Escalado simple de voltaje de CC con dos rangos, límite de voltaje más bajo limitado

Un zener no es realmente la respuesta aquí, pero eso no significa que los diodos no sean la forma:

Supongo que las entradas de 5 V se ingresarán en un dispositivo ATmega (por ejemplo, arduino) o similar, donde el límite de 5 V no es realmente exactamente 5 V, sino que es "lo suficiente por encima de 5 V para encender Los diodos de protección ". En este caso, el circuito que se muestra arriba funcionará bien.

Las advertencias son:

1. Su dispositivo de 5V debe poder hundir unos ~ 4.5 mA en el riel de 5 V (un arduino lo hará bien), o el divisor de voltaje realmente hará que el riel de 5 V aumente.

2. Usted debe usar diodos schottky para los diodos. Necesita que sus diodos se enciendan antes que los diodos internos de la MCU.

3. Los dos diodos inferiores son realmente extra. Evitan que las entradas de ADC caigan por debajo del suelo si el voltaje de entrada es inferior a 0V. No sé si esa es una posibilidad en tu solicitud, pero es un seguro barato.

No sé qué micro está utilizando, pero si fuera una foto, tiene un ADC de 10 bits, por lo que en la medición de rango alto tiene una resolución de 250/1024, que es de aproximadamente 0.25V. Es probable que haya un poco de ruido y esto te dará una pequeña variación en lo que puedes leer de tu ADC. Si puede tomar (digamos) 8 lecturas y promediar el resultado, el ruido le ayudará a obtener una mejor resolución estadística.

Esto supone que el ruido no es realmente lento a la deriva dc, sino que es un ruido de ca dentro del límite nyquist de su tasa de muestreo.

Por lo tanto, tome tantas lecturas como pueda y haga un promedio de ellas: probablemente obtendrá una resolución significativamente mejor que 0.25 V y podría encontrar que no necesita tener el divisor de voltaje de rango inferior en otro ADC en absoluto.

Esta técnica se llama dithering y aquí es un buen artículo. otro y aquí es la oferta de wiki.

Si desea tener dos rangos, le aconsejo que no use un Zener para proteger su entrada, sino que agregue un circuito de amplificador operacional de etapa de ganancia x10 al punto de detección existente en el divisor de voltaje original y alimente el salida en su 2do ADC. No sé qué rieles de suministro tiene, pero suponiendo que 5 V y 0 V puede elegir un amplificador operacional riel a riel que haga el trabajo como un AD8605.

Si puede reducir el voltaje de referencia del ADC en una cantidad, esto también le dará un aumento en la resolución porque la escala completa se reducirá de 5V a (digamos) 1V. Hay ADC de 16 bits que hacen esto, pero es posible que el ADC de su micro no tenga esa facilidad.

Por cierto, la idea del diodo zener no es buena porque comenzará a conducir significativamente entre el llamado voltaje zener y sospecho que esto es lo que está viendo.