Jump to content
Kirasinov

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

Recommended Posts

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   ? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Высококачественные конденсаторы Panasonic для надежности вашей электроники!

Электролитические алюминиевые конденсаторы Panasonic отличаются повышенной надежностью, длительным сроком службы, низким импедансом и выдерживают большой ток пульсаций, в то время как семейства полимерных конденсаторов Panasonic SP-CAP, POSCAP, OS-CON и HYBRID характеризуют сверхнизкий ESR и увеличенная емкость, работа при высоких напряжениях и в расширенном температурном диапазоне. Приобретая продукцию Panasonic, вы гарантированно получаете самое передовое решение для ваших задач. Для облегчения вашего выбора, мы подготовили подборку полезных материалов.

Читать статьи

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.

cxem_diff_opamp_dual_input1.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Вебинар "Как создать BLE-устройство на базе новейшего беспроводного микроконтроллера STM32WB55"

27 ноября 2019 года компания КОМПЭЛ приглашает разработчиков, технических руководителей и энтузиастов беспроводной связи на вебинар, посвященный новинке 2019 года – мультипротокольному беспроводному микроконтроллеру STM32WB55, который позволяет создавать устройства на базе стандартов BLE 5.0; BLE Mesh; 802.15.4/ZigBee и Thread. На вебинаре мы покажем, как с помощью привычных инструментов STM32Cube и STM32CubeMX можно создать свое первое, надежно работающее BLE-приложение.

Зарегистрироваться на вебинар

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
47 минут назад, Kirasinov сказал:

R5 почти не повлияет

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

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

 

cxem_diff_opamp_dual_input1.png

 

Rобщ=(330*10)/(330+10)=9,71 k   

Edited by Kirasinov

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

cxem_diff_opamp_dual_input2.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 минуту назад, Soundoverlord сказал:

придется развязать.

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?".

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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?

SRC.JPG

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 минуту назад, Kirasinov сказал:

подойдет однополярное

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

Edited by Yurkin2015

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

SRC.JPG.4144dda84ce6ae9e2d14193cb7daba58.JPG

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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 ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 минуты назад, Kirasinov сказал:

Как схема  должна выглядеть

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

cxem_diff_opamp_dual_input3.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только вместо активного источника ЭДС BAT2 пассивные элементы

 

 

cxem_diff_opamp_dual_input3.JPG

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...