Tengo un sensor de entrada con un nivel de señal de 2.3 a 3.5 voltios que quiero muestrear con un ADC. Quiero poder cambiar este rango para el ADC de 0 a 3.5 voltios para aprovechar al máximo el rango dinámico del ADC. Utilicé un amplificador operacional de suma con un LM741 pero parece estar atascado en una salida de 2.3 VDC todo el tiempo.
Por lo tanto, el rango de voltaje del sensor es Rg = 3.5-2.3 = 1.2
De esta ganancia = 3.5 / 1.2 = 2.7
Aquí hay un circuito básico que se acercará a sus requisitos.
MostréqueuséunbuenopampdeLinearTechnologyquepuedefuncionara5VyaúnpermitirquelaseñalseacerquealaGND.Paraqueestofuncioneconsistemasmásantiguos,notanagradablescomoun741,necesitaríasusarsuministrosde+/-5Vo+/-6V.
Estomuestralarespuestadelcircuitoanterior.ElrangodesalidanoalcanzaloslímitesqueespecificóparalaentradadelconvertidorA/D.Esunabuenaideadiseñarconciertomargenparatratarlavariaciónenloscomponentesyelrangodelaseñaldeentrada.
Tenga en cuenta que el circuito anterior invierte el rango del sensor. La configuración opamp invertida era conveniente en este caso, pero el circuito podría haber sido diseñado de una manera no inversa. Por otro lado, se necesita una cantidad trivial de software de MCU para compensar las lecturas A / D para eliminar la inversión si resulta necesario.
El LM741 no es una gran opción para sus requisitos. Requeriría un suministro doble con un voltaje mínimo de +/- 4.5 voltios ( o un suministro aislado de 9 voltios y una conexión a tierra virtual usando un divisor de voltaje desacoplado ), tiene una impedancia de entrada bastante baja en comparación con la moderna amplificadores operacionales, y características que no son las ideales, como la desviación de desviación y el mal funcionamiento cerca de los voltajes del riel de alimentación.
En su lugar, considere cualquiera de los cientos o miles de amplificadores operacionales diseñados para operaciones de bajo voltaje de suministro único con E / S riel a riel (RRIO). Una búsqueda paramétrica en uno de los principales sitios de fabricantes, como Texas Instrumentos , proporcionará muchas opciones.
El diseño del amplificador sumador debería funcionar perfectamente para sus propósitos si se tienen en cuenta los rangos de voltaje, la frecuencia / ancho de banda deseados y los requisitos de suministro.
EDIT : posible op-amp alternativo para el propósito establecido:
Si los componentes SMD son aceptables, Texas Instruments OPA341 y su contraparte de doble canal, OPA2341 son mi go- a opciones para aplicaciones como esta.
Estos amplificadores operacionales están especificados para una operación de suministro único de 2.7 a 5.5 voltios, y las salidas pueden dirigirse a 5 mV de cada riel de suministro para una carga de 100 kOhm - 200 mV por trayecto si la carga es de baja impedancia, ~ 2 kOhm.
Texas Instruments ofrece muestras gratuitas de ambas partes en su sitio web. Estos están disponibles solo en varios paquetes SMD pequeños, sin embargo, no en DIP.
Para DIP a través del orificio , mis repuestos contienen los Dispositivos analógicos AD8044 quad op-amp , que se especifica para una fuente única de 3 a 12 voltios, con una friolera de 150 MHz GBW. Este amplificador operacional puede manejarse hasta 200 mV de cada riel de suministro y está diseñado para cargas de hasta 150 ohmios. También existen versiones individuales (AD8041) y duales (AD8042).
Analog Devices ofrece muestras gratis para estas partes en su sitio web, pero al igual que muchos componentes de Analog Devices, son un poco caros si entran en producción.
Para una recomendación más específica, los siguientes parámetros deberían conocerse como mínimo:
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