Ich muss ein analoges Signal von 0 - 0,3 V von einem Sensor auf 0 - 2,5 V verstärken, das der analoge Eingang des XBee akzeptiert, und habe nur Zugriff auf eine 3,3-V- und gnd-Stromversorgungsschiene (keine negative Schiene). Ich habe den Operationsverstärker 741 ausprobiert, bekomme aber Probleme damit und es scheint nicht zu funktionieren. Wenn Sie mir mit der Schaltung und dem Operationsverstärker-Chip helfen könnten, der am besten für diese Anwendung mit geringem Stromverbrauch geeignet wäre. Danke!
Update: Ich habe also einen Chip gefunden, der hauptsächlich für die Verwendung mit einer einzigen Versorgung ausgelegt ist, nämlich den TLV2472, und er leistet in unserer letzten Schaltung, die wir gebaut und getestet haben, hervorragende Arbeit. Das Datenblatt und ein Anwendungsdokument, das wir gefunden haben, halfen uns, eine Verstärkerschaltung zu bauen, die für unsere Anwendung funktionierte.
Verwenden Sie einen Rail-to-Rail-Operationsverstärker, der mit 3,3 V betrieben werden kann. Viele der MCPxxx-Reihe von Micropchip können beispielsweise tun, was Sie wollen.
Betreiben Sie den Operationsverstärker in positiver Verstärkungskonfiguration mit Masse als Referenz. Die Verstärkung muss ungefähr 8 betragen. Alles, was Sie brauchen sollten, ist der Operationsverstärker mit seiner Bypass-Kappe und zwei Widerständen.
Wie Andy betonte, tun selbst "Rail-to-Rail"-Opamps möglicherweise nicht das, was Sie innerhalb weniger 10 mV von einer der beiden Rails wollen. Überprüfen Sie das Datenblatt.
Wenn dies ein Problem ist, können Sie eine kleine Ladungspumpe verwenden, um eine kleine negative Spannung zu erzeugen. Für diesen Zweck gibt es Ladungspumpen-ICs, aber wenn Sie einen Mikrocontroller mit einem Ersatzstift haben, kann dies noch einfacher sein. Ich habe die Taktausgangsfunktion eines Mikros ein paar Mal verwendet, nur um eine Ladungspumpe zu betreiben. Wenn Sie nur wenige mA benötigen, können Sie die Ladungspumpe direkt über das Clock-Out- oder PWM-Logiksignal betreiben. Alles, was Sie brauchen, sind zwei Dioden und zwei Kappen. Wenn Sie etwas mehr Strom benötigen, folgen Sie dem Logiksignal mit einem NPN/PNP-Emitterfolgerpaar. Dadurch wird die negative Spannungsgröße um etwa 1,4 V reduziert, aber selbst bei einer 3,3-V-Versorgung bleibt noch viel übrig, um weit über den Schienenbereich eines "Rail-to-Rail" -Operationsverstärkers hinaus zu erden.
Mit einer negativen Versorgung von ein oder zwei Volt können Sie manchmal viel billigere Operationsverstärker verwenden, was die Ladungspumpenoption insgesamt billiger macht. Wenn Sie beispielsweise einen LM324 verwenden können, wenn Sie nur eine negative Spannung haben, überwiegen höchstwahrscheinlich die teureren Operationsverstärker, die an die negative Schiene gehen, die wenigen Dioden und Kappen, um die Ladungspumpe herzustellen.
Schauen Sie sich wie immer das Opamp-Datenblatt sorgfältig an. Wenn das Mikro mit 5 V läuft und Sie das Logiksignal direkt zum Ansteuern der Ladungspumpe verwenden, geben Sie dem Operationsverstärker möglicherweise tatsächlich zu viel Spannung. Die Operationsverstärker, die der echten Rail-to-Rail-Leistung nahe kommen, arbeiten in der Regel auch über einen begrenzten Versorgungsbereich.
Wenn Sie eine Ladungspumpe verwenden, wäre es eine gute Idee, den Ausgang der Ladungspumpe zu filtern, bevor er an den negativen Stromeingang des Operationsverstärkers angelegt wird. Ein Ferrit-"Chip-Induktor" in Reihe gefolgt von einer 20-µF-Kappe gegen Masse sollte ausreichen.
Matt Jung
brhans