Схема Сопряжения

[NicAS]

Измеряемый вольтовый сигнал изменяется в пределах от 15 до 42 В, мне нужно его преобразовать, чтобы он изменялся в пределах от 0 до 5 В.

На рисунке показана схема сопряжения, которая уменьшет диапазон изменения сигнала в 8,4 раза - на входе от 0 до 42, на выходе от 0 до 5.

Но мне нужно сначалы вычесть от входного сигнала 15 В, потом полученный диапазон (0...27 В) разделить на 5,4.

Как делить я знаю: R12/(R11+R10) = 5,4. Но как предварительно вычесть 15 В? Т.е. если на входе схемы 15 В, то на выходе должно быть 0 В. Причем ОЧЕНЬ желательно, чтобы если на входе 0...15 В, то на выходе всегда был 0, т.е. не было отрицательного значения.

Как это можно осуществить?

Изменено 11 мая, 2007 пользователем NicAS

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[NPI]

Очень просто - на инв. вход первого опера через резистор 100ком подаём -15в (или -7,5в через резистор 50ком), т.е. из первого опера делаем сумматор. Чтобы на выходе схемы не было отрицательных напряжений, из второго опера надо сделать точный выпрямитель, для этого включаем в разрыв между вых. второго опера и резистором ОС 100ком диод, анодом к выходу, катодом к резистору. Выходной сигнал снимать с катода диода.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[NicAS]

NPI, спасибо!

Я собрал схему как Вы сказали (если я правильно понял), промоделировал:

1. вход 42 В, выход 5 В

2. вход 15 В, выход 0 В

3. вход 0...<15 В, выход >0 В.

Первые 2 пункта меня устраивают, но в 3 случае я хотел бы получить 0 В на выходе.

На рисунке показан случай, когда на вход подано 2 В, на выходе - 2,006 В, а нужно 0 В:

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[NPI]

Да, ошибся При таком напр. на входе второй опер имеет отрицательное напр. на выходе, диод заперт и на выход схемы проходит напр. с первого опера... Надо включить ещё один диод анодом к инв. входу второго опера, катодом к его выходу. Вот теперь будет работать!

[NicAS]

Что-то хуже стало :

1. вход 42 В, выход 19,45 В

2. вход 15 В, выход 0 В

3. вход 0 В, выход 1,904 В

В первом пункте на выходе должно быть 5 В.

Изменено 12 мая, 2007 пользователем NicAS

[NPI]

Видать, плохо объяснил - второй диод включается непосредственно между инв. входом и выходом опера, а не впослед с резистором ОС 100 ком. Это стандартная схема точного выпрямителя, везде описана.

[strannicmd]

мне нужно сначалы вычесть от входного сигнала 15 В,

Последовательно с R12 стабилитрон на 15В (до резистора). Между R12 и стабилитроном резистор на корпус. Всё. Изменено 12 мая, 2007 пользователем strannicmd

[NPI]

Последовательно с R12 стабилитрон на 15В (до резистора). Между R12 и стабилитроном резистор на корпус. Всё.

Это первое, что приходит в голову, но в аналоговой технике так не принято . И потом, это не точно работает: разброс параметров стабилитрона, зависимость напр. от протекающего тока, температурный коэфф. и пр... Нее, не наш метод

[strannicmd]

разброс параметров стабилитрона, зависимость напр. от протекающего тока, температурный коэфф. и пр...

Можно выбрать нужный по параметрам стабилитрон. Можно поставить управляемый стабилитрон (431). Можно по Вашей схеме на первый ОУ на неинвертирующий вход подать соответствующее смещение.

[NicAS]

strannicmd, спасибо за участие! Стабилитроны у меня использованы в цифровой части схемы - на выходе АЦП 5 В преобразуются в 12 В для коннектора DB9:

-15 В у меня нет, но зато есть эталонн в 5 В на выходе интегрального стабилизатора 78L05. Я подсмотрел схему входного усилителя и принцип подсоединения положительного напряжения взял оттуда:

В итоге получилась такая схема:

(на входе 15-42 В, а не 5-42 В)

А с выпрямителем я не стал заморачиваться: если входное напряжение сильно меньше 15 В, то датчик неисправен, если немного меньше - можно подкрутить подстрочный резистор

Изменено 12 мая, 2007 пользователем NicAS

[NicAS]

Возникла еще проблема - я хотел бы, чтобы 1-й ОУ использовался для смещения напряжения (15 В в 0 В, 42 В в 27 В) и установки нуля. Если использовать для смещения +15 В, то проблем нет, но если использовать +5 В - не получается:

Как нужно подсоединять +5 В, чтобы уменьшить сигнала на выходе на 15 В?

[131959G]

Набросал маленькую схемку в воркбенче.

Левой батарейкой задавал от 15 до 42.

Вольтметр меряеет в зависимости от положения подстроечника ну например от

-0,8 до -5,8

(типа еще одного инвертора не достает и воркбенч не плавно регулирует)

Может поможет.

Мне кажется чтобы сдвинуть 15...42 в 0...5 нужен делитель 22*R1 и 5*R2, а потом крути как хочешь.

Изменено 12 мая, 2007 пользователем 131959G

[NicAS]

Спасибо, 131959G! Сейчас построю, посмотрю что получится...

[131959G]

Спасибо, 131959G! Сейчас построю, посмотрю что получится...

