Quiero usar un amplificador inversor para cambiar linealmente y convertir una señal con rango de voltaje -10 ... + 10V en 0 ... 3.3V para un ADC de un microcontrolador.
Eso es factible sin muchos problemas.
En lugar de la fuente de 40 Hz, ingresaría el suministro de -10 ... + 10 V y en lugar de -15 V quiero usar un suministro de -12 V.
Eso probablemente debería leer:
- Señal de entrada: -10 V a +10 V.
- La corriente de ajuste de compensación se obtiene de una fuente de -12 V.
1.) ¿Qué rango de voltaje de alimentación debe tener el OpAmp? Quiero decir que la salida solo debe estar en el rango de 0 ... 3.3 V, mi red de retroalimentación de resistencia se encargará de eso. ¿O tiene que cubrir la suma de los dos valores máximo y mínimo de voltaje de entrada (es decir, -22 V y 2 V)?
El punto importante a tener en cuenta en esta configuración del amplificador operacional del amplificador inversor es que la retroalimentación ajusta la salida para igualar las dos entradas. Dado que la entrada no inversora está a 0 V, la entrada inversora también estará en cero. Parece extraño, pero su amplificador operacional nunca verá los voltajes de entrada. Las dos entradas normalmente estarán extremadamente cerca de cero voltios.
Dado que solo necesita de 0 a +3 V V, un amplificador operacional de riel a riel alimentado por esos voltajes sería suficiente, pero generalmente no pueden hundir o generar mucha corriente cuando la salida está cerca del voltaje del riel. Puede darse el lujo de tener voltajes más altos disponibles.
2.) ¿Existen restricciones con respecto al suministro de polarización de CC (-12 V)?
¿Debe tener una impedancia de salida baja (< 1 Ohm)? ¿Importa si utilizaré un regulador de voltaje lineal o una referencia de voltaje (siempre que no se exceda la corriente nominal del dispositivo)?
Con algo como 10k allí, solo estarás tirando un poco más de un miliamperio. Todo lo que se requiere es que el voltaje de la fuente sea estable.
3.) Pregunta general: ¿Puedo usar un OpAmp especificado para un rango de suministro de + -5V ... + - 15V (es decir, suministro doble) también como suministro único? Por ejemplo, V_supply_- = 0V y V_supply_ + = 5V.
No siempre. Lea las hojas de datos con cuidado. Si el amplificador operacional se especificara con un mínimo de -5 a +5, entonces funcionaría de 0 a +10 V, etc., pero verifique qué tan bajo podría ir el voltaje de salida, es decir, qué tan cerca de cero.
Saludos y gracias de antemano!
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Es posible que no tenga que ir a todos esos problemas. Un divisor potencial con un pequeño sesgo puede hacer lo que necesite sin ningún amplificador operacional en muchos casos.
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Figura 1. Una disposición de polarización de resistencia simple. *
Cómo funciona:
- R1 y R2 proporcionan un divisor potencial de 10: 3.3. Sin R3, la entrada del ADC sería de -3.3 V a +3.3 V para un rango de señal de -10 a +10.
- La impedancia de fuente equivalente del divisor potencial es el valor de las resistencias paralelas. AllAboutCircuits calculadora en línea me dice que ese 6.7k en paralelo con 3.3k es 2.21k. Si configuramos R3 igual a este valor y lo vinculamos a +3.3 V, tirará de la tensión en la unión R1-R2 a mitad de camino hacia 3.3 V.
Consideremos un poco más la última línea:
Vin Vadc without R3 Vadc with R3
0 V 0 V 1.65 V
+10 V 3.3 V 3.3 V
-10 V -3.3 V 0 V
El simulador CircuitLab incorporado nos permite ejecutar un barrido de CC en la entrada de -10 a +10 V y ver la salida.
Figura 2. Bingo! La función de transferencia deseada.
No nos ha dicho la impedancia de la fuente, así que tenga cuidado de que este circuito no se cargue demasiado. Si es un problema, aumente todas las resistencias, por ejemplo, por diez.
