Verstärkung und Offset des Verstärkers (positiv m und negativ b)

Meine Frage bezieht sich auf Verstärkung und Offset eines Verstärkers.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich habe verschiedene Referenzen verwendet, aber ich glaube, dass die Schaltung, die ich bauen möchte, etwas einzigartig ist, in der ich eine Eingangsspannung von einem Sensor umwandeln möchte, der zwischen 2 und 4 Volt liegt. Ich möchte die 2-4 Volt so umwandeln, dass mein Verstärkerausgang 0-10 V beträgt, wobei 2 V 0 V und 4 V 10 V entsprechen.

Ich habe den folgenden Beitrag durchgelesen. Kann jemand diese Verstärkungs- und Offset-Operationsverstärkerschaltung erklären? und lesen Sie das berühmte TI-Dokument .

Nach der Berechnung meines "m" (Verstärkung) erhielt ich im Wesentlichen m = 4,8780 und nach der Berechnung meines Offsets "b" erhielt ich b = -10,6439. Ich fuhr dann mit der Berechnung der erforderlichen Widerstandswerte außer Rf fort, die ich nur deshalb als 51,1 k auswählte Ich musste irgendwo anfangen, um mit der Berechnung in diesem Dokument fortzufahren .

Hier ist das Problem, ich erzeuge einen Fehler in meinem Ausgang (dh anstatt 10 V am Ausgang zu sehen, wenn 4 V am Eingang anliegen, erhalte ich 13 V (das ist ein 3-V-Unterschied und ein signifikanter Fehler). Wie kann ich es entfernen oder beheben? Dies, damit ich näher an einen 10-V-Ausgang komme (dasselbe gilt für einen 2-V-Eingang. Anstatt 0 V zu sehen, sehe ich ungefähr 3 V am Ausgang. Ich kann die Mathematik posten, wenn jemand sie sehen muss, aber wenn ich mir die Gleichung anschaue, die ich nicht sehe Welcher Widerstand hat tatsächlich einen großen Einfluss auf diesen Fehler.Wie kann dies behoben werden?

Hinweis: Auf dem Papier funktioniert die Mathematik, aber ich frage mich, ob Pspice/TINA Ti ein Problem damit hat, dies zu simulieren.

Vielen Dank im Voraus!

Antworten (1)

Ich weiß nicht, woher du die Zahlen hast. Ihre Schaltung sollte Ihnen (1 + 51,1 / 11,9) * 2 V + 2 V Ausgang bei angelegten 4 V, was 12,59 V Ausgang entspricht, und 2 V Ausgang bei angelegten 2 V liefern. Sie können die Simulation ganz einfach in Circuitlab ausführen, wenn Sie möchten (drehen Sie zuerst Ihre Netzteile um, sie sind umgekehrt).

Sie möchten eine Verstärkung von 5 (2 V Änderung = 10 V am Ausgang), daher muss das Widerstandsverhältnis 4: 1 betragen. Angenommen, Sie verwenden 40K und 10K.

Beachten Sie beim Offset auf 0 für 2 V Eingang, dass die Verstärkung -4 (im Vergleich zu +5) vom invertierenden Eingang beträgt, sodass Sie 5/4 * 2 V = 2,5 V an den 10-K-Widerstand anlegen müssen, wie unten gezeigt:

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich war ein wenig von den Spannungen abgekommen, ich habe mich entschuldigt. Die korrekten Werte sollten 2,18-4,23 sein. Verzeihen Sie meine Opamp-Spannungen, da ich CircuitLab nie verwendet habe, was mir auch Probleme bei der Simulation Ihrer Schaltung bereitete. Ich habe Ihre Schaltung in TINA-TI und Pspice ausprobiert und sie hat gut funktioniert. Mein einziges Problem ist, dass mich die von Ihnen angezeigte Gleichung ein wenig abgeschreckt hat.
Sie haben ursprünglich für den nicht invertierenden Eingang "(1 + 51,1 / 11,9) * 2 V + 2 V out mit angelegten 4 V" angegeben, wobei ich die zusätzlichen 2 V abwerfe, die hinzugefügt werden. Ist dies die Differenz zwischen meiner Eingangsspannung von 2-4 V und dem positiven Eingang des Operationsverstärkers? Wenn ja, dann sehen Sie sich Ihre Schaltung an, die Formel für Vout = (1 + R1 / R2) * V2 + (V2H - V2L) mit V2H = V2 High und V2L = V2 Low, richtig? Wie gehen Sie davon aus, dass ich ein Widerstandsverhältnis von 4: 1 benötige?
Gewinnen Sie unter Verwendung Ihrer Komponentennamen ( Δ Vout/ Δ Vin) vom nichtinvertierenden Eingangswiderstand (1+Rf/Rg), der Ausgang ist V3 Volt, wenn der Eingang V3 Volt (Offset) ist. Da Sie eine Verstärkung von 5 benötigen, ist Rf/Rg = 5-1 =4. Vout = (1+Rf/Rg)Vin – (Rf/Rg)V3.
Verstärkung und Offset des Verstärkers (positiv m und negativ b)
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