Estoy diseñando un circuito simple para un sensor, y este fue un circuito de ejemplo dado por el fabricante. El sensor es un sensor magnético en una disposición de puente de wheatstone estándar. Me preguntaba cuál es el propósito del Vref. ¿Por qué no introducir el Vout + directamente en el opamp?
Me preguntaba cuál es el propósito de Vref
Lo que tienes se llama amplificador diferencial y la proporción de R3 y R4 debería ser la misma que la de R1 y R2: -
Cuandoutilizaunvoltaje"ref" en lugar de 0 V, la salida del amplificador diferencial se "referencia" al voltaje ref. Un ejemplo típico podría ser hacer ref = 2.5 voltios y, cuando la salida del sensor es "neutral" o balanceada, la salida del op-amp es de 2.5 voltios. Esto lo hace adecuado para conectarse a un ADC que tiene un rango de rango de entrada de 5V.
Como puede ver en el circuito de ejemplo de la pregunta, el amplificador operacional se alimenta desde 5 V y 0 V (tierra) y, por lo tanto, parece apropiado un voltaje de ref de 2,5 voltios.
¿Por qué no solo ingresar el Vout + directamente en el opamp?
Si hicieras eso, perderías tu punto de referencia estable. Asumo que el sensor es un puente de 4 elementos y que los cuatro elementos pueden variar dependiendo de lo que se esté detectando. Si solo estuvieran activos dos elementos, entonces podría usar la unión de los elementos estáticos, pero también tendría que confiar en que su suministro de 5 voltios sea estable.
El amplificador operacional opera desde 5V / 0V, por lo que la salida para un puente balanceado sería de 0V, y no podría llegar a 0V. Además, para un amplificador diferencial, normalmente desearía conectar el Vout + a dos resistencias con relación R2 / R1 para mantener la ganancia de cada entrada. Para un amplificador diferencial con una fuente bipolar (+ 5 / -5V, por ejemplo), debe conectar a tierra el divisor.
En este caso, es probable que desee la misma relación de resistencia (R3 / R4 = R2 / R1) pero desea que la tensión de salida sea de 2.5 V con el puente equilibrado. Entonces se aplica un voltaje de referencia para desviar la salida.
Si el puente tiene una salida de 2.5V en equilibrio en cada salida, el voltaje de referencia sería de 2.5V, pero si es diferente, las cosas se complican mucho más y la referencia depende de la ganancia del amplificador.
Se debe tener en cuenta que el puente es radiométrico, pero la referencia (a menos que se derive de un divisor de voltaje en sí, quizás con búfer) no es así que el intervalo de salida cambiará con el voltaje de suministro pero el cero no. Si la salida va a un ADC ratiométrico (la referencia es el suministro), el cero variará enormemente con el voltaje de suministro.
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