¿Hay alguna desventaja en la ejecución de un amplificador operacional con rieles de voltaje asimétricos?

Mientras los pines de entrada o los pines de salida de un amplificador operacional de riel a riel típico estén entre los voltajes del riel, la referencia de "tierra" no está realmente bloqueada a medio camino entre los rieles. (n.b. IIRC hay algunos amplificadores operacionales que tienen un pin de tierra separado)

Para ilustrar, consideremos un amplificador operacional de entrada / salida riel a riel (RRIO) en una configuración de seguidor de voltaje:

Suministramos a los rieles de amplificador operacional con +/- 9.15 voltios, e inyectamos una señal de CA con una polarización de CC de 7.5 voltios y una amplitud de CA de pico a pico de 3.3 voltios.

La salida atravesaría entre +9.15 voltios y +5.85 voltios, que se encuentra dentro del rango operativo de este hipotético amplificador operacional. El resto del rango de operación, desde -9.15 voltios hasta +5.85 voltios no se utilizará mientras la señal permanezca dentro de los parámetros.

El valor medio, 7,5 voltios, se puede tratar como el "terreno" para esta señal.

En otras palabras, el amplificador operacional no se preocupa por la simetría de los rieles, no sabe dónde está "tierra".

Para un amplificador operacional real en lugar de uno ideal, puede haber un espacio mínimo para el swing de salida, desde unos pocos milivoltios a un par de voltios. Por lo tanto, esto debe tenerse en cuenta en la estrategia establecida en la pregunta.

Además, los pines MCU pueden no ser amables con un recorrido por debajo del riel de tierra MCU. Por lo tanto, un diodo de corte al riel de tierra, en el lado de entrada, sería una buena idea.

No debería haber ningún problema. Un Op-Amp de dos rieles no tiene idea de dónde está ejecutando GND, por lo que ejecutarlo desde +/- 15V o 3.3V / -15V simplemente proporciona un rango de salida más pequeño. En efecto, esto es similar al caso de los amplificadores operacionales de un solo riel que deben funcionar de 0 V a 3,3 V y estar polarizados alrededor de Vcc / 2.

Una advertencia que se debe mencionar es que al usar voltajes asimétricos, es posible que se produzca un recorte asimétrico de su señal en la salida. Un riel a riel del riel debido a la saturación (3.3V a -15V) probablemente no recortará el riel positivo (ya que 3.3V está lejos de los 15V), pero puede recortar el -15V. Si esto es algo que no te importa, entonces hazlo.

Este es un uso poco común de un amplificador operacional. Tengo curiosidad por saber si su MCU solo puede tomar 0 - 3.3V, por qué no simplemente usa un OpAmp de suministro de riel a riel como OP340 ( hoja de datos )

Los diodos de sujeción de sobretensión son una forma común de hacer frente al riesgo de que una sección analógica con rieles de suministro grandes pueda sobretensión del A / D con rieles de suministro lógicos.

Aquí hay un ejemplo. Supongamos que tiene una pequeña señal diferencial, que se desplaza en un modo común, y este último puede variar en un amplio rango. Necesita rieles anchos de alimentación para adaptarse al modo común. Luego, existe la preocupación de que la salida de la etapa analógica puede provocar una sobretensión del A / D.

D11 o D12 se sujetarán, mientras que R7 limitará la corriente. En este ejemplo, el rango de voltaje máximo absoluto para la entrada es de -0.3V a (VDD + 0.3V).

Esto es solo un tipo de abrazadera. También es posible sujetar con un Zener.