vermoedelijk... CxU-ixt .. de OPAMP blijft iig koud ;-)

Pe1jku

Op 20 januari 2021 12:59:06 schreef EgbertG:
[bijlage]

Dit is de schakeling. Eenvoudiger kan niet

Schakeling is te eenvoudig. Over de ingangen van de opamp moeten 2 dioden antiparallel geschakeld worden.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Het is toch de echte TL082 geworden en dit is het nu geworden:

8)7