Spannungsskalierung des analogen Signals von -10 bis +10 V auf 0 bis 3 V für den Eingang zum ADC mit Operationsverstärker

Ich habe einen Sensor, der einen Ausgang von -10 bis +10 V liefert. Ich muss ihn auf 0 bis 3 V herunterskalieren, um ihn als Eingang für den ADC eines Mikrocontrollers zu geben.

Ich habe die Operationsverstärker TL082 und TL431. Ich habe auch eine Referenzschaltung angeschlossen, aber wenn ich simuliere, bekomme ich eine falsche Ausgabe. Bitte teilen Sie Ihre Ideen mit; was muss ich an der Schaltung ändern?

Simulation des Modells in der Software TINA-TI:

Vin = 5 V (Sinus)
Vref= 1,5 V (Sinus)
Vout= 3,66 V

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Kannst du uns die Simulation zeigen?
Sie müssen die Entsprechung zwischen -10 bis +10 und 0 bis 3 definieren. Möchten Sie, dass -10 eine Ausgabe von 0, 0 eine Ausgabe von 1,5 und +10 eine Ausgabe von 3 V ergibt?
@ElliotAlderson: Dies ist mit Sicherheit ein Duplikat, obwohl ich hoffe, dass es ein besseres Beispiel geben würde.
Kein Duplikat, die Bereiche sind nicht gleich
VREF (VP_5) in Ihrer Simulation sollte 1,5 V DC betragen , nicht 1,5 V rms.
@logee was ist dein aktuelles sortiment?
Ist Ihr Operationsverstärker SCHNELL GENUG, um die gewünschte Filterung bereitzustellen? Sie können ein saubereres Signal erzielen, indem Sie R7 und R12 in 4 Teile aufteilen und 3 Kondensatoren in einer PI-Konfiguration verwenden, um sowohl eine Differenzfilterung als auch eine Gleichtaktfilterung zu haben.
@VoltageSpike: Was wir brauchen, ist eine kanonische Antwort, die allgemein in Bezug auf "Zuordnung des Eingangs I zum Ausgangsbereich O" funktioniert. Dies kommt häufig vor, und die Fragen variieren wirklich nur in den Besonderheiten der Spannungen - selten in echten Implementierungsdetails.
@Spannungsspitze würde die Stromstärke in wenigen mA liegen. nicht mehr als 10mA.
@logee fühlst du Vorwärts- und Rückwärtsstrom oder nur in eine Richtung?
@ElliotAlderson Ich habe den Referenzlink gesehen, aber meines Wissens hat er nichts mit meiner Bewerbung zu tun.
@sstobbe Ich würde Vref mit 1,5 V VDC versuchen
@VoltageSpike nur eine Richtung.
@sstobbe In der Tina-Simulationssoftware haben sie entweder eine AC-Analyse oder eine DC-Analyse, sodass ich die Schaltung nicht mit Vref 1,5 V DC überprüfen konnte.
@logee Für die Wechselstromanalyse sollte VREF 0 Vrms sein und der Ausgang ist auch nur Wechselstrom, sodass Sie den Gleichstromversatz nicht sehen. Sie können Ihre Schaltung auch mit einem DC-Sweep von Vin von -10 bis 10 simulieren

Antworten (2)

Die folgende Schaltung wandelt +/-10 V DC in 0 bis 3,3 V um. Auch für AC können Sie das gleiche verwenden. Ändern Sie die Vref entsprechend.

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Sie müssen also zwei Dinge tun, um Ihr Problem zu lösen.

  1. Fügen Sie einen 10-V-DC-Offset hinzu, damit die gesamte Spannung in eine positive Richtung geht. Sie können dies einfach mit einem Spannungsteilernetzwerk tun. Ich habe eine Schaltung angeschlossen, in der ich mit einem Spannungsteilernetzwerk (R3 & R4) einen Spannungsoffset von 2,5 V hinzufüge.
  2. Jetzt liegt die gesamte Spannung im Bereich von 0-20 V. Verwenden Sie dann einen OP-AMP in einem nicht invertierenden Verstärker, um das Signal auf 0-3 V zu dämpfen. Denken Sie daran, dass Sie nur eine einzige Versorgungsspannung für den Operationsverstärker benötigen.

Bild, wie ein Spannungsoffset mit einem Signal mit doppelter Polarität hinzugefügt wird, um es in eine positive Spannung umzuwandeln

Was ist, wenn das analoge Signal dieselbe Bezugsmasse wie der Rest der Schaltung verwendet?
@ElliotAlderson In diesem Fall müssen Sie Signal- und Spannungsoffset miteinander verbinden und mit dem OP-AMP-Eingang verbinden. Sie müssen ein Dual-Rail-Netzteil mit dem Operationsverstärker verwenden
@shuvangkar shuvo Danke für die Antwort. Ich würde deinen Vorschlag in der Simulationssoftware TI Tina ausprobieren und das Ergebnis posten.
Spannungsskalierung des analogen Signals von -10 bis +10 V auf 0 bis 3 V für den Eingang zum ADC mit Operationsverstärker
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