¿Cómo un amplificador operacional inversor agrega una compensación de CC?

Estoy trabajando en un proyecto basado en esta publicación. He construido el circuito pero algo no funciona.

He probado a comprobar la tensión con un multímetro (no tengo osciloscopio a mano) y hay tensión antes del filtro paso banda (1-1,1 V). Como era de esperar, no hay voltaje de CC después del filtro de paso de banda (flecha negra).

Pero después del último amplificador operacional, el voltaje debe estar en el rango de 0-5 V, según la publicación, que también dice que el último amplificador operacional introduce una compensación de 2,5 V CC a la señal. Creo que debería poder medir alrededor de 2,5 V en la flecha roja, pero siempre mido -0,6 V. ¿Por qué? Además, estoy usando una fuente de -12 V con una resistencia de 72 Kohm, pero supongo que esto no debería importar (-12/72 * 15 = -2.5)?

¡Gracias!

el circuito

Estoy de acuerdo con tu cálculo al final. Si estás usando − 12 V en su lugar y cambió la resistencia a 72 k Ω , entonces parecería agregarse el mismo sesgo que en el circuito del artículo. Sin embargo, está utilizando un multímetro, que puede no ser adecuado. Eliminar el 1.5 k Ω resistencia entre los dos últimos amplificadores operacionales y mida la salida al ADC. Tiene que leer 2.5 V entonces. Comprueba que lo hace. (Artículo genial, por cierto. ¡Gracias!)
Gracias, lo intentaré más tarde hoy. Además, noté que en realidad me faltan los diodos antiparalelos al comienzo del circuito.
No te preocupes por sacar 2,5 en la flecha roja hasta que hayas verificado que tienes 0 en la negra. ¿Y está seguro de que está utilizando tanto más como menos 12 para los suministros de su amplificador operacional?
@jonk Aislé el último amplificador operacional, como sugirió, pero el voltaje sigue siendo -0.6 V. Pensé que el LT1007 podría estar defectuoso, pero cuando probé con otro obtuve el mismo resultado. Estoy bastante perdido en este punto. ¿Hay alguna posibilidad de que pueda usar el riel V+ (pin 7) para ajustar el desplazamiento?
@WhatRoughBeast El voltaje en la flecha negra es efectivamente 0.
¿Cuáles son sus fuentes de alimentación de amplificador operacional?
@WhatRoughBeast como jonk adivinó correctamente, estoy usando los rieles de -12 V de una fuente de alimentación de PC reutilizada. La línea "Desde el transmisor" proviene de los pines PWM Arduino.
Bien. ¿Y estás usando tierra para tu suministro positivo? Si es así, ese es tu problema.
@WhatRoughBeast ¡Gracias! Y perdón por mi falta de conocimiento, pero ¿qué debo usar como suministro positivo?

Respuestas (2)

El hecho de que esté utilizando tierra como suministro positivo es su problema. Por un lado, un amplificador operacional no puede producir una salida más alta que la fuente de alimentación + ni más baja que la -, por lo que esperar 2.5 de su circuito es imposible. Por otro lado, en general tampoco puede acercarse tanto a esos suministros. Hay excepciones a estos últimos, llamados amplificadores operacionales de riel a riel, pero el LT1007 no es uno de ellos. Es por eso que solo obtiene -0.6 en lugar de 0. De hecho, estoy bastante impresionado de que el LT1007 se acerque tanto a V +. La tecnología lineal hace cosas buenas.

Lo primero que debes hacer es mirar la hoja de datos . Si bien no es un experto en estas cosas, debe notar que el LT1007 solo está especificado para operar a +/- 15 voltios. De hecho, puede salirse con la suya con +/- 12 voltios (que es lo que recomiendo). Y, dependiendo del amplificador operacional, a menudo puede usar voltajes incluso más bajos, pero no lo recomendaría en este caso. Un suministro de PC reutilizado tendrá +12 disponibles. En un apuro, podría intentar usar +5. Solo tenga en cuenta que si lo hace, está operando muy por debajo de las condiciones especificadas, y si no funciona, no tiene ninguna queja.

Muchas gracias por su respuesta. Si entendí bien, ¿el circuito que debo hacer es este ? ¿Deberían conectarse los rieles de alimentación en los otros amplificadores operacionales (por ejemplo, el filtro de paso de banda) a la fuente de alimentación de manera similar?
@ClayP - Sí a ambos. Si no lo hace, cada amplificador operacional no podrá amplificar la parte positiva de la señal de CA que ingresa, y esto distorsionará enormemente la señal.
Las fuentes de alimentación ATX también tienen -12 V (cable azul), pero no estoy muy seguro de las capacidades actuales.
@WhatRoughBeast Funcionó perfectamente. Gracias de nuevo.

Dado que el segundo amplificador operacional está referenciado a tierra en + en la salida, será 0 y no funcionará con un solo suministro.

Cualquier suministro bipolar que pueda producir una oscilación de 5V para el ADC funcionará y probablemente +/-15 es lo que se usó en el artículo... es una exageración.

Si desea utilizar un solo suministro, U2 +in debe conectarse a ADV Vref/2 para que su salida tenga el mismo voltaje de CC y eso se convierte en el nivel de voltaje 0 en el ADC.

El -15V inyecta una compensación con una ganancia inversora de;

Av=-Rf/Rin así compensado inyectado por -15V = (-15V)* -15k/91K = +2.47V que está cerca de 2.5V.

No necesita esto si su ADC Vref es de 5 V, entonces crea 2.5 V para U2in + con un divisor R igual y una tapa de filtro.

ingrese la descripción de la imagen aquí

El artículo en sí tiene esas entradas LT1007 particulares dispuestas de manera opuesta. La entrada inversora está conectada a tierra en el propio artículo. Además, sospecho que el OP está usando el ± 12 V rieles disponibles en una fuente de alimentación de PC, así como el + 5 V riel de suministro, ya que el artículo se refiere a la idea de reutilizar una fuente de alimentación de PC para el proyecto. Creo que es por eso que el OP cambió la resistencia en ese amplificador operacional final. No creo que el OP esté atascado con un solo riel de suministro.
@jonk El autor del artículo luego publicó erratas, mencionando que las entradas LT1007 en el documento deberían estar al revés. De ahí que las mías sean corregidas siguiendo sus propias correcciones.
@ClayP Gracias. ¿Dónde recogiste la errata?
@ClayP Ah. No importa. Encontré el artículo revisado, creo. ( researchgate.net/publication/… )
@ClayP, por lo que el error esquemático que vio causó confusión y entiende la solución de inversión de ganancia, ¿de acuerdo ahora?
También con una fuente de baja impedancia, la corriente del diodo es desconocida. Dado que el LT1007 ya tiene diodos, sería mejor seguir el ejemplo de la hoja de datos e insertar Rs >=500Ω a Vin+ o limitar la corriente a <=20mA y luego no ext. Se necesitan diodos y la corriente de entrada es limitada.
@Tony Stewart. EE desde '75 Creo que entiendo la ganancia de inversión, pero por alguna razón (como se comentó anteriormente) la lectura de voltaje todavía está completamente apagada. Supongo que solo estoy tratando de solucionar mi circuito en este punto.
verificar los números de pin. Vin+=Vin- debe ser cierto. Dado que +=0V Vin- debe ser 0V y la salida depende de la carga y la suma de la relación V* R (ganancia) de la fuente. Verifique también los pines de alimentación bipolares. Si todas las entradas son correctas y la salida es incorrecta... chip quemado o uniones de soldadura o conexiones de puente defectuosas.
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