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2011年10月27日(木) 21:49

ピーキー過ぎて無理だよ

 差動増幅回路を組む。

 18Ωと1KΩの組み合わせで、約55倍に増幅。1KΩには22pFを並列接続。
 ゼロ点補正は無しにして、AD797 と OP97 を差し替えて調査する。
 半固定抵抗は、+12Vを分圧して数十ミリボルトを作り出す。それを差動増幅する。要は、安定した電流でシャント電位差を検出し、基本的な増幅ノイズがどの程度のものか確認したい。見えているICクリップはシャント電位差を直接確認するための精密電圧計で、オシロのプローブは左側のピンに取り付ける。

 実際の電流は DC-DC コンバーターによりノイズっぽいから、増幅後も更にノイズが多くておかしくない。今回の試験はだから、本番ノイズの下限確認だ。つまり、その時点で使い物にならないほどノイズが多ければ話にならない。

 まずは OP97 のゼロ電流時。半固定抵抗を一杯まで回し、入力を両方ともGND短絡状態とする。ノイズは上下7〜8ミリボルトであり、ゼロ点からのズレも1ミリボルト程度しかない。

 次に、AD797 のゼロ電流。一見するといい感じだが、スケールに注意。こっちはDIVが5ミリボルトです。15ミリボルト以上も振れている。ゼロ点からのズレも、OP97 より多い。

 半固定を回してシャント電位差を増大させると、出力もそれに比例して滑らかに大きくなる。増幅率は、ほぼ55倍になっている。0.05ボルトが2.8ボルトあたり。これは0.01Ωに5アンペア流れた状態に相当するので、実用性が確認できれば本番のシャント抵抗に10ミリオームを採用可能。
 オシロ表示をACに切り替え、ノイズを拡大観察。まずは OP97 から。ゼロ電流時よりもノイズは多いが、それでもほぼ上下10ミリボルトに収まっている。すなわち、4.32Aなどと電流を3桁表示しても実用になるぐらいのノイズである。

 対する AD797 は、ACに切り替え表示する前の段階で不安定さがはっきり分かるほどの酷さ。上下150ミリボルトも振れていて、まるで話にならない。更に、長周期の蛇行まで確認された。
 OP97 と AD797 ではノイズの周期が異なるので、電源など外因性のノイズではない。

 発振防止コンデンサーの容量をピンポイントで適切な値にしたりすれば一気に安定するのかもしれないが、そういうアナログ的な調整を自分は信用し切れていない。環境変化でいつ狂うか分からないと思っている。オペアンプ初心者が使うには、AD797 はピーキー過ぎて難しい・・・ということにしておこう。
 いずれにしろ OP97 を使えば、電流検出は全く問題なく行えそうだ。

written by higashino [ファイバーレーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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