Как сместить напряжение и растянуть диапазон его изменения на всю шкалу АЦП?

[Kirasinov]

Измеряемый сигнал меняется от 5 до 5,15 Вольт .  Как перед АЦП сместить нижний уровень сигнала в ноль (0 вместо 5 В  ) и ЛИНЕЙНО растянуть 0,15 Вольт  на диапазон 0..5 В   или на 0 .. 5,15 В   ? 

[Реклама]

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

[Soundoverlord]

Ток постоянный или переменный? Привязан ли к 0 (к массе)?

[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

[Kirasinov]

Постоянное напряжение, всего будет 2 таких канала один из которых  привязан к  GND, а другой нет 

[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

[Yurkin2015]

5 часов назад, Kirasinov сказал:

 Как перед АЦП сместить нижний уровень сигнала в ноль (0 вместо 5 В  ) и ЛИНЕЙНО растянуть

Получается надо вычесть 5В и разницу 0.15В растянуть до 5В. Значит Кусиления  5/0.15 = 33 примерно.

Берём обычный дифф. усилитель на ОУ, у которого по два входа "+" и "-".  На одну пару входов подаём входное 5.00 ... 5.15В напряжение, на вторую пару опорное +5В, которое вычитается из входного.

Как на картинке. Батарейка не привязана к земле.

При напряжении батарейки ВАТ=5В на выходе 0В, при ВАТ=5.15 на выходе 4.95В, всё линейно.

[Kirasinov]

Я  вижу на схеме  только одну пару входов у этого ОУ,  "+"  и  "-". Что имелось ввиду ?

[kirill111990]

На одну пару делителей наверно имелось в виду, для 2ух каналов собрать 2 экземпляра.

[Kirasinov]

И зачем R1 c R5 соединены параллельно, R5 почти не повлияет на результат  соединения 

[Yurkin2015]

R2(+) , R3(-) входы для измеряемого напряжения.

R1(+), R4(-) входы для напряжения 5В, которое будет вычитаться из измеряемого.

[Kirasinov]

зачем R1 c R5 соединены параллельно, R5 почти не повлияет на результат параллельного соединения ?

[Yurkin2015]

47 минут назад, Kirasinov сказал:

R5 почти не повлияет

Очень даже влияет, его влияние усиливается в 33 раза, так что "мал золотник, да дорог".

Изменено 20 декабря, 2017 пользователем Yurkin2015

[Kirasinov]

В схеме  R5 стоит параллельно R1, те это не делитель 330/10, а просто параллельное соединение двух резисторов.  Смысл пока не могу понять.

 

 

R_общ=(330*10)/(330+10)=9,71 k   

Изменено 20 декабря, 2017 пользователем Kirasinov

[Yurkin2015]

33 минуты назад, Kirasinov сказал:

Смысл пока не могу понять.

 

Конечно, два параллельных резистора просто заменяются одним без проблем. В моей схеме нарисованы оба для лучшего понимания, как работает схема.

Если сможете найти резистор R1 на 9.71к, то ставьте его, а R5 просто выкиньте.

Другое дело, с практической точки зрения, проще взять точные резисторы всего двух номиналов с сотношением где-то 1:33, например 10к и 330к, и получить готовую схему, причём третий точный резистор с кривым номиналом получается просто путём параллельного соединения первых двух.

Но если подбор резисторов не составляет труда, то вот так выглядит идеальная схема.

[Soundoverlord]

2 часа назад, Yurkin2015 сказал:

Берём обычный дифф. усилитель на ОУ

Вот поэтому я и спрашивал привязан сигнал к 0. Если да, то придется развязать.

[Yurkin2015]

1 минуту назад, Soundoverlord сказал:

придется развязать.

Схема работает нормально, даже если любой из концов источника привязан к земле, по-барабану.

[oldmao]

Только не забудьте, что ОУ нужен rail-to-rail. Или питание двуполярное не менее +/- 7 вольт. А то человек воткнёт LM358 или TL072 с питанием +5 В и будет вопрошать "почему не работает?".

[Kirasinov]

rail-to-rail понятно, питание с запасом по напряжению понятно. Но обязательно ли  двухполярное,  если на выходе ОУ не требуется отрицательное  напряжение ? 

[Yurkin2015]

 

11 минуту назад, Kirasinov сказал:

обязательно ли  двухполярное

Если источник входного сигнала "+5 ... +5.15В" заземлён или гальванически развязан от схемы, то однополярное питание вполне потянет. Если питание 5В, и хочется полностью покрыть диапазон АЦП 0-5В, то rail-to-rail нужен только по выходу, т.к. входные напряжения ОУ болтаются в районе +2.5В в таком случае.

Ну, а если источник просто сдвинут по напряжению от земли куда-то, то надо смотреть конкретно на напряжения на входах и выбирать питание соответственно.

[Kirasinov]

17 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Если источник входного сигнала "+5 ... +5.15В" заземлён или гальванически развязан от схемы, то однополярное питание

для такого входного сигнала 5..-..5,15 В подойдет однополярное питание ОУ?

[Yurkin2015]

11 минуту назад, Kirasinov сказал:

подойдет однополярное

а где там 5 - 5.15В то? Я вижу только изменение 3.5 - 7В ....

Изменено 20 декабря, 2017 пользователем Yurkin2015

[Kirasinov]

У переменного резистора подвижный контакт механически ограничен и  между U1  и  U2   будет от 5 до 5,15 В

[Yurkin2015]

24 минуты назад, Kirasinov сказал:

переменного резистора

Не, однополярное можно, только для такой цепи моя схема не годится совсем! Какая-то часть сопротивления R будет добавляться ко входным 10к резисторам, и получится полный разбаланс и фигня, а не нормальная работа.

Надо добавить на входы буферные ОУ для исключения влияния сопротивления источника R на входные цепи усилителя.

[Kirasinov]

46 минут назад, Yurkin2015 сказал:

только для такой цепи моя схема не годится совсем! Какая-то часть сопротивления R будет добавляться ко входным 10к резисторам, и получится полный разбаланс и фигня, а не нормальная работа.

а что есть источники (батарея на схеме)  с нулевым внутренним сопротивлением ?

47 минут назад, Yurkin2015 сказал:

Надо добавить на входы буферные ОУ 

Как схема  должна выглядеть, если не затруднительно ?

[Yurkin2015]

13 минуты назад, Kirasinov сказал:

Как схема  должна выглядеть

Резисторы R7, R8 добавлены для защиты входов ОУ от экстремальных внешних напряжений.

[Kirasinov]

Только вместо активного источника ЭДС BAT2 пассивные элементы

 

 

R2 и R3 можно убрать или они для чего-то нужны?

[Yurkin2015]

30 минут назад, Kirasinov сказал:

R2 и R3

Убрать нельзя, они "для чего-то" нужны.

Для резисторов R1, R2, R3, R4 и R6 надо не пожалеть денег и купить точные резисторы, точность 0.1% или лучше.