¿Hay alguna desventaja en ejecutar un amplificador operacional en rieles de voltaje asimétrico?

Siempre que los pines de entrada o los pines de salida de un amplificador operacional típico de riel a riel estén entre los voltajes del riel, la referencia de "tierra" no está realmente bloqueada a la mitad entre los rieles. (nb IIRC hay algunos amplificadores operacionales que en realidad tienen un pin de tierra separado)

Para ilustrar, consideremos un amplificador operacional de entrada/salida de riel a riel (RRIO) en una configuración de seguidor de voltaje:

Suministramos los rieles del amplificador operacional con +/- 9,15 voltios e inyectamos una señal de CA con una polarización de CC de 7,5 voltios y una amplitud de CA de pico a pico de 3,3 voltios.

La salida atravesaría entre +9,15 voltios y +5,85 voltios, que está dentro del rango operativo de este amplificador operacional hipotético. El resto del rango operativo, desde -9,15 voltios hasta +5,85 voltios, no se usaría siempre que la señal se mantuviera dentro de los parámetros.

El valor medio, 7,5 voltios, puede tratarse como la "tierra" de esta señal.

En otras palabras, al amplificador operacional no le importa la simetría de los rieles, no sabe dónde está la "tierra".

Para un amplificador operacional real en lugar de uno ideal, puede haber un margen mínimo para la oscilación de salida, desde unos pocos milivoltios hasta un par de voltios. Por lo tanto, esto debe tenerse en cuenta en la estrategia establecida en la pregunta.

Además, es posible que los pines de la MCU no se adapten bien a un recorrido por debajo del riel de tierra de la MCU. Por lo tanto, sería una buena idea colocar un diodo de recorte en el riel de tierra, en el lado de entrada.

No debería ser problema. Un amplificador operacional de doble riel no tiene idea de dónde está GND, por lo que ejecutarlo desde +/- 15V o 3.3V/-15V simplemente proporciona un rango de salida más pequeño. En efecto, esto es similar al caso de los amplificadores operacionales de un solo riel que deben funcionar de 0 V a 3,3 V y estar polarizados alrededor de Vcc/2.

Una advertencia a mencionar es que al usar voltajes asimétricos, puede encontrarse con un recorte asimétrico de su señal en la salida. Una oscilación de riel a riel debido a la saturación (3.3V a -15V) probablemente no cortará el riel positivo (ya que 3.3V está muy lejos de 15V) pero puede cortar el -15V. Si esto es algo que no te importa, adelante.

Este es un uso poco común de un amplificador operacional. Tengo curiosidad si su MCU solo puede tomar 0 - 3.3V, ¿por qué no simplemente usar un OpAmp de suministro único de riel a riel como OP340 ( hoja de datos )

Los diodos de sujeción de sobrevoltaje son una forma común de lidiar con el riesgo de que una sección analógica con rieles de suministro grandes pueda sobrevoltar el A/D con rieles de suministro lógico.

Aquí hay un ejemplo. Supongamos que tiene una pequeña señal diferencial, que se desplaza en un modo común, y este último puede variar en un amplio rango. Necesita rieles de fuente de alimentación anchos para acomodar el modo común. Luego existe la preocupación de que la salida de la etapa analógica pueda sobrevoltar el A/D.

D11 o D12 sujetarán, mientras que R7 limitará la corriente. En este ejemplo, el rango de voltaje máximo absoluto para la entrada es de -0,3 V a (VDD+ 0,3 V).

Este es solo un tipo de abrazadera. También es posible sujetar con un Zener.