Главное делитель на входе и ОУ по схеме повторителя (он делителю никогда мешать не будет, у нег Rвх. запредельное)

Считаем:

При 15, на выходе делителя (15/27)*5;

При 42 ------------ (42/27)*5;

Диапазон - ((42/27)*5) - ((15/27)*5)=(5*(42-27))/27 = 5 ( нужный 5-0=5)

Может нелинейность будет, надо проверить.(но вообщето всегда ровно было)

Изменено 12 мая, 2007 пользователем 131959G

[NicAS]

Выложте, пожалуйста, файл .EWB

На схеме я вижу только 1 подстроечный резистор - он отвечает за масштабирование? А как подстраивается ноль?

Еще я вижу 2 напряжения: +/-12 В - от куда их взять, если из 2-х контактов DB9 (rs232), то напряжения не будут точными, погрешность 10%.

У меня на схеме есть эталонное напряжение +5 В - его можно для смещения использовать?

[Martin]

На схеме я вижу только 1 подстроечный резистор - он отвечает за масштабирование? А как подстраивается ноль?

За масштабирование (деление на 5,4) отвечает резистивный делитель на входе (22к и 5к), а переменный резистор подстраивает вычитаемое напряжение (2,78В).

[NicAS]

Ясно. Теперь у меня есть 2 схемы:

На входе 25.8 В, на выходе должно быть (25.8-15)/5.4=2 В

2-я схема на основе предложенной 131959G, только в место делителя я использовал подстроечный резистор, т.к. в универе говорят, что делитель не достаточно точный.

Схема 1

вход 15 В, выход 1.4 мВ

вход 42 В, выход 5.003 В

Схема 2

вход 15 В, выход 4.914 мВ

вход 42 В, выход 5 В

Какую посоветуете выбрать схему?

Когда во 2-й схеме использовал делитель, погрешность была еще больше, хотя как в реальности будут вести эти схемы я не знаю.

[131959G]

NicAS

Все что написано ниже - это только мое мнение и оно может быть ошибочным.

В универе конечно видней, но я для точности измерения постоянных напряжений доверяю только

РЕЗИСТОРАМ. Если Вы примените резисторы типа С5-25В1, то скорее всего по температурной стабильности они легко обойдут другие элементы схемы.

Основа моей схемы ИМЕННО ДЕЛИТЕЛЬ из ВЫСОКОСТАБИЛЬНЫХ ДВУХ РЕЗИСТОРОВ и трогать и видоизменять его НЕ НАДО(это самое главное).

Все остальное в схеме будет только МЕШАТЬ делителю делить исходное напряжение и это мешание

необходимо свести к минимуму (поэтому ОУ охвачен ООС на ВСЮ КАТУШКУ).

Для этого необходимо два условия:

1. Источник сигнала для делителя должен иметь внутреннее сопротивление РАВНОЕ НУЛЮ.

Если зто не так, то это сопротивление нужно учитывать.

2. Входное сопротивление схемы подключаемой к выходу делителя должно стремиться к БЕСКОНЕЧНОСТИ.

Если это не так, то это сопротивление нужно учитывать.

Я Вам высказал только свой взгляд на Ваши вопросы.

Какую Вам строить схему и чем ее питать решайте сами.

Конечно Вам не надо входить в противоречия с универом.

Успехов.

P.S. Я в EWB и рисовал, но EWBу своему не верю (глючный он у меня какой то или я не умею им пользоваться)

и .EWB не сохранил (он мне не нужен, главное то делитель, а рисовал чтобы Вам показать - ВОТ)

Изменено 13 мая, 2007 пользователем 131959G

[NicAS]

1. Источник сигнала для делителя должен иметь внутреннее сопротивление РАВНОЕ НУЛЮ.

Если зто не так, то это сопротивление нужно учитывать.

2. Входное сопротивление схемы подключаемой к выходу делителя должно стремиться к БЕСКОНЕЧНОСТИ.

Если это не так, то это сопротивление нужно учитывать

Это все параметры датчика, выдающего измеряемый вольтовый сигнал?

Тогда вот такая схема, с делителем:

Лучше?

Т.к. схема выдает 0...-5 В, а мне нужно 0...+5 В, что лучше - поставить еще 1 инвертор, или поменять местами входной и общий вывод АЦП?

[131959G]

Эксперементируйте.

Совет:

Не увлекайтесь высокоомными резисторами вокруг ОУ.

Это надо делать только когда это действительно необходимо.

Воркбенч Вам это простит, а вот некоторые "живые" ОУ могут и не простить.

С АЦП я знаком весьма поверхностно, т.ч. извиняйте.

Изменено 13 мая, 2007 пользователем 131959G

[Martin]

Т.к. схема выдает 0...-5 В, а мне нужно 0...+5 В, что лучше - поставить еще 1 инвертор, или поменять местами входной и общий вывод АЦП?

Нужно ставить еще один инвертор.

[131959G]

Эксперементируйте.

Совет:

Не увлекайтесь высокоомными резисторами вокруг ОУ.

Это надо делать только когда это действительно необходимо.

Воркбенч Вам это простит, а вот некоторые "живые" ОУ могут и не простить.

С АЦП я знаком весьма поверхностно, т.ч. извиняйте.

В догонку файл в помощь:

RASCHDEL.rar

[NicAS]

Спасибо большое!

Выбираю конденсатор: на схеме показано, что он должен быть полярным (т.е. 1 сторона обознаена "+"), 100 мкФ, 16 В. Я нашел конденсатор: http://www.chip-dip.ru/product0/233807239.aspx , он полярный или нет?

Изменено 19 мая, 2007 пользователем NicAS