Necesito emitir una señal que sea la diferencia entre el promedio de dos señales de entrada, para esto he usado el siguiente circuito de integración:
¿cómo puedo hacer que el integrador produzca el promedio de las señales de entrada para cada 1 ms? Quiero que el integrador calcule el promedio de los valores en 10 us, luego comience de nuevo y calcule el promedio para otros 10 us repetidamente. Aprecio la ayuda, y disculpe si mi pregunta no es clara, no soy tan bueno en inglés.
Creo que es más fácil si haces un circuito de dos etapas (se explica al final). La primera etapa sería solo un amplificador de diferencia: -
Lasegundaetapaseríaelintegrador,peroincorporaríauncircuitodereinicio:-
El circuito de reinicio se activaría cada 10 us y el tiempo durante el cual se activará debe ser bajo, es decir, significativamente menor que 1 us. Un interruptor analógico viene a la mente y uno que tiene un tiempo RC combinado de mucho menos de 1. El tiempo RC se basa en C1 y la resistencia de encendido del interruptor analógico.
Por lo tanto, si elige un amplificador operacional de corriente de baja polarización, podría obtener 100 pF para C1 y, si su interruptor analógico tiene una resistencia de activación de 100 ohmios, RC = 10 ns.
Para descargar el condensador hasta dentro del 1% de la descarga completa, se necesitan 5 x CR, por lo tanto, el período de restablecimiento ahora es de 50 ns. Debe generar un pulso que active el interruptor analógico por 50 ns cada 10 us.
Eso significa que aproximadamente el 0,5% del tiempo que ignora la señal de entrada.
¿Esto es lo suficientemente bueno? Sólo tú puedes decir.
Optar por un amplificador operacional más caro podría significar que su capacitor de integración podría ser de 10 pF. Elegir un interruptor analógico con una resistencia de activación más baja es problemático porque generan corrientes de auto-polarización mayores que anulan el objetivo de elegir un amplificador operacional con corrientes de baja polarización.
¿Por qué elegir un amplificador operacional con corrientes de bajo sesgo que podría preguntar? Cuando C1 es pequeño, R1 debe ser grande para evitar que la salida del amplificador operacional alcance la saturación cuando la diferencia entre V1 y V2 es grande. En otras palabras, debe diseñar la constante de tiempo de integración para que se adapte a las señales de entrada V1 y V2 y cuán separadas están en la magnitud.
Con un gran valor para R1, las corrientes de polarización pueden comenzar a producir errores.
¿Por qué dividir el circuito en dos etapas?
En primer lugar, una buena diferencia de amplificador no tiene que preocuparse tanto por las corrientes de polarización como lo haría un buen integrador. En segundo lugar, un buen integrador no debería tener que preocuparse por los voltajes de modo común y tratar de mantener la precisión en presencia de ellos. En tercer lugar, tratar de restablecer dos condensadores en un circuito de amplificador operacional combinado probablemente esté causando problemas, especialmente en presencia de voltajes de entrada de modo común. El amplificador operacional para el integrador es (y debe ser) una bestia diferente al amplificador operacional usado para el amplificador diferencial.
Primero, las diferencias de los promedios son iguales al promedio de la diferencia. Esto es solo matemática con los valores esperados, que puede o no saber, pero es cierto. Solo toma la diferencia y preocupate por calcular el promedio una vez que lo hagas.
A continuación, el promedio es solo el valor de CC del espectro, por lo que debería estar pensando en el filtrado de la diferencia en el paso bajo. Un filtro de paso bajo es simplemente un integrador con fugas, por lo que debería estar pensando en un filtro de paso bajo con una constante de tiempo de aproximadamente 3 ms.
Eso no es exactamente lo que pediste, pero debería estar cerca. Puede ajustar la constante de tiempo según sea necesario. Si necesita algo más que un filtro de paso bajo, un integrador reiniciable, ya sugerido, podría hacer el trabajo, pero probablemente sería mejor que muestre los datos en algo como un microcontrolador, promediando los trozos que necesita en el firmware y escupiendo la respuesta se devuelve en un DAC si necesita una salida analógica.
Necesitaríamos saber mucho más sobre lo que intentas lograr con tu proceso para darte una respuesta más definitiva.
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