Cree pequeñas variaciones en el voltaje para el pin de referencia opamp

Saludos y gracias de antemano.

Estoy diseñando un circuito para medir 4 puentes de piedra de trigo usando 4 amplificadores de entrada AD8422 de Analog Devices. Ahora, estoy alimentando la salida AD8422 a un ADC de 3,3 V, por lo que estoy compensando la salida de 1,65 V para poder medir la salida de escala completa del puente. Sin embargo, soy consciente de que las pequeñas diferencias en los puentes, los amplificadores operacionales y las resistencias requerirán compensaciones ligeramente diferentes para cada puente (espero que algo como +-0.05V sirva).

El AD8422 requiere que la referencia sea alimentada desde una fuente de baja impedancia

Referencia AD8422

Ahora, para crear la referencia de 1,65 V, estoy usando una fuente de 3,3 V, un divisor de voltaje resistivo y un OPA333 de Texas Instrument como seguidor de voltaje. Sin embargo, para ajustar individualmente cada AD8422, necesitaría 4 de esos circuitos con potenciómetros en el divisor de voltaje, cada uno alimentando un AD8422. Las placas que tienen el AD8422 son muy pequeñas e integrar otro opamp (incluso uno SOT23 como el OPA333) es bastante difícil (y costoso si queremos expandir el sistema), así que aquí viene la pregunta:

¿Cómo aplicaría pequeñas variaciones en un voltaje de referencia sin alterar la naturaleza de baja impedancia de la salida?

Soy consciente de que el enfoque del potenciómetro no funcionaría, ya que necesitaría un conocimiento preciso de la intensidad que entra en el pin REF y resistencias bastante altas (2k+) que serían como un divisor de voltaje.

¡Gracias por tu ayuda!

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Puedes usar CONDENSADORES para establecer la baja impedancia?

Respuestas (3)

Sin embargo, soy consciente de que las pequeñas diferencias en los puentes, los amplificadores operacionales y las resistencias requerirán compensaciones ligeramente diferentes para cada puente (espero que algo como +-0.05V sirva)

No me molestaría en intentar hacer esto en hardware; Simplemente compensaría la lectura de ADC digitalmente para superar las ligeras discrepancias en las compensaciones. Produciría un voltaje de referencia sólido de 1,65 voltios y lo alimentaría a todos los InAmps AD8422.

Después de todo, si hay variaciones de resistencia que producen compensaciones de voltaje, esas variaciones también producirán variaciones de ganancia que probablemente necesiten compensación en el software.

Esa es la forma más fácil de hacerlo, pero quería evitarlo porque, si esto funciona, tendremos muchos más de esos módulos que conectaríamos en una placa con un microcontrolador. Tener la calibración en la PCB simplificaría mucho el software, ya que podríamos tener algo así como 20 placas conectadas al mismo microcontrolador, y hacer un seguimiento de la calibración del software de cada una es complicado. Si esto resulta difícil, terminaremos haciéndolo. ¡¡Gracias por tu respuesta!!
El software está ahí para agregar funcionalidad y rendimiento más allá de los sueños más salvajes de una simple resistencia. ¿Cómo realizaría un seguimiento de la calibración del hardware (dado que afirma que necesitaría realizar un seguimiento de la calibración suave)? ¿Cómo obtendrá la calibración si no está en el software? Da un paso al frente y enfréntate a la realidad.

Si echas un vistazo a la hoja de datos, hay una figura 55:

ingrese la descripción de la imagen aquí

mostrándonos cómo se usa la entrada REF.

Si la entrada REF tuviera una impedancia adicional en serie (como un voltaje de referencia proveniente directamente de un divisor resistivo, sin un búfer), entonces esta impedancia se suma a la resistencia de 10 kOhm presente en el chip.

Entonces la precisión sufre y pueden introducirse compensaciones. Este tipo de anula el propósito de usar este amplificador de precisión .

De hecho, puede comprometer y ajustar las compensaciones como proponga, pero el rendimiento (precisión) se verá afectado. Lo que creo que es la forma correcta de avanzar es determinar cuánta inexactitud puede tolerar. A partir de eso, debería poder determinar cuánta resistencia en serie se puede permitir en su diseño.

Tienes razón, había revisado ese diagrama pero todavía no tengo la experiencia suficiente para poder entender cómo funcionaría. Según tengo entendido, A3 está funcionando como un sumador y, por lo tanto, cambiar la resistencia que A3 ve en el pin REF cambiaría los factores de los diferentes voltajes agregados, por lo que tal vez no sume exactamente y disminuya la precisión, ¿no? Estamos trabajando con precisiones del 1-2%, por lo que cualquier cosa por encima de los 100 ohmios ya arruinaría eso. ¡Gracias por tu percepción!

Algo como esto:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Necesitará un amplificador operacional por ADC para obtener la mejor precisión . Los voltajes son diferentes, desea que tengan una impedancia de cero ohmios en comparación con 10K. Dependiendo de sus requisitos de precisión, podría ser mejor tener un divisor y un potenciómetro por amplificador operacional o tal vez pueda poner varios potenciómetros en paralelo y compartir las tres resistencias, lo que resultará en un peor tempco típicamente y una ligera interacción.

R1 y R2 (en paralelo con los elementos del potenciómetro) y R3 establecen los límites de su ajuste de Vref. Se utiliza R2 porque el tempco y la tolerancia de los elementos del potenciómetro suelen ser muy inferiores a los de una resistencia de precisión. Entonces tendrías R2 << R4. Y elegirá un amplificador operacional con Ib lo suficientemente bajo como para que la impedancia de la fuente no cause un error o una deriva excesivos.

El cálculo de los valores, el rango del peor de los casos y la deriva se lo dejo a usted.


Tener un solo voltaje y molestarlo es menos preciso, pero podría ser "lo suficientemente bueno" si está buscando menos precisión. Esto implica 3 partes por ADC más dos resistencias y un amplificador operacional para generar 1,65 V.

esquemático

simular este circuito

Los 50 ohmios agregados afectarán la precisión de la ganancia en menos del 1%. Si está ajustando cada uno, entonces podría recortarlo, sin embargo, los dos recortes interactuarán ligeramente, por lo que es posible que se requieran un par de iteraciones.


De cualquier manera, estás buscando entre 9 y 20 partes más o menos. La precisión y el consumo de energía variarán con la elección de resistencias y amplificadores operacionales. Por ejemplo, el circuito n. ° 1 con potenciómetros en paralelo, los amplificadores operacionales duales serían 9 partes. Con divisores individuales y amplificadores operacionales dobles de 18 partes, el circuito n.° 2 sería de 15 partes.

¡Muchas gracias por tu ayuda! Intentaré hacer un esquema usando tu consejo y comprobarlo. Los prototipos son baratos al menos.