¿Cómo condiciono una señal con un amplificador operacional que necesita un riel negativo donde no se proporciona uno?

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Estoy trabajando en un sistema de monitoreo de agua que necesita leer ph en el ADC del microcontrolador (0-3.3V)

Entiendo cómo funcionan los sensores de ph ... solo -.41V (0ph) a + .41V (14ph) ...

Comprendo cómo diseñar el circuito para amplificarlo y escalarlo de modo que el microcontrolador pueda leerlo.

  1. ¿Existe una ventaja significativa al usar un microcontrolador de 5 V para obtener un rango de voltaje mayor? El micro que quiero usar es 3.3V con un máximo de 3.6V en el ADC, 12 bits. Si seleccionara un ADC micro de 5 V o fuera del chip, ¿obtendría resultados más precisos? Obviamente, el circuito de amplificación será un factor aquí, pero considérelo el mismo circuito con diferentes ganancias, etc ...

  2. ¿Cómo puedo suministrar voltaje negativo a los amplificadores operacionales? Esto estará en un sistema integrado y tendrá acceso a la entrada de 120 VCA. ¿Hay reguladores de voltaje negativo que suministran suficiente energía para un amplificador y que pueden obtener voltaje negativo sin conexión a tierra?

pregunta user623879

2 respuestas

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La precisión del ADC está determinada por el número de bits. Un rango de voltaje más alto para el ADC estiraría los bits reduciendo la resolución, o más bien incrementando el voltaje de paso.

No necesita un voltaje negativo para los amplificadores operacionales si compensa la entrada con Vcc / 2 con un simple divisor de voltaje. Esto podría ser en forma de una referencia de tierra falsa a la entrada del amplificador operacional, como se muestra en este esquema:

Enunsistemade3.3Vquecompensaríaelvoltajedeentradaen1.65V,loquehacequeseade2.06Vpara0PHa1.24Vpara14PH.

IncrementarR_Fenunfactorde2aumentaríalagananciaa2:1,loquehacequeseauncambiode+/--.82V-2.47Va0.83V,loqueaumentasuprecisión.

UnaumentoadicionaldeR_Fpodríaaumentarmástuprecisión,hastaquelleguesalextremosuperior/inferiordelmargendesalida.Unamplificadoroperacional"Rail-to-Rail" te daría más espacio para la cabeza que uno normal.

    
respondido por el Majenko
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Por lo que recuerdo, las sondas de Ph necesitan una impedancia de entrada muy alta, por lo que es posible que no pueda colocar ningún tipo de divisor resistivo en la entrada, y puede que necesite un carril -ve en el búfer de entrada / opción o un Compensación de tensión en la tierra de la sonda.

    
respondido por el mikeselectricstuff

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