Was ist das richtige Schaltplansymbol für virtuelle Masse?

Ich verfolge das Design einer Schaltung, die eine Stromversorgung benötigt, um etwas bereitzustellen, das der Autor virtuelle Masse nennt . v G N D . Die Schaltung sieht so aus:

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Ich verwende jedoch KiCad für das Design und von allen verfügbaren Stromversorgungssymbolen kann ich keine finden, die angemessen erscheinen. Ich verwende bereits sowohl die Erdungs- als auch die gemeinsamen / Signalerdungssymbole für etwas anderes. Tatsächlich kann ich anhand dieses Schemas nicht einmal sagen, ob diese virtuelle Spannung negativ oder positiv ist .

Ich habe mich auch mit diesen relevanten Fragen befasst:

Abgesehen davon, dass das Netzwerk nur so bezeichnet wird, wie es der Autor tut ...

F: Welches Symbol wäre besser geeignet, um es zu ersetzen? v G N D ?

PS. Ist es nur ich, oder ist dieses Diagramm extrem schlampig? Es scheint sehr seltsam, dass einige Stromnetze in der Luft enden, während andere nur als In-Circuit ohne Terminierung gekennzeichnet sind. Ich kann mir nicht vorstellen, dass dies eine Standard-Designpraxis ist.

AKTUALISIEREN:

  • Der Akku ist ein 3,7 V LiPo.
  • Die U1-Pins sind "1" für +und "2" für -.
  • Die Pins für den AD8607 wie oben gezeigt sind falsch und sollten sein:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Die Benennung des Netzes ist nicht das schwerwiegendste Problem bei dieser Schaltung. Es liegt weit über der empfohlenen kapazitiven Belastung von 2 nF und wird wahrscheinlich oszillieren und heiß werden.
Sie „liefern“ nicht wirklich einen virtuellen Boden – es passiert einfach als Folge der Konfiguration.
@SpehroPefhany Oh!? Danke für diesen Hinweis. Natürlich muss ich einen anderen Weg finden, um diese Spannung bereitzustellen. Gibt es eine Möglichkeit, die Sie klären oder mir verlinken könnten, um das von Ihnen erwähnte Problem besser zu verstehen?
Normalerweise werden Kondensatoren nicht direkt an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschlossen. Sie mögen es nicht. Die Schaltung sieht aus, als wäre sie von einem Anfänger oder für Anfänger gemacht worden, um etwas zu haben, an dem sie an einem Konzept arbeiten können, das als virtueller Boden bezeichnet wird. In diesem Fall ist die virtuelle Masse nur VDD/2, die Hälfte der Versorgungsspannung, gepuffert durch einen Operationsverstärker.
Sehen Sie sich das Datenblatt an. Dieser Operationsverstärker kann 2 nF ohne Oszillation laden, was eigentlich ungewöhnlich gut ist (insbesondere für einen Operationsverstärker mit geringer Leistung), und sie fördern ihn als Feature. Wenn also C2/C102 auf 1 nF reduziert würde, könnte es in Ordnung sein. Es gibt spezielle Rail-Splitter-Chips, die dieses ganze Durcheinander ersetzen. Z.B. TLE2426 oder Sie können eine Kompensation hinzufügen, wenn Sie wirklich einen Operationsverstärker verwenden möchten.
Haben Sie bemerkt, dass die Nummern um U1 nicht mit den Pin-Nummern eines AD8607 übereinstimmen?
@Huisman Ja, ich weiß, dass die Pin-Nummern komplett ausgeschaltet sind, aber ich habe vergessen, es in OP zu erwähnen. Spehro & Justme: Ich verstehe nicht, was das Problem bei der Verwendung von Caps am Ausgang eines Operationsverstärkers ist, weil ich dies sowohl bei aktiven als auch bei passiven Tiefpassfiltern ständig sehe. Tatsächlich ist der obige Treiber Teil einer größeren Schaltung mit der Verwendung solcher Filter.
@not2: In den von Ihnen erwähnten Filtern sind die Kondensatoren immer Teil eines RC-Netzwerks und "kurzen" daher niemals den Ausgang des Operationsverstärkers. In Ihrer ersten Schaltung zieht jedes Rauschen an der Versorgung den Ausgang des Operationsverstärkers nach oben und unten, da der Ausgang direkt mit den Versorgungsschienen gekoppelt ist. Das ist nicht gut. Entkoppeln Sie stattdessen die Versorgungsschienen, indem Sie einen Kondensator zwischen V+ und GND so nah wie möglich am Chip platzieren, und vertrauen Sie dann darauf, dass der Operationsverstärker normal funktioniert, indem Sie C1 in meiner Abbildung 1 verwenden, um für Stabilität zu sorgen.

