Escale y amplíe un voltaje de señal analógica
Iacopo De Angelis
Tengo un sensor de presión absoluta: MPXA4115A que me da una señal analógica entre 4.307 y 4.846 V. Para obtener una medida de altitud le doy de entrada a una placa Arduino Due que admite un máximo de 3.3 V. Estoy pensando en emplear un voltaje divisor para escalar la señal entre 2.843 y 3.198 V. Ahora, me gustaría ganar resolución expandiendo este rango de señal en todo el rango de voltaje de Arduino Due que está entre 0 y 3.3 V. Soy nuevo en este asunto y estoy leyendo otros preguntas creo que lo que necesito es un amplificador diferencial o un amplificador de instrumentación pero no soy capaz de hacer la elección correcta. Antes de escribir esta pregunta intenté hacer un esquema eléctrico usando el software LTSpice. He importado el modelo del inamp MCP6N11 pero no me funciona el analisis y me sale el siguiente mensaje de error:
Analysis: Time step too small; initial timepoint: trouble with node "u1:_u1:21"
Más detalladamente, reproduje el circuito estándar que se muestra en la hoja de datos de MCP6N11 (página 27):
Aquí está el circuito:
No sé si el error en el análisis se debe a que en el archivo .txt importado para el MCP6N11 se recomienda usar PSPICE (otros simuladores pueden requerir traducción).
Entonces mi pregunta es: ¿qué tipo de amplificador tengo que elegir?
Gracias por cualquier sugerencia.
Respuestas (1)
Ciredigital
La teoría frente a la realidad primero: a menos que use un amplificador operacional de riel a riel, necesitará más voltaje que la salida máxima que está buscando para alimentar el amplificador operacional. La simulación no siempre tiene en cuenta los números del mundo real. Los amplificadores operacionales de riel a riel son buenos porque emiten voltajes más cercanos a su voltaje suministrado, pero incluso tienen limitaciones. La alimentación de un amplificador operacional a tierra generalmente no proporcionará una salida de 0V cuando se espera que sea 0V. Esa es una de las razones por las que muchos amplificadores operacionales funcionan con +/- 12 V o más. Esto permite que el voltaje oscile más allá de cero. Sin embargo, tenga cuidado de no exceder la entrada de voltaje máxima de su Arduino.
Para el esquema: deseará utilizar un "Circuito de intervalo y cero" para obtener la resolución máxima. El 'cero' moverá 4.307V - 4.846V hasta 0V - 0.539V. El 'span' luego amplificará 0V - 0.539V a 0V - 3.3V. Sin embargo, tenga cuidado de no exceder la entrada de voltaje máxima de su Arduino.
Para el amplificador operacional: esto podría ser posible con el MCP6N11, pero solo lo he hecho con circuitos amplificadores de múltiples etapas. Texas Instruments 741 o la serie OPA varias.
Sin embargo, tenga cuidado de no exceder la entrada de voltaje máxima de su Arduino.
Iacopo De Angelis
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Iacopo De Angelis
un ciudadano preocupado
Rser, tal vez inclusoCpara los suministros.Rserdebe ser lo suficientemente pequeño para no tener efectos adversos, mientras que lo suficientemente grande para no causar errores numéricos debido al gran rango dinámico. Para su caso, intenteRser=1m(con posibleCpaR=1n). También puede existir la posibilidad de que el modelo no sea muy "cooperativo" con LTspice.