Skalieren und erweitern Sie eine analoge Signalspannung

Ich habe einen Absolutdrucksensor: MPXA4115A, der mir ein analoges Signal zwischen 4,307 und 4,846 V liefert. Um eine Höhenmessung zu erhalten, gebe ich es in ein Arduino Due-Board ein, das maximal 3,3 V zulässt. Ich denke daran, eine Spannung zu verwenden Teiler, um das Signal zwischen 2,843 und 3,198 V zu skalieren. Jetzt möchte ich die Auflösung erhöhen, indem ich diesen Signalbereich auf den gesamten Spannungsbereich von Arduino Due, der zwischen 0 und 3,3 V liegt, erweitert. Ich bin neu in dieser Angelegenheit und lese mich um andere Fragen Ich denke, dass ich einen Differenzverstärker oder einen Instrumentenverstärker brauche, aber ich kann nicht die richtige Wahl treffen. Bevor ich diese Frage geschrieben habe, habe ich versucht, mit der Software LTSpice ein elektrisches Schema zu erstellen. Ich habe das Modell des Inamp MCP6N11 importiert aber die Analyse funktioniert nicht und es kommt folgende Fehlermeldung:

Analysis: Time step too small; initial timepoint: trouble with node "u1:_u1:21"

Genauer habe ich die im MCP6N11-Datenblatt (Seite 27) gezeigte Standardschaltung repliziert:

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Hier ist die Schaltung:

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Ich weiß nicht, ob der Fehler in der Analyse darauf zurückzuführen ist, dass in der importierten .txt-Datei für den MCP6N11 die Verwendung von PSPICE empfohlen wird (andere Simulatoren erfordern möglicherweise eine Übersetzung).

Meine Frage ist also: Welche Art von Verstärker muss ich wählen?

Vielen Dank für jeden Vorschlag.

Was ist deine Frage?
Verzeihung! Ich habe meine Frage jetzt bearbeitet. Die Frage ist, welche Art von Verstärker ich wählen muss. Danke
Versuchen Sie Rser, , vielleicht sogar Cparzu den Vorräten hinzuzufügen. Rsersollte klein genug sein, um keine nachteiligen Auswirkungen zu haben, während groß genug, um aufgrund des großen Dynamikbereichs keine numerischen Fehler zu verursachen. Versuchen Sie für Ihren Fall Rser=1m(mit möglich CpaR=1n). Es besteht auch die Möglichkeit, dass das Modell nicht sehr „kooperativ“ mit LTspice ist.

Antworten (1)

Theorie vs. Realität zuerst: Wenn Sie keinen Rail-to-Rail-Operationsverstärker verwenden, benötigen Sie mehr Spannung als die maximale Ausgangsleistung, die Sie suchen, um den Operationsverstärker mit Strom zu versorgen. Die Simulation berücksichtigt nicht immer Zahlen aus der realen Welt. Rail-to-Rail-Operationsverstärker sind insofern nett, als sie Spannungen ausgeben, die näher an ihrer gelieferten Spannung liegen, aber sie haben sogar Einschränkungen. Die Stromversorgung eines Operationsverstärkers gegen Masse liefert normalerweise keinen Ausgang von 0 V, wenn 0 V erwartet werden. Das ist einer der Gründe, warum viele Operationsverstärker mit +/-12 V oder mehr arbeiten. Dadurch kann die Spannung über Null hinaus schwingen. Bitte achten Sie jedoch darauf, dass Sie die maximale Eingangsspannung Ihres Arduino nicht überschreiten.

Für den Schaltplan: Sie sollten einen "Zero and Span Circuit" verwenden, um die maximale Auflösung zu erhalten. Die 'Null' bewegt sich um 4,307 V - 4,846 V nach unten auf 0 V - 0,539 V. Die „Spanne“ verstärkt dann 0 V – 0,539 V auf 0 V – 3,3 V. Bitte achten Sie jedoch darauf, dass Sie die maximale Eingangsspannung Ihres Arduino nicht überschreiten.

Für den Operationsverstärker: Dies könnte mit dem MCP6N11 möglich sein, aber ich habe es nur mit mehrstufigen Verstärkerschaltungen gemacht. Texas Instruments 741 oder die verschiedenen OPA-Serien.

Bitte achten Sie jedoch darauf, dass Sie die maximale Eingangsspannung Ihres Arduino nicht überschreiten.

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Hallo, danke für deine Antwort. Ich habe mich gefragt, ob Sie mir ein schematisches Beispiel geben können, um es in der Praxis zu realisieren. Sogar die Wahl eines anderen Verstärkers und nicht des MCP6N11.
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