Omp Amp Design para cambiar un rango de voltaje

Mi DAC solo puede emitir voltajes entre 0-5 V y quiero cambiar linealmente el rango de -2.5 a 2.5 V. Por ejemplo, una entrada de 2.5 conduciría (idealmente) a una salida de cero voltios. Asimismo, una entrada de 5 V daría lugar a una salida de 2,5 V. ¿Qué circuito sería ideal para esto? ¡Gracias de antemano!

Respuestas (3)

La forma más sencilla es invertir su 0V-5V a 5V-0V en el firmware y usar un circuito de resta:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Opcionalmente, agregue otro amplificador inversor después para obtener -2.5V a +2.5V para 0-5V de entrada.

La precisión de referencia y resistencia, y el tipo de amplificador operacional dependerán de la precisión requerida. Los amplificadores operacionales requerirán un suministro dual como +/- 5V, por supuesto.

¿Es eso Vref + o -? Si es +, ¿no agrega corriente al nodo junto con la fuente de 0-5 V, lo que hace que el opamp tenga aún más corriente para extraer? Por alguna razón, me imaginé quitando algo de corriente en su lugar.
@jonk, tienes razón, tiene que ser negativo (para oponerse al DAC). Si OP quiere usar una referencia positiva, se puede agregar al segundo amplificador operacional. Si la precisión requerida es moderada (0.1% de resistencias o peor), entonces esto es bastante barato: un amplificador operacional dual y una serie de 2.5V o una referencia de derivación.

Si tiene un suministro de -5V en el que se puede confiar, puede usar dos resistencias (como 10k y 20k) para cambiar la señal de 0 a 5V a una señal de -1.667 a +1.667. Las dos resistencias solo forman un divisor potencial. Eso le da una señal bipolar y todo lo que queda es amplificar esto en 1.5 usando una configuración de amplificador operacional no inversor: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces R1 será (digamos) 10k y R2 será 20k. He elegido valores de resistencia que coinciden con el divisor de potencial uni a bipolar original.

Creo que esta respuesta es más simple: haga la inversión y la escala con un amplificador operacional único mediante el uso de una configuración de amplificador diferencial.

Vea la simulación de LTSpice a continuación. Elegí R = 100k al azar. Use un valor más bajo si su opamp tiene una corriente de polarización de entrada significativa para reducir cualquier error.

La ganancia de un amplificador diferencial es simplemente la resistencia de retroalimentación/la resistencia de entrada. En su caso, desea GAIN = (-2.5V - 2.5V) / (0 - 5V) = 1, por lo que las resistencias de retroalimentación y entrada deben tener el mismo valor.

Debido a que solo está manejando el lado + del amplificador diferencial, el lado - debe estar referenciado a la mitad de la oscilación del voltaje de entrada. Su DAC emite de 0 a 5 V, por lo que la mitad son 2,5 voltios. Básicamente, maneja la entrada + con el DAC y vincula la entrada - a 2.5V a través de una resistencia de 100k.

Pero en lugar de una referencia separada de 2.5V, simplemente puede usar el equivalente de Thevenin: dos resistencias de 200k como divisor de voltaje a 5V. Por lo tanto, la entrada negativa ve esto como 100k a 2,5 voltios.

En el lado de salida del amplificador diferencial, polarizaría R4 a un voltaje que está a la mitad de su oscilación de salida. Su rango de salida es de -2,5 V a 2,5 V y el punto medio es 0 voltios, por lo que R4 se vincula a GND.

El amplificador diferencial es una buena configuración para hacer precisamente esto: convertir un rango de entrada en un rango de salida diferente con cualquier ganancia, compensación y polaridad que desee.

Hay una buena descripción de cómo funciona una configuración de amplificador diferencial en: http://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_5.html

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