Mysteo

Формирование средней точки c помощью ОУ

47 posts in this topic

Mysteo    0
Posted (edited)

Здравствуйте! Мне необходимо оцифровывать 2 аналоговых сигнала который имее большую постоянную составляющую.

Кодненсаторами C5 и С2 я отделил постоянную составляющую и повторителем на ОУ добавил постоянку 1.65В.

Вопрос:
1. Можно ли формировать постоянку на одном операционнике или так как у меня два канала, то нужно использовать два операционника

2. Из каких соображений выбираются номиналы резисторов R2 и R10 ?

Я собрал в реале макет, вроде бы работает, но не знаю на сколько я верно все сделал.
image.png.427f531002177d2ae0a86fdf2875c4e7.png
   

Edited by Mysteo
Исправил опечатку в одном из слов

Share this post


Link to post
Share on other sites
BARS_    999
35 минут назад, Mysteo сказал:

так как у меня два канала, то нужно использовать два операционника

В даташите есть параметр взаимопроникновение каналов. Если устраивает - можно ставить один ОУ. Да и вообще мало понятно, на кой там ОУ нужен, если можно подать смещение прямо с делителя? А если ставить ОУ, то в нем и надо смешивать сигнал с постоянкой:

image.png.bcefd99e43179afceff9d6bd3cbdd88c.png

 

P.S.

Совет на будущее. Постарайтесь как можно меньше использовать "виртуальные " элементы при моделировании. Лучше ставить модели реальных элементов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
47 минут назад, Mysteo сказал:

Кодненсаторами C5 и С2 я отделил постоянную составляющую и повторителем на ОУ добавил постоянку 1.65В.

1. зачем?

2. куда дальше пойдут эти сигналы?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Опорное решение: компоненты для защиты RS-485

Компания Bourns анонсировала новую (4-ю) версию демонстрационной платы для тестирования защиты низковольтных слаботочных цепей от токовых перегрузок и импульсных перенапряжений, в частности, для защиты интерфейса RS-485. Мы собрали для вас всю самую интересную информацию по данной теме на одной странице.

Подробнее...

Mysteo    0
Posted (edited)
15 минут назад, v1ct0r сказал:

куда дальше пойдут эти сигналы?

Пойдут на микроконтроллер STM32L1 серии

15 минут назад, v1ct0r сказал:

1. зачем?

Если не добавлять постоянку , то тогда отрицательная часть амплитуды потеряется

 

20 минут назад, BARS_ сказал:

Да и вообще мало понятно, на кой там ОУ нужен, если можно подать смещение прямо с делителя?

Можно просто с делителя , просто прочитал в статье что лучше смещение задавать через ОУ. Вот статья http://www.platan.ru/shem/pdf/str10-14n.pdf  правда там смещение подается , как вы и говорили  на вход операционника.  

Переделал немного схему, добавил фильтр 1 порядка на 1кГц. 
Все равно не понимаю из каких соображений резистор R3 подбирается. 
image.png.aa3f89ce6d68658f48f03b27aac1514a.png

 

Edited by Mysteo

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
11 минуту назад, Mysteo сказал:

Пойдут на микроконтроллер STM32L1 серии

1. какой размах сигнала?

2. какой входной уровень "1" микроконтроллера? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Видео вебинара «Уникальный подход MORNSUN к разработке DC/DC-преобразователей. Что на выходе?»

На сайте КОМПЭЛ доступны материалы вебинара, посвященные последнему поколению DC/DC преобразователей с фиксированным входом R3 от MORNSUN. Вы можете посмотреть видеозапись, ознакомиться с презентацией и ответами на вопросы.

Подробнее...

Mysteo    0
Только что, v1ct0r сказал:

1. какой размах сигнала?

 

Размах сигнала от 4.5 до 7.5 В . 6В постоянка , 3В переменка получается

1 минуту назад, v1ct0r сказал:

какой входной уровень "1" микроконтроллера? 

Vref имеете в виду ? Vref 3.3V .
Или вы про цифровую единицу ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
2 минуты назад, Mysteo сказал:

Или вы про цифровую единицу ?

естественно

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Mysteo    0
Только что, v1ct0r сказал:

естественно

 

А зачем мне цифровая единица , если мне надо оцифровывать сигнал и на основании данных АЦП алгоритм действий составлять. 

Цифровая единица у микроконтроллера > 0.4 Vdd . То есть 1.5В примерно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
2 минуты назад, Mysteo сказал:

мне надо оцифровывать сигнал и на основании данных АЦП

форма сигнала какая?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Mysteo    0
Posted (edited)

 

1 час назад, Mysteo сказал:

image.png.aa3f89ce6d68658f48f03b27aac1514a.png


Моя схема на реальном девайсе не работает из-за 100кОм R4 , если я хочу аналоговый фильтр сделать, то мне нужен первый каскад на повторителе сделать, а потом уже аналоговый фильтр добавлять ?

И так остался открытым вопрос из каких соображений R3 подбирается.

Edited by Mysteo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Yurkin2015    365
36 минут назад, Mysteo сказал:

каких соображений R3 подбирается.

Тут два критерия.

1. R3 должен быть гораздо больше, чем выходное сопротивление источника сигнала, чтобы сигнал не ослаблялся значительно.

2. По R3 протекает входной ток ОУ, поэтому R3 должен быть небольшим, чтобы падение напряжения на нём было гораздо меньше, чем 1.65В

Например,  выходное сопротивление источника сигнала равно 100Ом. При подключении R3 получается делитель напряжения входного сигнала. Пусть допускаем 0.1% ошибки, значит R3 должен быть больше 100Ом * 1000 = 100кОм.

