Amplificación de un rango de 100 mV (onda sinosoidal) a un rango de 0 a 3.3 V para el Arduino

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Tengo una forma de onda de descarga parcial que varía entre -100mV y + 100mV. Para simplificar, estoy usando una onda sinusoidal con ese rango. Necesito amplificar y desviar esta señal entre el rango de 0-3.3V ya que esta señal será una entrada para el arduino. He examinado los amplificadores de instrumentación y he intentado simular esto en multisim, pero no estoy obteniendo el resultado deseado. ¿Puede alguien ayudarme con este diseño? Gracias.

EDITAR:

Este es el circuito completo que intenté dibujar (saqué este circuito de internet de mi investigación, no tengo el enlace). Estoy tratando de sesgar la entrada (la entrada es 100 mV sinusoidal pico centrada en 0. Quiero que la polarización sea de 1.65 V). Este no es el amplificador de instrumentación, ya que este es el primer circuito que intenté modelar sin el uso de un amplificador.

Básicamente, el circuito involucra una entrada de señal sinusoidal, un sesgo, un búfer y un amplificador que no invierte (el último op-amp en la parte inferior)

La segunda imagen es el subcircuito Op-Amp 1. La tercera imagen es el búfer. Por lo que sé, necesitaría un búfer para que coincida con la impedancia de entrada y salida La última imagen es el osciloscopio. La forma de onda verde representa la señal de entrada. El rojo es la salida del búfer. Está sesgada alrededor de 1.65 voltios. Pero cuando agrego el amplificador operacional que no invierte, aparece una línea recta en el osciloscopio (representado en blanco en el osciloscopio)

Además, todos los amplificadores operacionales son de un solo carril.

    
pregunta Uzair

3 respuestas

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¿Quizás estás intentando cambiar de nivel y amplificar como aquí? Conversión de nivel de voltaje analógico (cambio de nivel)

    
respondido por el user2604188
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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este simple circuito debería funcionar. La primera etapa debe amplificar el voltaje de entrada dos veces y también traducir la entrada a un rango de 0-400mV. La siguiente fase del condensador de resistencia que he usado básicamente para conectar a tierra su CC de baja frecuencia para mejorar la claridad de su señal. Los valores de R y C deben ser decididos por usted dependiendo de dónde desea que esté su límite. La tercera etapa la he diseñado para que sea un simple amplificador. Solo necesitas calcular tus valores R5 y R6. No deben ser demasiado complicados. De acuerdo con mi cálculo, la relación de R6 a R5 debería ser inferior a 7.25. Creo que esto debería funcionar bien para su caso.

    
respondido por el ubuntu_noob
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1) El usuario2604188 apunta en la dirección correcta, aunque no es una respuesta perfecta en este caso.

2) Su red R1 / R2 / R3 / R4 no funcionará como usted cree. R1 / R2 proporciona 1.65 voltios, pero R3 / R4 lo carga. Cuando Vin es 0 voltios, el nivel de salida es 1.32 voltios. No solo eso, sino que la variación de la tensión de salida es solo del 40% de la entrada, por lo que necesita más ganancia de la que cree.

3) La razón principal por la que su último amplificador operacional no funciona de la manera deseada es que su ganancia está referenciada a tierra. Su salida de búfer (la traza roja) tiene un voltaje mínimo de ~ 1 voltio. Su amplificador operacional no inversor tiene una ganancia de 3. Por lo tanto, la salida más pequeña que puede esperar de su circuito es de aproximadamente 3 voltios.

4) Dado que su amplificador operacional está tratando de apagar unos 3 voltios, ¿por qué la salida es plana en aproximadamente 2.5? Eso es simple: un 741 no es capaz de operar a +/- 3.3 voltios, y mucho menos a una fuente única de 3.3. Multisim intenta modelar un 741 que se descompone bastante mal cuando el amplificador se ejecuta fuera de su rango operativo nominal, y en este caso no puede confiar en su salida. Le está diciendo que el amplificador operacional está tratando de conducir alto, pero no puede llegar a cerca de 3.3 voltios.

No sé qué amplificadores operacionales admite Multisim, pero te sugiero que pruebes algo como un LTC6255 o AD8651. Entonces

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

funcionará más o menos. Tenga en cuenta que la salida se ve afectada por el ruido en la línea de 3.3 voltios y depende de que la 3.3 sea exactamente correcta en todo momento, lo que no es una buena suposición.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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