Operationsverstärker: ADC-Puffer auf Spannungsteiler plus Schutz

Ich habe in der Vergangenheit viele Threads gelesen, aber ich habe einige Fragen, die mir immer noch nicht klar sind. Bitte helfen Sie mir dabei! Bild der Schaltung ist beigefügt.

Also im Grunde verwende ich ATmega328, um eine Fotodiode zu lesen. Ich habe einen Transimpedanzverstärker mit der Fotodiode und OPAMP AD712 gebaut (ich erwäge auch OP07C). Der Transimpedanzverstärker verwendet einen 9-10-Mega-Ohm-Widerstand mit einem 15-pf-Kondensator, um den Strom von der Fotodiode in Spannung umzuwandeln und etwas Verstärkung hinzuzufügen. Ich verstehe, dass dies dem Ohmschen Gesetz folgt, dh V = I * R, wobei R = 10 Megaohm und I der von der Fotodiode erzeugte Strom ist (in nAmpere). Der OP AMP AD712 (erster im Schaltkreis) hat 2 OP AMPs eingebaut. Der Einfachheit halber sehen Sie sich bitte die OP AMP-Namenskonvention unten an:

1st OP AMP's AD712's internal first OPAMP: *OP1A
1st OP AMP's AD712's internal second OPAMP: *OP1B
2nd OP AMP's AD712's internal first OPAMP: *OP2A
2nd OP AMP's AD712's internal second OPAMP: *OP2B

Ich leite diese Spannung dann an einen anderen OP AMP (OP2A - neuer AD712, der den zweiten OP AMP im ersten AD712 unbenutzt lässt) unter Verwendung des variablen R1- und R2-Widerstands, um eine Verstärkung an -(R2/R1) zu erhalten. Beachten Sie, dass die Spannung vom vorherigen OPAMP negativ war, also nach der Verstärkung positiv wird.

Bis zu diesem Stadium haben wir einen Operationsverstärker vom 1. AD712 (OP1A) und den ersten Operationsverstärker vom 2. AD712 (OP2A) verwendet.

Meine erste Frage ist, wenn ich beide Operationsverstärker des ersten AD712 verwende, wird es dann zu Problemen kommen? Kann ein Operationsverstärker in einem IC die anderen Operationsverstärker im selben Gehäuse beeinflussen?

In Zukunft füttere ich den Gain-Ausgang mit OP1B in einen Puffer. Ich verstehe, dass nicht alle Operationsverstärker in der Konfiguration mit Einheitsgewinn (Puffer!?) Glücklich sind. Das AD712-Datenblatt gibt an, dass es stabil ist.

Der Ausgang dieses Puffers geht dann in einen Tiefpassfilter, der 1K in Reihe und 1uf parallel zur Erde verwendet. Die effektive Impedanz (oder einfacher Gleichstromwiderstand) beträgt 1K. Dieses Signal geht dann in einen Spannungsteiler mit einem weiteren 1K in Reihe und einem variablen Topf von 2K parallel. Ich habe die Variable auf 1429 Ohm eingestellt, denn wenn der Eingang +12 Volt beträgt, sollte der Ausgang des Spannungsteilers mir 5,001 Volt geben. Ich wandle effektiv die 0 - 12 V vom Operationsverstärker (Verstärkung) in 0 bis 5 Volt um.

Frage: Ich verstehe, dass Spannungsteiler mit diesen Widerständen ziemlich linear sein werden. Ist das richtig?

Ich verstehe auch, dass ich die Auflösung verliere, da der ADC 0,0049 Volt unverändert lesen kann (10-Bit-ADC mit vref = 5 V), was bedeutet, dass der ADC in der Lage sein sollte, eine Differenz von 0,01 Volt zu lesen, wenn die Spannung geteilt wird (0,01 am Eingang). am Teiler 0,0040 sein und 0,02 am Teiler 0,0090).

Ich verschiebe dieses Signal dann in einen anderen Puffer (da ich nicht möchte, dass die Impedanz meines Teilers bei der Signalabweichung eine Rolle spielt, und ich möchte, dass der Teiler nicht belastet wird, um maximale Linearität zu gewährleisten. Weitere Vorteile sind unten aufgeführt) OP2B und plane dies lesen Sie es über den ADC. Ich sehe dies als Vorteil, da ich jetzt direkt vor dem ADC-Eingang einen weiteren Tiefpassfilter einrichten kann, ohne mir Sorgen machen zu müssen, dass der effektive Widerstand 10K übersteigt, was als maximaler Widerstand am ADC-Eingang im Datenblatt des ATmega328 angegeben ist.

Beachten Sie, dass ich vorhabe, eine Schottky-Diode mit +5 auf der (-) Seite einzubauen, um den ADC zu schützen.

Nun meine paar Fragen:

• Klingt das obige logisch oder übersehe ich etwas Grundlegendes? (Es tut mir leid, dass dies mein erstes elektronisches Projekt ist und ich Programmierer bin!)
• Alle Operationsverstärker sind Rail-to-Rail mit Versorgung von +12 und -12. Was ist, wenn ich +5..+5,5 an den letzten Puffer-Operationsverstärker versorge, damit sein Ausgang niemals seine Schiene überschreitet, wodurch ich die Schottky-Dioden überspringen kann?
• Wie viel Verstärkung kann ich problemlos aus der DC-Perspektive erzielen? (Ich habe versucht, die Verstärkungs-Frequenz-Diagramme zu verstehen, aber ich kann es nicht verstehen. DC ist 0 Hz oder 1 Hz.)
• Sollte ich einige Bypass-Kondensatoren auf die Signalleitung setzen? Setzen Sie zB nach dem Transimpedanzverstärker eine kleine Kappe parallel, um das Hochfrequenzsignal (Rauschen) zu erden ... * Wenn die obige Antwort ja ist, wie entscheide ich dann den Wert des Kondensators so, dass dies nicht der Fall ist Verzögerung in meinem Signal verursachen?