Convertidor analógico a digital y voltajes negativos

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Estoy usando el ADC en un ATtiny24 para grabar una señal de CA. El ADC tiene un rango de 0-3.3V. Estoy usando un rectificador de precisión para deshacerme de la parte negativa de la señal. Adjunto una foto del circuito que estoy usando para el rectificador. Estoy usando un LMC6484 como amplificador operacional con 3.3 V para el riel V + y 0 para el riel V. Estoy usando 1N4004 como diodos y 10k para las resistencias.

Mi registrador es capaz de graficar la forma de onda del rectificador muy bien. PERO el oscope muestra que la salida del rectificador varía de -0.5 a 1V. ¡Pero mi micro muestra una señal con la misma forma de onda que va de 0-1.5V! Si sustituyo el rectificador de precisión con una combinación simple de diodo / resistencia, obtengo una forma de onda que varía de -0.X voltios a Y voltios (dependiendo de la entrada a través del generador de funciones). El micro sigue la forma de la forma de onda correctamente, pero el rango de voltaje es de 0.X a Y voltios.

Siempre tengo una pequeña señal negativa incluso con el rectificador de precisión y cuando grafico los resultados a través de mi registrador, parece que el valor negativo más grande se ha movido hasta cero, por lo que parece que obtengo un rango mayor. que la entrada.

¿Esto es el resultado de poner voltajes negativos en mi ADC? ¿Toma los voltajes negativos, configúrelos como 'tierra' con respecto a otros voltajes?

Ingresé voltajes positivos en el registrador a través de una fuente de alimentación, ¡y lee esos voltajes perfectamente! También sigue muy bien la forma de las formas de onda. El único problema parece ser el rango. Estoy completamente perdido.

    
pregunta Nevermored

3 respuestas

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Su alcance está configurado como acoplamiento de CA.

    
respondido por el markrages
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Últimos datos para la señal de CA:

  • [0 a 50] Hz.
  • [-22 a +22] V.

Si la señal de CA puede bajar a 0 Hz y necesita capturarla, pero sin ninguna razón especial para rectificarla de forma analógica, puede hacer algo como esto:

De esta manera, no necesita diodos, u opamps. Si realmente necesita rectificarlo, puede hacerlo en el dominio digital (mediante firmware).

La ecuación \ $ V_x = f (V_ {en}, R_1, R_2, R_3) \; \ $ es:

\ $ V_x = \ dfrac {R_3 (3.3R_1 + R_2V_ {in})} {R_2R_3 + R_1 (R_2 + R_3)} \ $

Datos conocidos: \ $ V_ {inMin} = - 22 \; V \ $, \ $ V_ {inMax} = 22 \; V \ $, \ $ V_ {xMin} = 0 \; V \ $ y \ $ V_ {xMax} = 3.3 \; V \ $.
Ecuaciones: dos.
Desconocidos: \ $ R_1 \ $, \ $ R_2 \ $ y \ $ R_3 \ $.

Puedes elegir libremente uno de los tres aspectos no conocidos, y los otros dos serán establecidos por tus datos conocidos y las dos ecuaciones.

Por ejemplo, si elige libremente \ $ R_1 \ $, puede terminar con:

R1 = 3.3 k \ $ \ Omega \ $
R2 = 495 \ $ \ Omega \ $
R3 = 582 \ $ \ Omega \ $

Con esto, un rango de Vin de [-22 a +22 V] se asignará a un rango de [0 a +3.3 V] Vx.

    
respondido por el Telaclavo
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Puedes traducir y escalar con solo tres resistencias. Para una situación en la que la entrada máxima > \ $ V _ + \ $ y entrada mínima < \ $ V _- \ $ Encontré una manera sencilla de calcular las resistencias de escalado.

Use un desplegable para \ $ + 3.3V \ $ y un desplegable para \ $ GND \ $. Entonces tenemos

(el + 5V debe leerse como + 3.3V)
Consideraremos dos situaciones: una con \ $ V_ {IN} \ $ = \ $ - 22V \ $ y otra con \ $ V_ {IN} \ $ = \ $ + 22V \ $. Tendremos un conjunto de dos ecuaciones, por lo que podemos elegir 1 valor de resistencia. Tomemos \ $ 10k \ $ por \ $ R2 \ $.

Primero. \ $ V_ {IN} \ $ = \ $ - 22V \ $. El ADC debería estar en \ $ 0V \ $. Eso significa que no habrá ninguna corriente a través de \ $ R3 \ $, ya que no hay diferencia de voltaje. Entonces \ $ R2 \ $ y \ $ R1 \ $ forman un divisor de voltaje con

\ $ \ dfrac {0V - (-22V)} {R2} = \ dfrac {3.3V - 0V} {R1} \ $

o

\ $ R1 = \ dfrac {3.3V} {22V} \ cdot 10k \ Omega = 1500 \ Omega \ $

Encontró nuestro primer valor.

Entonces la segunda situación. \ $ V_ {IN} \ $ = \ $ + 22V \ $. El ADC debería estar en \ $ + 3.3V \ $. Eso significa que no habrá ninguna corriente a través de \ $ R1 \ $, ya que no hay diferencia de voltaje. Luego, \ $ R2 \ $ y \ $ R3 \ $ forman un divisor de voltaje con

\ $ \ dfrac {22V - 3.3V} {R2} = \ dfrac {3.3V - 0V} {R3} \ $

o

\ $ R3 = \ dfrac {3.3V} {18.7V} \ cdot 10k \ Omega = 1765 \ Omega \ $

Encontró nuestro segundo valor. Entonces

\ $ R1 \ $ = 1500 \ $ \ Omega \ $,
\ $ R2 \ $ = 10k \ $ \ Omega \ $,
\ $ R3 \ $ = 1765 \ $ \ Omega \ $.

    
respondido por el stevenvh

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