MF35_
发表于 2024-12-13 17:25:59
gia 发表于 2024-12-13 17:21
可以看到进入隔离器件和进入ADC,有压差的两端似乎都不需要和器件的电源或地有电路连接
AMC1200的输入信号在送进来之前已经有了共模参考,而AMC1200输出内部提供了偏置回路和共模参考,所以不用额外连接
luosifu
发表于 2024-12-13 17:57:10
gia 发表于 2024-12-13 17:21
可以看到进入隔离器件和进入ADC,有压差的两端似乎都不需要和器件的电源或地有电路连接
仔细看隔离器左侧电路。
另外,右侧电路是不完整的,这个电路意在表明器件的用法。
MF35_
发表于 2024-12-13 22:42:41
luosifu 发表于 2024-12-13 17:57
仔细看隔离器左侧电路。
另外,右侧电路是不完整的,这个电路意在表明器件的用法。
虽然不完整,但这个示意图的接法是没错的,隔离器输出端相当于接地的源,所以可以这样接
luosifu
发表于 2024-12-14 07:45:05
MF35_ 发表于 2024-12-13 22:42
虽然不完整,但这个示意图的接法是没错的,隔离器输出端相当于接地的源,所以可以这样接
明白您的意思,也大概知道楼主困惑的地方。一会我画几个特征性很强的图:lol
luosifu
发表于 2024-12-14 09:06:24
首先电压是什么?电压不是宇宙真理,电压是个相对量,两节串联的5号电池,头尾相接的点,相对于上面那个电池的正极是-1.5V,相对于下面那个电池的负极就是1.5V。以不同的参考点来看,同一个节点的电压是不一样的。电路图中常用GND这各标号表示一个公共点,这个GND未必真的接大地了,它只是一个公共的参考点,硬性的认为这个点就是0V,接电压表或者示波器的负端。实际上它是多少伏,对地多少伏,那都不一定。
再看一个普通运放的结构
运放两个输入端,IN+与IN-,是两个独立的放大器。输入端的差模电压(U+ — U-),就这个放大器而言,并不是U+与U-两个端点之间的电压,而是
U+ 对GND 的电压 (U+ — 0V),与U-对GND之间的电压(U- — 0V)之间的电压差。(U+ — 0V)— (U- — 0V)= U+ — U- ,这是一个简化出来的结果,而不是单纯的两端之间的电压。
前面之所以提到单BJT放大电路工作原理,就是不能把LM324这种普通运放当作完美理想的东西,它内部的结构决定了它的输入特性。
正负两个输入端是独立工作的,要让这个运放的正向输入端能正常放大信号,需要在IN+与GND端施加一个信号。要让负端正常工作,也要在负端与GND之间输入一个信号。因为运放内部的参考点就是图中的GND。无论是BJT运放还是JFET运放,它的各部电压都是以参考点电压为0计算的。
下面画一个和楼主想法接类似的电路,是一个电流检测电路的示意图。
虚线内是采样电路,外部电流红色或者绿色,不需要另外与采样电路的电源或者地连接,这里是不需要另外连接,而不是没有连接,因为采样电路内部,已经将两个串联的采样电阻R中点作为0点了。
再拓展下,一般运放需要双供电,V+,V-与0V,有时候单供电的电路用这种需要双供电的运放,要用1/2VCC作为运放的GND,原理是一样的。
我个人的而观点就是第一行所表述的,电压是各相对量,一定要有参考点作为基准。
下面是经典老旧仪表放大器AD620的示意图,楼主想想那个AD705J的输出为啥要接人的腿上?不是要采集人的心电哪,咋还给人输出了呢?而AD705J的输入又是什么?
MF35_
发表于 2024-12-14 13:33:25
本帖最后由 MF35_ 于 2024-12-14 13:40 编辑
luosifu 发表于 2024-12-14 09:06
首先电压是什么?电压不是宇宙真理,电压是个相对量,两节串联的5号电池,头尾相接的点,相对于上面那个电 ...
