Le estoy dando un suministro de -8 a +8 V al amplificador operacional. Por lo tanto, la salida del amplificador operacional varía de (-8 a +8) V. Quiero dar esto al módulo ADS1115 ADC. Pero el módulo ADC máximo. Vin es de 5,5 V.
Decidí usar divisor de voltaje. Lo que necesito es un circuito divisor de voltaje que proporcione una salida que oscile entre 0-5 V, cuando damos el -8 a +8 V como Vin.
El problema aquí es un voltaje negativo de -8 V. ¿Cómo puedo superar este problema?
Con un divisor que tiene R1 = R3 y R1 = 1.2 * R2, escalará el rango de 8V a -8V de 0 a 5V, como se muestra en la gráfica a continuación.
En Vin = 8V tienes un divisor de voltaje con R1 || R3 y R2. En Vin = -8V, si R1 = R3, tienes Vout = 0V. Haciendo los cálculos de estos dos casos, obtienes R1 = 1.2 * R2.
Dependiendo de su configuración, es posible conectar la tierra de su ADC al riel negativo del opamp. -8V a + 8V es solo otra forma de decir 0V a + 16V.
Entonces necesitas escalar la tensión operativa de 0-16V a 0-5V.
Cuando la entrada es 16V, desea que la salida sea 5v. Por lo tanto:
$$ \ frac {16 * R2} {R1 + R2} = 5 $$
Vamos a hacer R2 1kΩ. Entonces:
$$ \ frac {16 * 1000} {R1 + 1000} = 5 $$
Algunos reordenamientos:
$$ R1 = \ frac {16 * 1000 - 5 * 1000} {5} = 2.2KΩ $$
Realmente necesitas hacer dos cosas.
El siguiente circuito lo hará por ti.
OA2 amortigua la tensión de medio carril generada por el divisor R1 y R2, con C1 para proporcionar algo de filtrado de cualquier ruido de carril.
OA3 almacena en búfer la señal de entrada luego de que se divide de + -8V a + -2.5V por el divisor R3 y R4.
OA1 es un amplificador sumador que agrega el desplazamiento de medio riel de OA2 a la señal de entrada atenuada de OA3 y produce la señal de 0 a 5 V que necesita.
R9, D1 y D2 proporcionan una pequeña protección adicional contra los eventos en los que el OA1 emite voltajes de 5 V o negativos, especialmente durante el encendido.
Es probable que haya implementaciones más simples disponibles que combinen funcionalidad, pero personalmente prefiero mantener mis funciones lineales distintas para propósitos de depuración.
El uso de resistencias del 1% o más está garantizado en circuitos como este.
NOTA : Los ADC normalmente funcionan mejor cuando se usa la referencia interna en lugar de medir como una proporción del riel de suministro que puede deambular o hacer ruido. Como tal, la alimentación del voltaje de referencia desde el ADC a la parte superior de R1 en lugar de Vcc, y el cambio del divisor, R3 y R4, pueden proporcionar mejores resultados de manera apropiada.
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