Ganancia y compensación del amplificador (m positivo y b negativo)

Mi pregunta es sobre la ganancia y la compensación de un amplificador.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

He usado varias referencias, sin embargo, creo que el circuito que quiero construir es algo único en el que quiero convertir un voltaje de entrada de un sensor que oscila entre 2 y 4 voltios. Quiero convertir los 2-4 voltios para que la salida de mi amplificador sea de 0-10V donde 2V corresponde a 0V y 4V corresponde a 10V.

Leí la siguiente publicación. ¿Alguien puede explicar este circuito de amplificador operacional de ganancia y compensación? y leer el famoso documento TI .

Después de calcular mi "m" (ganancia), básicamente obtuve m = 4.8780 y después de calcular mi compensación "b" obtuve b = -10.6439. Luego procedí a calcular los valores de resistencia necesarios distintos de Rf que seleccioné como 51.1k solo porque Necesitaba comenzar en alguna parte para continuar con el cálculo en este documento .

Aquí está el problema, estoy generando un error en mi salida (es decir, en lugar de ver 10 V en la salida cuando hay 4 V presentes en la entrada, recibo 13 V (eso es una diferencia de 3 V y un porcentaje de error significativo). ¿Cómo puedo eliminar o remediar? esto para que me acerque a una salida de 10 V (lo mismo ocurre con la entrada de 2 V. En lugar de ver 0 V, veo aproximadamente 3 V en la salida. Puedo publicar los cálculos si alguien necesita verlos, sin embargo, mirando la ecuación no veo cuál de las resistencias está teniendo un gran efecto en este error ¿Cómo se puede remediar esto?

Nota: en el papel, las matemáticas funcionan, sin embargo, me pregunto si Pspice/TINA Ti está teniendo problemas para simular esto.

¡Gracias de antemano!

Respuestas (1)

No sé de dónde sacaste los números. Su circuito debería darle (1+51.1/11.9) * 2V + 2V de salida con 4V aplicados, que es 12.59V de salida y 2V de salida con 2V aplicados. Puede ejecutar fácilmente la simulación en Circuitlab si lo desea (cambie primero las fuentes de alimentación, están invertidas).

Desea una ganancia de 5 (cambio de 2 V = 10 V en la salida), por lo que la relación de resistencia debe ser 4: 1. Digamos que usa 40K y 10K.

Para el desplazamiento a 0 para entrada de 2 V, tenga en cuenta que la ganancia es -4 (en comparación con +5) desde la entrada inversora, por lo que debe aplicar 5/4*2 V = 2,5 V a la resistencia de 10 K, como se muestra a continuación:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Estaba un poco apagado con los voltajes. Mostré mis disculpas. Los valores correctos deberían ser 2,18-4,23. Perdone mis voltajes opamp ya que nunca usé CircuitLab, que también me estaba dando problemas para simular su circuito. Probé tu circuito en TINA-TI y Pspice y funcionó bien. Mi único problema es que me desconcertó un poco la ecuación que mostraste.
Inicialmente declaró para la entrada no inversora "(1+51.1/11.9) * 2V + 2V de salida con 4V aplicados", donde me arrojé por los 2V adicionales que se agregan. ¿Es esta la diferencia entre mi voltaje de entrada de 2-4V a la entrada positiva del amplificador operacional? Si es así, mirando su circuito, la fórmula para Vout = (1+R1/R2)*V2+(V2H - V2L) con V2H = V2 High y V2L = V2 Low, ¿correcto? Además, ¿cómo supone que necesito una relación de resistencia de 4: 1?
Usando los nombres de sus componentes, gane ( Δ Vout/ Δ Vin) de la resistencia de entrada no inversora (1+Rf/Rg), la salida será de V3 voltios cuando la entrada sea de V3 voltios (compensación). Como necesita una ganancia de 5, Rf/Rg = 5-1 =4. Vsal = (1+Rf/Rg)Vin - (Rf/Rg)V3.
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