没错,运放(或差分放大器)输入端,必须提供偏置电流回路(回到参考点)的路径,如果运放输入端是接另一个运放的输出端,由于运放输入端内部有对参考点的回路,所以就不用接偏置电阻,如果是接一个高阻源,那么相当于偏置电流没有回路了,回导致偏置电流产生非常高的偏置电压而饱和。
差分输入端的偏置回路,和差分信号的共模参考,其实是一体两面的,如果差分信号有共模参考(这个参考必须和放大器的参考相同),偏置电流会通过差分信号源回流到参考点,如果差分信号没有参考(也即其参考和放大器的参考隔离),放大器就必须提供参考,比如端接偏置回路,这一方面是处于放大器的需要,另一方面是差分信号只存在与理论,实际电路中其无法脱离共模参考独立存在。当然,前提是信号对参考点的阻抗不能太高,否则依然会引起饱和问题。
忽略差分信号的共模参考,是初学差分电路的人常犯的错误。最后一个图中AD705的输出端接腿上,一是为了给共模信号提供参考,二是为了给仪表放大器提供偏置回路,其实这两个问题互为表里,看怎么理解了。
比如下面这个电路,输入电压Input和放大器的电源是隔离的,也就是它能够接收浮动的输入电压,但必须有U3的存在,否则电路无法工作,U3会迫使输入的浮动电压以Ref为共模参考,因此两个输入端的电压才能围绕Ref上下分布。
gia
发表于 2024-12-16 09:57:40
MF35_ 发表于 2024-12-13 17:25
AMC1200的输入信号在送进来之前已经有了共模参考,而AMC1200输出内部提供了偏置回路和共模参考,所以不用 ...
我觉得AMC1200输出不一定和电源或地有回路,万一输出还需要额外加别的参考,那不是冲突了
gia
发表于 2024-12-16 10:01:59
芯片内部的双端输入和双端输出,我觉得应该都不一定会和电源或地有连接。估计还是需要设计者自己去找地或其他参考来搭吧
MF35_
发表于 2024-12-16 11:25:52
gia 发表于 2024-12-16 09:57
我觉得AMC1200输出不一定和电源或地有回路,万一输出还需要额外加别的参考,那不是冲突了
不可能,只有浮动的输入,没有浮动的输出,只要器件是有源的,输出的就一定有参考,除非是变压器这种无源器件,才可以输出纯差分信号
gia
发表于 2024-12-16 17:37:54
做了个仿真:如果压差信号输出不接隔离芯片地,加外偏置;和压差信号输出接隔离芯片地或电源,也是加外偏置,两者输出是一致的。
是不是可以认为,对输出来说,其实外偏置才是最关键的
luosifu
发表于 2024-12-16 21:34:01
本帖最后由 luosifu 于 2024-12-16 21:37 编辑
图与文不符,没看到隔离器件在哪。
我不了解这个仿真器如何默认运放的GND,不过我看到示波器的GND是悬空的,它仍能输出稳定的图形,这在实际中不太可能出现。
不可以那样认为。你还是没转过那个弯:lol
如果没有V1,R9,R8,V3V4是无效,或者说不可预知的输入,具体为什么,前面坛友都已经解答过了。
V1,R9 ,可以认为是偏置,但它还起到了一个作用,就是给V3V4与GND之间建立起来了联系。我没有具体计算这个电路,不过从图中可以看出来,V1-R9-R7-V3-V4-R6-R8,以及运放输出端,已经构成了与GND相关联的电流回路,这样V3与V4就不再是最前面那种悬浮的无效输入了。
懒得算了,慢慢理解吧,别当真,我都是瞎说的……
量子隧道
发表于 2024-12-16 21:50:34
MF35_ 发表于 2024-12-16 11:25
不可能,只有浮动的输入,没有浮动的输出,只要器件是有源的,输出的就一定有参考,除非是变压器这种无源 ...
我前一阵子看CCD的光电子产生和电荷转移过程,着实把我看懵了一阵子。我想了半天才想明白那些MOS电容沟道里的电子是代表多少伏的电位。
gia
发表于 2024-12-17 09:15:23
本帖最后由 gia 于 2024-12-17 09:40 编辑
luosifu 发表于 2024-12-16 21:34
图与文不符,没看到隔离器件在哪。
我不了解这个仿真器如何默认运放的GND,不过我看到示波器的GND是悬空的 ...
仿真这个,主要是想验证输出跟芯片到底有无电的连接。顺带看能不能得到压差输入与运放输出的关系。
如有连接,如接地,不再接外偏置,运放无输出;如无连接,加外偏置,运放有输出。这样似乎可得出结论,和芯片内部接不接地关联性似乎不大,主要还是得靠外部偏置。
示波器负极不接,系统默认为接地。
luosifu
发表于 2024-12-18 08:04:46
gia 发表于 2024-12-17 09:15
仿真这个,主要是想验证输出跟芯片到底有无电的连接。顺带看能不能得到压差输入与运放输出的关系。
如 ...
明确的说,你得到的结论,表面上验证了你的想法,实则不然。
至于为什么,前面已经解释过了,你外加的那个偏置,给差模电压提供了GND参考点。
验证结论要做单一变量区别的对比实验,你认为重要的外部偏置是一个变量,但它也引入了GND,除非你能把偏置中的GND也给悬浮了,才能对比出单一条件变化对实验结果的影响。
gia
发表于 2025-2-9 17:05:01
某些环境下,比如隔离芯片,差分输入,不加偏置貌似好像也可以