Mida los voltajes positivos y negativos usando ADC

La respuesta de @ Andyaka es básicamente la misma que la que iba a poner, pero usó la topología de amplificador inversor. Así que +1 a su respuesta.

De todos modos, dado que ya hice los cálculos, también publicaré esto. El siguiente circuito de topología no inversora también debería funcionar:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Los valores de R3 y R4 se pueden calcular en función de la tensión de alimentación (simple divisor de potencial). Los valores de R1 y R2 se han calculado en base a las resistencias E12. Puede que no sea tan preciso como desee, lo que arroja un rango de salida de 0.175 a 1.94V para un rango de entrada de +/- 55V.

Si usa resistencias de mayor precisión, puede acercarse. Por ejemplo, los valores correspondientes de la serie E48 (1%) serán 133k y 2.49k para R2 y R1 respectivamente. Para eso necesitas generar una referencia de 1.04V usando un divisor potencial de R3 y R4. Luego se acerca bastante al rango deseado, obteniendo un rango de salida de 0.01V a 2.031V para una entrada de +/- 55V.

  

Mi voltaje de entrada está en el rango de -55 a + 55V

Mi primera observación es que debes significar una señal de movimiento lento; en otras palabras, tiene una entrada que puede variar entre -55 V y +55 V. Digo "movimiento lento" porque el ADC que ha elegido apunta nominalmente a bajas tasas de muestreo. Sí, puede hacer 240 Sps, pero esto no sería bueno para muestrear una tensión de CA de 50/60 Hz porque puede perder fácilmente los picos si no está sincronizado.

El rango es de 110 voltios y esto debe reducirse a 2.048 voltios, por lo que una simple atenuación hará el truco (dos resistencias). A continuación, debe desviar (o compensar) el rango de -1.024 V a +1.024 V por +1.024 V y un simple circuito de suma de op-amp puede hacer esto.

Todos los valores de resistencia son idénticos al punto (a) alimentado con -1.024 V y al punto (b) alimentado con la señal atenuada. Habrá un poco más de atenuación debido al efecto de carga de la resistencia en la línea (b), pero esto se puede gestionar y también puede ser un poco solucionador de problemas, dado que los ADC no tienen un rango de entrada confiable y perfecto como especificado en la hoja frontal de la hoja de datos.

Terminarás con una salida invertida, es decir, +1.024 V se representa con -1.024 V pero eso es trivial una vez digitalizado.

También debe tener cuidado con la precisión de referencia interna y la desviación en el ADC, es bastante horrible si desea mediciones precisas y confiables.

Para el amplificador operacional, estaría considerando un tipo de riel a riel para que pueda alcanzar su salida hacia abajo a 0 V cuando la señal de entrada está en un extremo.

También puede usar un divisor pasivo (agregaría protección en este caso, pero el principio es válido)

Si \ $ V_ {i} = 55 \ $ V desea \ $ V_o = V_H \ $ para que no haya corriente en \ $ R_2 \ $ y así $$ \ frac {V_i-V_H} {R_1} = \ frac {V_H} {R_3} $$

y si \ $ V_i = -55 \ $ V desea \ $ V_o = 0 \ $ para que no tenga corriente en \ $ R_3 \ $ y así $$ \ frac {-V_i} {R_1} = \ frac {V_H} {R_2} $$

Arregle \ $ R_1 \ $ a algo razonable como 100k, resuelva para \ $ R_2 \ $ y \ $ R_3 \ $ y tiene un rango de salida de 0 a \ $ V_H \ $ para la entrada que necesita.