Antworten (2)

Ich würde das Symbol "Erde" nicht verwenden, es sei denn, ich meinte Netzerde oder Erde.

Es stehen verschiedene Bodensymbole zur Verfügung.

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Abbildung 1. Von Ground, Erde und Chassis erklärt (von mir).

In Ihrem Fall würde ich wahrscheinlich das Symbol für den hohlen Boden für den realen Boden und das Symbol für den festen Boden für den virtuellen Boden verwenden.

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Abbildung 2. Unterschiedliche Massesymbole für Primärmasse und virtuelle Masse.

Anmerkungen:

  • R1 und 2 liefern eine VCC / 2-Referenz.
  • C1 stabilisiert die Referenzspannung und hält sie während Schwankungen in V CC konstant .
  • U1 stellt den virtuellen Boden bereit.
  • C2 ist der Versorgungsentkopplungskondensator für den Operationsverstärker.

Aus den Kommentaren:

Der Operationsverstärker ist nur ein Spannungsfolger? Warum Vcc/2 virtuelle Masse nennen?

Virtueller Boden scheint mehrere Bedeutungen zu haben. In der Operationsverstärkerkonfiguration des invertierenden Verstärkers bezieht es sich auf den invertierenden Eingang, der aufgrund der hohen Verstärkung und der negativen Rückkopplung sehr nahe am Erdpotential liegt. In diesem Fall von Abbildung 2 unten und der Frage des OP ist es eine Masse oder Referenz für die Audiosignale, und sie wechseln sich über und unter dieser Referenzspannung ab und sind gleich dieser Referenzspannung, wenn das Audio im Ruhezustand ist.

Der Begriff scheint auf hoher Ebene Zustimmung zu finden. Siehe Datenblatt von TI für TLE2426, das „Rail Splitter Precision Virtual Ground“ -Gerät.

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Abbildung 3. Der Belton-Brick verwendet eine virtuelle Massereferenz, VB, um alle Operationsverstärker in der Audiosignalkette auf die halbe Versorgung vorzuspannen, um Audio-Wechselspannungen zu ermöglichen. (Für hohe Auflösung doppelklicken.) Quelle: Hot Bottles .

Der Operationsverstärker ist nur ein Spannungsfolger? Warum Vcc/2 virtuelle Masse nennen?
Siehe Aktualisierung. Hilft das?
Danke schön. Ich habe es gerade selbst herausgefunden, immer noch +1 zum Hinzufügen/Erklären.

Obwohl ich mich entschieden habe, die Antwort von Transistor zu akzeptieren, weil ich seine klare und detaillierte Erklärung mag, kann ich das mulmige Gefühl nicht überwinden, ein massebezogenes Symbol für die virtuelle Massereferenzspannung zu verwenden.

Vielleicht ist diese Frage und Diskussion also subjektiver und psychologischer Natur, als ich zuerst dachte. In dieser Hinsicht halte ich die Verwendung eines nach unten zeigenden Bodensymbols für irreführend. Wie bereits erwähnt, ist die Treiberschaltung nur ein von einem OpAmp gepufferter Spannungsteiler , dessen Ausgang immer noch eine positive Spannung gegenüber der Batteriemasse ist. Daher erscheint es einfach natürlicher, etwas nach oben zu zeigen, anstatt nach unten, da hier nichts wirklich versenkt wird, selbst wenn es eine niedrigere Spannung als hat v D D .

Ein Symbol, das ein besseres bildliches "Gefühl" vermitteln kann, kann das sein, was (in KiCad) als digitaler Boden bezeichnet wird , dessen Symbol ist:

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Aber anstatt es in der Treiberschaltung nach unten zu haben, haben wir es so :

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Wenn wir es dann tatsächlich in der Schaltung verwenden, haben wir es unten.

Ich würde gerne hören, was die Community darüber denkt, besonders wenn ich auf diese Weise gegen einige Designstandards verstoße.

Was ist das richtige Schaltplansymbol für virtuelle Masse?
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