Vorspannen einer Wechselspannung für den Eingang zum ADC

Ich versuche, ein 50-Hz-5-V-Wechselstromsignal (pp) (von einem Signalgenerator) um +2,5 V vorzuspannen, um es an einen ADC anzuschließen. Ich messe sowohl Eingangs- als auch Ausgangsspannungen mit der Messfunktion eines GDS-2102-Oszilloskops. Ich habe folgende Schaltung verwendet:

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Ich bekomme jedoch keine 2,5-V-Vorspannung. Es liegt bei etwa 2,8 V. Wenn ich den Widerstand erhöhe 1 M Ω sinkt die Vorspannung auf etwa 1,6 V. Ich verstehe nicht - sollte die Vorspannung nicht vom Spannungsteiler bestimmt werden? Und da die Widerstandswerte gleich sind, warum bekomme ich nicht genau 2,5 V?

Hat Ihr ADC-Eingang (Knoten 1) eine hohe Eingangsimpedanz? Wenn nicht, kann es daran liegen, dass es zu viel Strom zieht und einen Spannungsabfall verursacht.
Wie messen Sie die Spannungen und wie genau sind Ihre +5V?
Die Eingangs- und Ausgangswellenformen werden auf einem Oszilloskop gemessen. Die Eingangsspannung von Spitze zu Spitze liegt bei etwa 4,95-5,05 V
Sind die von mir ausgewählten Komponentenwerte angemessen genug, um mir eine ziemlich genaue 2,5-V-Vorspannung zu geben?
Die Antwort von JRE ist gut. Die billigere Antwort ist, R1, R2 zu verringern - 22k werden Sie wahrscheinlich nahe genug bringen - so dass alle Fehler, die durch die eigenen Leckströme des ADC verursacht werden, viel kleinere Fehler in der Vorspannung verursachen.
Beachten Sie, dass das Verringern von R1 und R2 erfordern kann, dass C1 größer wird. R1 und R2 bilden zusammen mit C1 einen Hochpassfilter, sodass Änderungen an R1 und R2 Änderungen an C1 implizieren. Ein kurzer Lauf mit einem Impedanzrechner sagt, dass C1 560 Ohm bei 50 Hz hat, also sollte es in Ordnung sein.

Antworten (1)

Der ADC-Eingang schwebt auf einer gewissen Gleichspannung. Wenn Sie Ihren Spannungsteiler vom ADC trennen, sehen Sie, dass die Spannung am ADC auf eine gewisse Gleichspannung schwimmt.

Der ADC-Eingang sieht in etwa so aus:

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R1 und R2 sind keine Widerstände als solche, sondern eher Leckpfade von den Stromschienen zum Eingang. Die Werte sind nicht wirklich repräsentativ - sie können viel höher oder niedriger sein.

Der Spannungsteiler, den Sie am Eingang angeschlossen haben, ist parallel zum bildlichen Spannungsteiler im ADC.

Die Möglichkeit, Ihr Problem zu beheben, besteht darin, einen Operationsverstärker zu verwenden, um die Summierung so durchzuführen, dass er eine niedrige Ausgangsimpedanz hat. Dadurch wird das Signal zum ADC gegen die relativ hohe Impedanz seines internen Spannungsteilers auf den gewünschten Pegel getrieben.

Was Sie tun möchten, sieht so aus:

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Operationsverstärker haben in der Regel eine geringe Leckage, daher sollten Sie in der Lage sein, R1 und r2 so auszuwählen, dass Sie genau 2,5 V erhalten, wenn der Operationsverstärker angeschlossen ist, obwohl Sie möglicherweise niedrigere Werte verwenden möchten (oder müssen).

Die Schaltung, die ich gegeben habe, invertiert das Signal - ich erwarte kein Problem, aber wenn es nur ein zweiter invertierender Operationsverstärker nach dem ersten ist.

Sie sollten einen Operationsverstärker verwenden, der für den Rail-to-Rail-Betrieb ausgelegt ist. Der TL081 ist der Standard, der im CircuitLab verwendet wird, und ich habe mir nicht die Mühe gemacht, nach seinen Spezifikationen zu suchen - ich glaube nicht, dass er Rail-to-Rail ist.

Ihr Operationsverstärker-Design ergibt keinen Sinn. Der Kondensator sollte nicht mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers verbunden werden, sondern mit dem positiven Eingang.
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