Kann ich einen Widerstandsteiler verwenden, um beiden Hälften des LM358 OpAmp virtuelle Masse bereitzustellen?

Ich versuche, einen LM358-Operationsverstärker zu verwenden, um ein Elektretmikrofon auf etwas zu verstärken, das ich mit dem ADC meines attiny85 lesen kann. (Was soll ich sagen? Ich mag DIP-8 :)

Ich habe das Gefühl, dass ich eine Verstärkung von etwa 100 benötige, um ein anständiges Signal zu erhalten.

Ich möchte eine Einzelversorgungskonfiguration mit einem Spannungsteiler verwenden, um eine virtuelle Masse bereitzustellen.

Mein erstes Design verwendete eine Hälfte des LM358 als grundlegenden invertierenden Verstärker mit einer Verstärkung von 100 und die zweite Hälfte, um eine virtuelle Masse bereitzustellen, wie in:

http://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Ref/SingleSupply/SingleSupply.html

Jetzt hat der LM358 ein Verstärkungsbandbreitenprodukt von etwa 1 MHz, was bedeutet, dass meine 100-Verstärkung bei etwa 10 kHz beeinträchtigt wird.

Ich möchte beide Hälften des LM358 verwenden, jede mit einer Verstärkung von beispielsweise 10 und einem Koppelkondensator dazwischen.

Die obige Liste von Seite I zeigt an, dass der virtuelle Massestrom eines invertierenden Verstärkers Null ist, was darauf hindeutet, dass ich in der Lage sein sollte, einen Widerstandsteiler für beide Verstärker zu verwenden.

Klingt das richtig? Oder übersehe ich etwas?

TI-Anwendungshinweis 31, Abbildungen 13 und 14.

Antworten (2)

Wenn die Widerstände, aus denen der Spannungsteiler besteht, einen ausreichend niedrigen Wert haben und die Versorgungsschienen eine ausreichend niedrige Impedanz haben, ja, ein einzelner Widerstandsteiler kann verwendet werden, um mehrere Operationsverstärker mit virtueller Masse zu versorgen.

Um die Masse etwas zu versteifen, kann ein Kondensator zwischen den Versorgungs- und Masseschienen am Widerstandsteiler und ein zweiter Kondensator zwischen dem virtuellen Massepunkt und einer der Schienen hinzugefügt werden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Alternativ ist ein dedizierter Virtual-Ground-IC wie der Präzisions-Rail-Splitter TLE2426 von Texas Instruments für diesen Zweck praktisch.

Danke für die Antwort. Die Widerstände, die Sie dort zeigen, haben 220 Ohm. Bei Vcc von 5 V sprechen wir von mehr als 10 mA. Das erscheint mir hoch. Würden 100k oder 10k Widerstände funktionieren?
@ user2557313 Die tatsächlichen Widerstandswerte hängen davon ab, welche Impedanz voraussichtlich von der virtuellen Masse gespeist wird. Zum Experimentieren stecke ich im Allgemeinen 220- oder 470-Ohm-Widerstände ein, weil das jegliche Bedenken hinsichtlich der Impedanz der nächsten Stufe beseitigt. Für einen Prototyp oder ein Release-Design, bei dem 10 mA ein Problem darstellen, würde ich sowieso keine Abstriche machen, indem ich einen Widerstandsteiler verwende. Wenn diese virtuelle Masse jedoch nur für ein paar LM358-Eingänge benötigt wird, sollten Sie auf jeden Fall höhere Widerstände verwenden. Denken Sie daran, dass je höher die Widerstände, desto mehr Durchhängen und Übersprechen auftreten.
@user2557313: Es gibt kein kostenloses Mittagessen. Wenn Sie höhere Widerstandswerte verwenden und ein geringfügiges Stromungleichgewicht in die vground fließt, wird es proportional zu der Differenz verschoben, die Sie bei den Widerstandswerten gemacht haben. Zu diesem Thema habe ich einen Artikel geschrieben . Ganz oben wird ein Fall behandelt, in dem die Verwendung von 4,7-kΩ-Widerständen aufgrund der Last, die die Schaltung antreibt, zu einer erheblichen virtuellen Masseverschiebung führen kann. Der Rest des Artikels spricht über andere Möglichkeiten, dies zu beheben, als niedrigere Widerstandswerte, einschließlich des TLE2426.
Ich ging mit ein paar 10k-Widerständen und einem 1k-Mutiturn-Trimmertopf dazwischen, um den Teiler so nahe wie möglich an 1/2Vcc zu bringen. Dann beide Hälften des LM358 in der grundlegenden invertierenden Verstärkerkonfiguration. mit 0,1uF-Kondensatoren und 10k-Widerständen am invertierenden Eingang und 100k-Rückkopplungswiderständen. Ich bekomme ein schönes klares Signal an meinem ADC. Vielen Dank für die Hilfe aller.

Wenn Sie zwei invertierende Operationsverstärkerabschnitte kaskadieren, bei denen beide Schaltungen eine in sich geschlossene Rückkopplung haben, können beide LM358-Operationsverstärker denselben Widerstandsteiler-Mittelpunkt teilen - er wird mit ihren nicht invertierenden Eingängen verbunden und die Werte können ziemlich hoch sein Wert, der eine gewisse Bodenentkopplung verwendet, wie etwa 1 uF oder so.

Ich würde jeweils nicht höher als 100 k gehen, da Vorspannungsströme den Mittelpunkt um mehr als 0,1 V verschieben können. Achten Sie auch beim LM358 darauf, dass sein Ausgang nicht in die Nähe der positiven Versorgungsschiene schwingt. Wenn Sie also erwägen, von einer niedrigen Spannung auszugehen, müssen Sie das Datenblatt lesen und möglicherweise Ihre "Mittelschiene" näher vorspannen auf 0 V, um einen anständigen symmetrischen Spannungshub am Ausgang zu erhalten (oder verwenden Sie ein Rail-to-Rail-O / P-Gerät).

Kann ich einen Widerstandsteiler verwenden, um beiden Hälften des LM358 OpAmp virtuelle Masse bereitzustellen?
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