Invertierender Verstärker für ADC IC

Das Datenblatt für den ADS8320 enthält eine Beispielschaltung. Siehe Abbildung 22 des Datenblatts.

Für Referenzabbildung 22 aus dem ADS8320-Datenblatt:

Die angegebene Schaltung passt nicht ganz zu dem, was Sie tun, aber sie und der Text geben Ihnen einige Hinweise.

1. Sie MÜSSEN diesen 1nF-Kondensator haben
2. Sie brauchen (mit ziemlicher Sicherheit) diesen 100-Ohm-Widerstand. Wenn Sie den LMP7716 aus dem Beispiel verwenden, MÜSSEN Sie diesen 100-Ohm-Widerstand haben.

Der 1nF-Kondensator wird vom ADC-Eingang benötigt. Abschnitt 8.2.1.2 erläutert die Begründung.

Aus praktischer Sicht wird die Eingangsspannung, wenn Sie sie nicht haben, beim Abtasten herumstreunen und zu falschen Werten führen.

Der 100-Ohm-Widerstand wird benötigt, da Operationsverstärker im Allgemeinen keine Kondensatoren ansteuern möchten. Das Einsetzen dieser 100 Ohm verhindert, dass der Operationsverstärker schwingt.

Der 100-Ohm-Widerstand und die 1nF bilden auch einen Tiefpassfilter. Die angegebenen Werte haben einen Cutoff von etwa 1,5 MHz. Das ist nicht wirklich niedrig genug, wenn man bedenkt, dass die Abtastrate des ADS8320 nur bis zu 100 kHz reicht. Wenn Sie garantieren können, dass das Signal keine Frequenzen über der Hälfte Ihrer Abtastrate enthält, ist dies kein Problem.

Für Ihre Aufgabe benötigen Sie einen Rail-to-Rail-Operationsverstärker, einen Spannungsteiler und die oben genannten Teile.

Das würde so aussehen:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Der Spannungsteiler (R1 und R2) senkt die 12-V-Sensorspannung auf etwas weniger als 3,3 V, da er Standard-Widerstandswerte verwendet. Sie sollten in der Lage sein, herauszufinden, welches Verhältnis der Teiler wirklich verwendet.

Die beiden Dioden sind Schottky-Dioden. Sie klemmen den Eingang zum Operationsverstärker auf die Grenzen, die das Datenblatt für den LMP7716 angibt. Das sind weniger als 0,3 V über oder unter den Stromschienen.

C1 ist die 1 nF, die im Datenblatt des ADS8320 erforderlich ist, um zu verhindern, dass der Eingang während der Abtastung herumstreut.

R3 ist der Vorwiderstand, der benötigt wird, damit der LMP7716 die 1nF ohne Oszillation treiben kann.

Dies ist ein nicht invertierender Pufferverstärker mit Einheitsverstärkung. Ich weiß nicht, warum Sie denken, Sie brauchen einen invertierenden Verstärker. Das wäre für die von Ihnen beschriebene Situation ungewöhnlich.

Bearbeitet, um hinzuzufügen:

Ich habe gerade Ihre Kommentare zum Frequenzbereich bemerkt.

Sie können einen Kondensator parallel zu R2 hinzufügen, um einen einfachen Tiefpassfilter zu bilden. Dies reduziert das abgetastete Rauschen und hilft Aliasing zu vermeiden.

10nF sollten ausreichen (die Berechnung der Eckfrequenz ist eine Aufgabe für Sie.)

Sobald Sie es abgetastet haben, können Sie einen Filter im digitalen Bereich anwenden und bessere Ergebnisse erzielen als mit einem analogen Filter.

Sie müssen sich mit dem Satz von Shannon und der Nyquist-Rate vertraut machen. Dadurch vermeiden Sie Probleme beim Abtasten analoger Signale.

Sie brauchen keinen invertierenden Verstärker; Verbinden Sie einfach den -Eingang mit 0 Volt und dämpfen Sie den Eingang mit einem Widerstandspotentialteiler. Stellen Sie sicher, dass der Teiler ausreicht, um das größte Signal von Ihrem Sensor auf unter 3,3 Volt zu reduzieren. Fügen Sie außerdem einen Kondensator über den Eingang zur Masse hinzu, wie im Datenblatt empfohlen.

Datenblatthinweis zur Eingabe: -

Invertierender Eingang: Mit Masse oder einem entfernten Erdungspunkt verbinden.

Diese Schaltung funktioniert jedoch fast ...

• Ihre Referenz auf dem + Pin sollte sein$3.3/2 = 1.65V$nicht 2,603 ​​V.

• Sie sollten am Ausgang einen Widerstand und zwei Germaniumdioden hinzufügen. Einer von Masse, der andere an die 3,3-V-Schiene, um das Mikro zu schützen, falls etwas Seltsames passiert. Folgendermaßen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

• Seien Sie sich bewusst, dass das empfangene Signal vom Sensorausgang auf dem Kopf steht.

• Warum Ihr Chef Ihnen gesagt hat, dass Sie das so machen sollen, ist für mich wenig nachvollziehbar... Dies würde ausreichen, wenn Sie den hochohmigen Eingang benötigen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}