差分测量电路05hz干扰问题请教

tigeroser · 发表于 2016-8-26 21:08:58

问题来源：
设计了一个差分电路测量母线电压，如图，母线电压Udc=Upo+Uon；

但是
Udc！=0时，测Uon的运放输出基本恒定，测Upo的运放输出有很大的波动，大约2V峰值的样子，

Udc=0时，Upo对对应的运放输出有波动，峰值大约1V，频率大约50hz。

偿试的办法：
焊一个空板，只焊运放这一部分，只要拿导线触在P O O N端子上，运放4输入端子上就会有50hz的干扰存在。即使只接线，不上电。

换了一个高精度的模拟电源，双15V的那种，问题还存在，

把前面1M的电阻从中间断开，即，不测量Udc了，则输出都正常。

换了芯片、电容、电阻都不管用，不知怎么解？？？

最大的困惑：
1：一个芯片上的两个运放，4个输入端子都存在波动（同相位的50hz）的情况下，怎么一个运放输出正常，一个输出有波动？？？
2：只要拿导线碰输入端P O N ，运放的输入就会有50hz的波动出现，这是什么情况
图示为电路图和干扰的波形图

diegoo · 发表于 2016-8-27 05:44:40

市电干扰

tigeroser · 发表于 2016-8-27 09:47:23

diegoo 发表于 2016-8-27 05:44
市电干扰

应该是，但，用示波器看运放的电源，没有这个干扰信号。换了个高精度的电源也不行

destiny、 · 发表于 2016-8-27 10:52:00

50Hz。。。

NJ8888 · 发表于 2016-8-27 11:02:58

可能你示波器地线也是浮空的

reflecter · 发表于 2016-8-27 11:06:53

这个电路仿真过？有点看不懂，衰减器？
Upo, Uno,最小，最大电压值多大？Udc多大？

tigeroser · 发表于 2016-8-27 20:33:58

NJ8888 发表于 2016-8-27 11:02
可能你示波器地线也是浮空的

示波器的地线接在双15V的地线上的

tigeroser · 发表于 2016-8-27 20:47:04

reflecter 发表于 2016-8-27 11:06
这个电路仿真过？有点看不懂，衰减器？
Upo, Uno,最小，最大电压值多大？Udc多大？

加减法电路Uout=(Up-Uo)16.5K/5M
Up-Uo最大270V

reflecter · 发表于 2016-8-28 09:55:29

tigeroser 发表于 2016-8-27 20:33
示波器的地线接在双15V的地线上的

+/-15V跟Udc是共地的吧？

eslab21 · 发表于 2016-8-28 12:15:23

母线电压是交流还是直流？和大地有没有联系？是浮空还是接地？

3DA502 · 发表于 2016-8-28 13:03:53

按道理，应该用抗共模的运放来做，两边输入阻抗相等

AD620

你的1M电阻有差别，分压不等的话，很容易把共模信号给、输出的

tigeroser · 发表于 2016-8-28 17:15:07

reflecter 发表于 2016-8-28 09:55
+/-15V跟Udc是共地的吧？

当然不是啊，Udc是母线电压，最大540V，运放电路只是双15V的

tigeroser · 发表于 2016-8-28 17:21:19

3DA502 发表于 2016-8-28 13:03
按道理，应该用抗共模的运放来做，两边输入阻抗相等

AD620

这个见解比较合理，1M电阻确实不是理想的
抗共模信号的运放？是平时说的差分用的运放吗？求理论支持

voild · 发表于 2016-8-28 17:43:03

C22,C47去掉看看？

tigeroser · 发表于 2016-8-28 19:52:24

voild 发表于 2016-8-28 17:43
C22,C47去掉看看？

去电容换成小容值的都试过了

reflecter · 发表于 2016-8-28 20:22:39

tigeroser 发表于 2016-8-28 17:15
当然不是啊，Udc是母线电压，最大540V，运放电路只是双15V的

问题多半出在你的测量方式上了
方便多上点图的？
Udc怎么得到Up,Un,Uo，+/-15V由Udc怎么变换得来

tigeroser · 发表于 2016-8-28 22:00:44

本帖最后由 tigeroser 于 2016-8-28 22:08 编辑

reflecter 发表于 2016-8-28 20:22
问题多半出在你的测量方式上了
方便多上点图的？
Udc怎么得到Up,Un,Uo，+/-15V由Udc怎么变换得来 ...

