¿Cómo puedo compensar y escalar una señal de voltaje diferencial?

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Tengo un Amplificador de aislamiento HCPL-7840 . Su lado de entrada está conectado a algunos circuitos de alimentación de alto voltaje (~ 300 V).

Produce una señal de salida diferencial que está bien aislada del lado de alimentación. Cada uno de los dos pines que forman la señal está entre 1.29 V y 3.80 V con respecto a la tierra del lado de salida.

Quiero tomar esa señal y enviarla a los componentes analógicos de mi MCU, que es un ATXMEGA128A3U . Comparte un terreno con el lado de salida del amplificador de aislamiento. Y acepta entradas diferenciales. Pero requiere que ambos voltajes estén entre 0 V y 3.3 V, y además que el voltaje diferencial esté dentro de +/- 1 V.

¿Cómo puedo pegar estas cosas juntas? Tengo cierta comprensión de cómo se hace para las señales de un solo extremo, las respuestas a ese problema están superando la respuesta a este problema en mis intentos de búsqueda.

Tengo dos DAC no comprometidos en la MCU que pueden emitir un voltaje de referencia para lo que quiero que sea el nuevo nivel de modo común, si ayuda.

    
pregunta Doug McClean

2 respuestas

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Creo que un par de divisores de voltaje encajarán perfectamente. Suponiendo que una entrada de 'escala completa' producirá +1.29 voltios en una salida y +3.80 voltios en la otra salida (y viceversa para escala completa negativa), la diferencia entre las dos es de 3.80 - 1.29 = 2.51 voltios. Si reduce ambos voltajes de salida por un factor de 2.5 para obtener el voltaje diferencial en la escala correcta, obtendrá 0.516 y 1.52 voltios, ambos dentro del rango de 0 a 3.3 voltios. Así que sugeriría simplemente construir dos divisores de voltaje dividido por 2.5.

Supongamos que los voltajes de salida se dividen en componentes de modo común y diferencial. En este caso, los voltajes de salida Vp y Vn serían Vp = Vc + Vd y Vn = Vc - Vd. Si usa divisores de voltaje decentes, los voltajes de salida al ADC serían Vp, adc = (Vc + Vd) / 2.5 y Vn, adc = (Vc - Vd) / 2.5. Luego el convertidor toma la diferencia internamente, Vadc = Vp, adc - Vn, adc = (Vc + Vd - Vc + Vd) / 2.5 = Vd / 1.25.

Ahora, si los divisores no coinciden exactamente, entonces el resultado es un poco diferente. Llama al divisor las ganancias K1 y K2. La tensión de salida del ADC será Vadc = Vd (K1 + K2) + Vc (K1 - K2). La ganancia diferencial es Adm = (K1 + K2) y el modo común para la ganancia diferencial es Acm, dm = (K1 - K2). En este caso, el error causado por el voltaje de modo común será proporcional a K1 - K2.

    
respondido por el alex.forencich
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Si desea la solución más sencilla / barata, puede usar un divisor de voltaje para dividir las señales hasta que estén dentro de los límites de las entradas de la MCU. Las partes totales necesarias son solo dos resistencias por señal. Muy simple, pero a cambio de la simplicidad, perderá alguna resolución que muestre la señal. LMK si desea detalles sobre qué valores elige para maximizar el rango dinámico.

    
respondido por el bigjosh

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