Входной ток ОУ пусть равен 10нА. При R3=100кОм падение напряжения на нём будет1мВ, то есть на входе ОУ будет 1.649В. Ошибка меньше 0.1%, если устраивает, то так и оставляем R3=100кОм.

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
Posted (edited)

@Mysteo на мой взгляд не нужен там ОУ

вполне достаточно такого делителя

5ce8100fa36d6_-.thumb.jpg.03d7c82eb81d10295192d8c4b091199e.jpg

Edited by v1ct0r

Share this post


Link to post
Share on other sites
Mysteo    0

@v1ct0r

Ссылка на фото битая.

@Yurkin2015
Спасибо , на счет первого критерия я понимал, а вот по второму не догадывался

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
Только что, Mysteo сказал:

Ссылка на фото битая.

я менял картинку 

все нормально

Share this post


Link to post
Share on other sites
chip-chip    1534

Не с того боку зашли! Во первых - полоса частот сигнала? Постоянная составляющая плавает или стабильная? Выходное сопротивление источника сигнала? требования к долговременной стабильности вычитаемого напряжения? Без ОУ не обойтись. Но опять же - смотря какие требования. Может и делителя хватит. Но кроме делителя надо еще делать сумматор. Много допущений! На мои вопросы ответьте.

Share this post


Link to post
Share on other sites
v1ct0r    307
3 минуты назад, chip-chip сказал:

Без ОУ не обойтись

 

1 час назад, v1ct0r сказал:

на мой взгляд не нужен там ОУ

имелось в виду это

image.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
chip-chip    1534

Если взаимопроникновение сигналов не столь важно - хватит и одного. Только почитайте Хоровиц-Хилл "сумматоры на ОУ". Вы же складываете постоянку и переменку. Где ответы на мои вопросы?

Share this post


Link to post
Share on other sites
_abk_    161
Posted (edited)

Расчет неинвертирующего сумматора привожу. Чтобы исключить  влияние резисторов сумматора на входной сигнал (в случае высокого выходного сопротивления источника), следует в цепи сигнала поставить еще и повторитель (ОУ с высокоомным входом).

image.png.da0a15d5d8d9fb09f46ccf2e973cd776.png

Скрытый текст

 

Неинвертирующий сумматор формирует алгебраическую сумму нескольких напряжений не изменяя её знак.

На рисунке  приведена схема неинвертирующего сумматора, рассмотрим его работу:

Будем считать операционный усилитель идеальным (Iвх=0) и запишем уравнения для обоих входов ОУ из условия равенства напряжений на них:

Для неинвертирующего входа:

U1 = Uin1-I1*R1

U1 = Uin2-I2*R2

U1 = -I3*R3

Для инвертирующего входа:

U1 = -I4*R4

Uout = U1+Iос*Rос

Выразим все токи из первой системы:

I1 = (Uin1-U1)/R1

I2 = (Uin2-U2)/R2

I3 = -U1/R3

Т.к. ток через усилитель бесконечно мал, то I3=-(I1+I2), отсюда:

U1/R3 = (Uin1-U1)/R1+(Uin2-U2)/R2 (*)

Выразим токи из второй системы:

I4 = -U1/R4

Iос = (Uout-U1)/Rос

Т.к. ток через усилитель бесконечно мал, то I4 = -Iос, отсюда:

U1/R4 = (Uout-U1)/Rос

Выразим из этого уравнения U1:

U1*(1/R4+1/Rос) = Uout/Rос

U1 = Uout/(1+Rос/R4)

Подставив это выражение для U1 в уравнение (*), получим:

Если выполняется соотношение:  (**), то получаем:

Uout = Uin1*K1+Uin2*K2

K1 = R3/R1 и K2=R3/R2 — масштабирующие коэффициенты

При этом соотношение (**) называется условием баланса. Если его преобразовать, получим:

Rос/R4=R3/R1+R3/R2 — условие баланса

 

Реальный пример сдвига двухполярного сигнала с масштабированием в диапазон АЦП. Резисторы R13-15 не устанавливаются, ОУ с двухполярным питанием. Никаких разделительных конденсаторов и никаких ошибок вблизи нуля.

Сдвиг с масштабированием.png

Edited by _abk_
дополнил

Share this post


Link to post
Share on other sites
Mysteo    0

@chip-chip

 

Сопротивление источника сигнала 220 Ом . Постоянка стабильна. Полоса частот акустическая. 

Входное сопротивление АЦП несколько кОм

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)

На обычном делителе из резисторов опорное напряжение будет гулять, а вот по такой схеме оно будет четко стабилизировано

Screenshot_290.png

Edited by РадиоНастройщик

Share this post


Link to post
Share on other sites
IMXO    1498
24 минуты назад, РадиоНастройщик сказал:

а вот по такой схеме оно будет четко стабилизировано

шо правда? а это : термометр

по твоему как работает?

Share this post


Link to post
Share on other sites
IMXO    1498

да так ничего... на трех диодах твоя  опора уплывает на 6мВ на каждый градус , при входном сигнале амплитудой 100мВ , погрешность твоей стабильности сам посчитаешь или подсказать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
11 час назад, Mysteo сказал:

Размах сигнала от 4.5 до 7.5 В . 6В постоянка , 3В переменка получается

Оцифровать только надо, точная установка ровно 1.650 В не требуется

Гораздо важнее обеспечить стабильность средней точки во время оцифровки

Edited by РадиоНастройщик

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now