好像找到问题点了
只用一个空PCB板，电容运放都没有焊接，只把Udc接在P O点测量。
分压电阻1：与P相接的5个1M电阻
分压电阻2：与0相接的5个1M电阻

示波器的一端接在O上即Udc的负上，一端测量与P相接的5个电阻。。。。。结果发现，与P相接的5个电阻，除了第一个电压正常外，其它电阻连接处，都有波动，如图

感觉这个电路本身都有问题，Udc的电压是外接的，与33K的电阻都没有形成回路，不是传统意义上的加减法电路，就是说P O N的电压是独立的，不是相对于运放的地来说的

JQ_Lin · 发表于 2016-8-28 22:19:32

被吸引进来看05hz干扰的。

tigeroser · 发表于 2016-8-28 22:25:26

JQ_Lin 发表于 2016-8-28 22:19
被吸引进来看05hz干扰的。

这个周期基本上是20ms 不知道这个干扰怎么来的，已经去掉了能去掉的东西了

reflecter · 发表于 2016-8-28 22:43:08

tigeroser 发表于 2016-8-28 22:25
这个周期基本上是20ms 不知道这个干扰怎么来的，已经去掉了能去掉的东西了 ...

试试如下三个改进呢
信号与电源共地
减小降压电阻阻值
换用ios,ib更小的cmos运放，比如opa2174之类的

tigeroser · 发表于 2016-8-28 22:48:34

reflecter 发表于 2016-8-28 22:43
试试如下三个改进呢
信号与电源共地
减小降压电阻阻值

信号与电源共地？
是指把Udc负接在运放的地线上吗？

reflecter · 发表于 2016-8-28 23:59:34

tigeroser 发表于 2016-8-28 22:48
信号与电源共地？
是指把Udc负接在运放的地线上吗？

是的
突然想起来我们ADI的CN0218,500V共模电压，及电流检测的方案
http://www.analog.com/cn/design- ... l#rd-sampleproducts
预算充裕可以试下
分立的实现，我们再看看

eslab21 · 发表于 2016-8-29 08:22:14

如果母线与大地没有联系，那么有可能带有交流感应电压。如果示波器可以测量较高电压不妨用示波器看看母线电压是什么情况，是不是直流电压之外还有较高的交流共模电压。感觉这个电路太简易了，如果我设计这样的电路会考虑采用带隔离的放大器，强电和弱点接在一起既不安全也容易受共模干扰影响。

tigeroser · 发表于 2016-8-29 09:16:09

eslab21 发表于 2016-8-29 08:22
如果母线与大地没有联系，那么有可能带有交流感应电压。如果示波器可以测量较高电压不妨用示波器看看母线电 ...

看过母线电压，Udc目前用的是300V可调电源，看不出来有50HZ的干扰

tigeroser · 发表于 2016-8-29 15:55:48

reflecter 发表于 2016-8-28 23:59
是的
突然想起来我们ADI的CN0218,500V共模电压，及电流检测的方案
http://www.analog.com/cn/design-cent ...

推荐的方案估计不适合我们。
这个电路本身没有道理啊，Udc与运放的15V本身没有构成回路
奇怪的是别人的电路确实能用，也确实是这样用的

eslab21 · 发表于 2016-8-30 00:29:48

测量电路带交流干扰也是可能的，通常为了减少EMI，许多电源会采用Y电容。在这种情况下如果没有很好的接地那么机壳会有大约1/2的市电电压（对大地）。
可以用万用表测试测试各个电路对地是否有交流电压。

ilikemcu · 发表于 2016-8-30 09:06:17

电路输入部分那么多1M的电阻串联，想必是用来提高输入阻抗的吧，建议把这个换成运放做的电压跟随器，把跟随器的前端滤波做好，基本可以降低很多倍的干扰，至于跟随器的输出因为阻抗很低，是不容易被干扰到的，除非PCB走线很乱。

tigeroser · 发表于 2016-8-31 09:05:38

ilikemcu 发表于 2016-8-30 09:06
电路输入部分那么多1M的电阻串联，想必是用来提高输入阻抗的吧，建议把这个换成运放做的电压跟随器，把跟随 ...

不是吧这个电阻是用来串联分压的，就像加减法电路一样，只是直流电压比较高，要考虑电阻上的耐压值

ilikemcu · 发表于 2016-8-31 09:27:44

tigeroser 发表于 2016-8-31 09:05
不是吧这个电阻是用来串联分压的，就像加减法电路一样，只是直流电压比较高，要考虑电阻上的耐压值 ...

不是哦，如果是分压，那么运放的输入端之间咋没见电阻？如何分压？

tigeroser · 发表于 2016-8-31 10:41:28

ilikemcu 发表于 2016-8-31 09:27
不是哦，如果是分压，那么运放的输入端之间咋没见电阻？如何分压？

刚分析了一遍对应关系（之前能用的电路），确实是按照差分电路的原理来设计的，精度虽然不高，但基本是线性的
我也表示很好奇

差分测量电路05hz干扰问题请教

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