运放放大倍数实际测量和设计值差异较大，请大伙分析看

wpy

用的LM2904用于电流采样，设计电路放大倍数48倍，单实测的放大倍数平均在44倍，差异较大不明白原因，请教熟悉运放的坛友。
理论计算是Vo = 47.76 * Vi + 1.194。运放电路中采用的电阻都是1%的，偏差应该不是电阻造成的。
以下是万用标测得的数据，电流1A时放大倍数偏低应该是因为LM2904不是Rail-To-Rail运放，输出摆幅不够
电流（A）        采样电阻电压(mv)        运放输出电压(V)        放大倍数
0        0        1.22        —
0.21        12.1        1.76        44.62809917
0.25        14.52        1.86        44.07713499
0.3        17.33        1.986        44.20080785
0.35        20.28        2.114        44.08284024
0.4        23.26        2.241        43.89509888
0.45        26.13        2.363        43.74282434
0.5        28.97        2.499        44.14911978
0.55        32.26        2.623        43.49039058
0.6        34.68        2.755        44.26182238
0.65        37.67        2.886        44.22617467
0.7        40.53        3.001        43.94275845
0.75        43.2        3.16        44.90740741
0.8        45.97        3.27        44.59430063
0.85        49.53        3.408        44.17524732
0.9        52.53        3.555        44.45079002
0.95        55.6        3.68        44.24460432
1        58.36        3.72        42.83755997

peteryzm

放大倍数太大，你看一下运放的开环增益图

zpywz

在程序里做个10段放大倍数修正,然后分段校准.

wpy

peteryzm 发表于 2020-6-25 05:52
放大倍数太大，你看一下运放的开环增益图

你指的是Open-Loop Gain and Phase vs Frequency么？
我是在静态时测量的，即使动态，也是1KHz以下，影响应该不大的。

wpy

zpywz 发表于 2020-6-25 07:11
在程序里做个10段放大倍数修正,然后分段校准.

现在主要是想搞明白为何实际值和理论值差很多。我想到的时输入失调电压，输入失调电压是固定的吧？如果是它的影响，应该是随着输入变大，放大倍数应该是逐渐减小的吧？

ziruo2002ab

假货吧？没有道理。
前级信号源输出阻抗是什么样子的？其实你的电路图少了很多东西，包括芯片的供电是正负还是单极都没写

qq325600

2mv 的失调电压 放大48倍后  也有0.1V的偏差了.

wpy

前级信号源是个50mR的合金电阻，放在H桥的下臂功率管源极和电源地之间。运放供电是5V单端供电。

elec2000

R1电阻有影响，你在运放的同相端测做为输入电压看看

peteryzm

wpy 发表于 2020-6-25 07:26
你指的是Open-Loop Gain and Phase vs Frequency么？
我是在静态时测量的，即使动态，也是1KHz以下，影响 ...

你可以换一个精密一点儿的运放试一试，
应该是pin2pin的

xuekcd

先用AD8629试试看

ziruo2002ab

把负极供电接到-5V再试一下。
或者用一个true rail-to-rail input的运放试一下

wpy

谢谢大家，我端午后换运放看看吧。

t3486784401

如果5v不稳，例如也和电流有耦合，就会这样吧

wye11083

qq325600 发表于 2020-6-25 07:59
2mv 的失调电压 放大48倍后  也有0.1V的偏差了.

不光这一个问题，你要看到lz用了5个电阻，哪怕都是1％的电阻，最大误差也可以到7％去了。所以这电路不标定完全没法用。

qq335702318

绝对是PCB布线的问题
跟原理图没有关系

cheng-8yang

等问题结果。

locky_z

用测量数据反推得到的公式是44.5*Vin+1.2104

,和LZ理论上的Vo = 47.76 * Vi + 1.194有相差.
但通过标定,全范围误差也不算大.不过就是要进行标定.

估计
1.运放输入端的偏置电流会引入一些误差,等效上拉了一个几M的电阻.也因此影响了放大倍数
2.运放的失调电压影响了后面那个固定偏移系数.
试一下用单电源精密运放(小于100nv级别的失调,pA级别的偏置电流)替换试一下,可能能接近理论值.

peteryzm

刚才重新看了一下这个电路，你用叠加原理分析，实际上采样电阻的电压是有衰减进运放的3脚的，你把这个衰减算出来，估计和你的测试结果是一致的

locky_z

peteryzm 发表于 2020-6-25 13:00
刚才重新看了一下这个电路，你用叠加原理分析，实际上采样电阻的电压是有衰减进运放的3脚的，你把这个衰减 ...

LZ的放大系数47.76 已经考虑了这个200K影响, 就是48* 200/(200+1)=47.76

wpy

wye11083 发表于 2020-6-25 10:37
不光这一个问题，你要看到lz用了5个电阻，哪怕都是1％的电阻，最大误差也可以到7％去了。所以这电路不标 ...

R5只是输出的缓冲，对于输出电压影响可以忽略，R2、R4是同一批次的电阻，所以即使偏差1%，也不会对结果造成2%的偏差
这个路中所有电阻用1%误差的电阻，最坏情况造成的偏差应该在5%以内吧？当然具体咋算的，我也不清楚？
要不哪位坛友有空帮算一下理想运放情况下，电阻R1、R2、R3、R4均有1%误差引起的总最大误差？

wpy

locky_z 发表于 2020-6-25 12:54
用测量数据反推得到的公式是44.5*Vin+1.2104

,和LZ理论上的Vo = 47.76 * Vi + 1.194有相差.

谢谢支持

wye11083

wpy 发表于 2020-6-25 13:36
R5只是输出的缓冲，对于输出电压影响可以忽略，R2、R4是同一批次的电阻，所以即使偏差1%，也不会对结果造 ...

你量量r1，r2的端电压，r3，r4的端电压（一定要对地，要3位小数的）再评估。你这么高的倍数一不小心就漂没影了。精密仪表都用的精密电阻。

xunke

1、你是这个同相比例放大器，不过有点问题：如果用单电源供电的话，R1的接法可能有误，改为下图
      
2、电流采样最好用差分放大器

huntaway

楼主换用TL072试试，也许是LM2904输入阻抗太低造成的问题

hall

不是电阻误差的原因。
应该还是输入级的影响，你可以试试没有R1上拉的时候，误差是不会有这么大的。
也可以直接用FET输入级的运放，应该也会好很多。

BOBOD3610

换成金属封装低温票铂电阻