pequeña onda sinusoidal con polarización de CC - traducir a señal de tiempo lógica

Tengo una señal de salida del sensor de presión variable en el tiempo de la que me gustaría obtener la frecuencia cíclica. La señal se origina en un compresor de gas alternativo, por lo tanto, la señal de voltaje es una onda sinusoidal suave y ligeramente distorsionada, la frecuencia varía lentamente de 0 a 10 Hz, pero generalmente se encuentra en un estado estable.

La señal del sensor es de 0 a 10 V CC, la amplitud es de alrededor de 0,5 V y la compensación de CC puede oscilar entre 0,5 y 9,5 V.

Me gustaría traducir la pequeña señal sinusoidal en una señal de onda cuadrada de nivel lógico para ser recibida por una placa de microprocesador (Arduino Uno) para el conteo de frecuencia.

El enfoque en el que estoy pensando es cambiar la media de la señal de CA a 2.5 V CC, amplificar la onda y alimentarla a través de un comparador de disparador Schmitt (tengo SN74HC14N).

Estoy seguro de que esta es una situación muy común, pero no he encontrado un capítulo de libro que lo explique para los novatos en electrónica.

Respuestas (1)

Un simple comparador de voltaje puede hacer lo que necesita en un solo paso:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El LM339 (y los comparadores como este) tiene una salida de colector abierto, por lo que puede controlar una entrada lógica en su MCU con la ayuda de un simple pullup.

En el lado de entrada del comparador, un filtro de paso bajo simple produce el promedio de la señal de entrada, aislando la polarización de CC. Esto se alimenta a la entrada - como referencia. Por lo tanto, la salida del comparador cambia entre alta y baja a medida que la señal original (conectada a la entrada +) oscila por encima y por debajo de este promedio.

Tenga en cuenta que la señal de entrada (CA + CC) debe estar en todo momento entre los rieles de suministro del comparador, con cierto margen requerido en el extremo superior. Consulte la especificación de "rango de voltaje de entrada de modo común" en la hoja de datos . Ajuste según sea necesario.

Si el circuito no funciona de manera confiable en las frecuencias más bajas que desea detectar, intente aumentar la constante de tiempo del filtro, es decir, valores más grandes para C1 y/o R1.

Dave, gracias por proporcionar este arreglo de circuito y describir la operación tan claramente, construiré y experimentaré.
@DaveTweed: aquí hay un problema potencial. El interés de Tim está en la frecuencia de 10 Hz . Es casi seguro que este comparador agregará ruido a cada borde de onda cuadrada, lo que dará como resultado una frecuencia mucho más alta si el RasPi cuenta los bordes durante un tiempo fijo.
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