Uso de Op-Amp para atenuación para dar entrada a la tarjeta de sonido

Sé que se han hecho muchas preguntas sobre este tema antes, las leí, pero hay algunas limitaciones en esos circuitos que me hacen preguntar esto.

Quiero hacer análisis de voltajes principales (220/50Hz) en MATLAB. Quiero visualizar los armónicos y el cambio del efecto de onda con carga inductiva y capacitiva. Tengo experiencia en electrónica digital y poco conocimiento de electrónica analógica.

Busqué este circuito de xoscope pero este circuito está hecho para voltajes de menos de 150 voltios. Quiero atenuar 220 voltajes

¿Es posible? Cuál sería la posible solución para este tipo de problema. ¿Cómo puede ayudarme el amplificador operacional en este problema?

¿Y cuál es la limitación máxima de voltaje de salida para dar entrada a la tarjeta de sonido? Creo que máximo 1 voltio, pero ¿cuáles son los rangos posibles? -1 a 1 o 0 a 1? Estoy un poco confundido y temo probar con mi tarjeta de sonido sin una sugerencia auténtica. ¿Hay algún buen tutorial o algún material de estudio recomendado que se relacione con precisión con este tema?

Esta pregunta puede parecer básica, pero la hago porque no estoy seguro de mi experiencia con la tarjeta de sonido y no puedo permitirme quemar mi tarjeta de sonido haciendo un circuito que no sé qué hace. Gracias

Nivel de entrada apropiado para tarjetas de sonido: electronics.stackexchange.com/questions/76010/… Alguien más tendrá que ayudarlo con el búfer, aunque espero que una modificación del circuito al que se vinculó funcione, incluso podría estar bien tal como está. , pero espere a que alguien con más experiencia con los voltajes de la línea de alimentación le dé algunos consejos.
El circuito que vinculaste no es un atenuador en absoluto, es un amplificador x1/x10. Sus entradas están protegidas para soportar +/-150V, pero no puede medir tales voltajes.
@JRE Gracias por su rápida respuesta. También me pregunto si los diodos en el circuito que vinculé recortarán mi onda de entrada. como lo hacen la mayoría de los doiodos consecutivos. Si es así, ¿cómo podría obtener la ola completa? y si no, ¿por qué se utilizan?
@DaveTweed si no es el caso, ¿cómo se puede usar ese circuito para el osciloscopio de la tarjeta de sonido? Se supone que los osciloscopios también miden los voltajes de la línea de alimentación. Estoy muy confundido sobre el punto de partida. Gracias
@DaveTweed lo explicó. Los diodos recortan la señal si el voltaje es demasiado alto. Parece que no es un atenuador en absoluto, sino un circuito para proteger su tarjeta de sonido contra sobretensiones. También necesitarías un atenuador como dice Olin Lathrop.
Principiante.... Red eléctrica.... ¡CORRE!!!!!!
@ Majenko-notGoogle ... gracias por la sugerencia, pero no es el caso de que nunca haya jugado con Main Electricity. He realizado proyectos en Main antes, pero todos se limitan a PT y CT o algún divisor de voltaje resuelve el problema.
Si bien se pueden usar instrumentos de uso más general para mediciones de red, el osciloscopio en cuestión no está diseñado para eso en absoluto. ¿Qué es exactamente lo que estás tratando de lograr? Su solución presupuesta podría no ser la mejor manera de llegar allí.
@DaveTweed Quiero hacer un análisis de datos digitales sobre el ruido de la potencia principal afectado por el ruido inductivo y cautivo en MATLAB.

Respuestas (2)

Todo lo que necesitas es un divisor de resistencia . Tiene ± 310 V y desea reducirlo a alrededor de ± 1 V. Por lo tanto, desea atenuar alrededor de 300 en voltaje. Una resistencia de 30 kΩ en serie con la línea de alimentación y 100 Ω a tierra debería hacerlo teóricamente.

Sin embargo, también debe considerar algunos problemas del mundo real. 100 Ω es un buen valor para la segunda resistencia porque básicamente será la impedancia de salida del divisor. Si decide elegir eso, entonces la otra resistencia debe tener alrededor de 30 kΩ. Eso en sí mismo no es un problema, pero no puede simplemente soldar una resistencia 0805 de 30 kΩ.

Primero, considere la disipación de potencia en esa resistencia. (220 V)²(30 kΩ) = 1,6 W. Eso requeriría una resistencia de potencia de "2 W". Otro problema es la capacidad de separación de voltaje de la resistencia. Tendrá que ser capaz de manejar picos de hasta 310 V, por lo que debe estar clasificado para 350 o 400 V.

Una forma de lograr esto es poner varias resistencias más pequeñas en serie. Eso extiende la disipación de energía y reduce el voltaje en cada uno. Tres resistencias de "1 W" de 10 kΩ clasificadas para 150 V o más en serie funcionarán bien.

Tenga en cuenta que la entrada a este circuito tendrá voltajes letales. Asegúrese de que este divisor esté bien aislado. Por ejemplo, puede colocar toda la resistencia al final de un cable de línea con solo la salida atenuada y luego envolver todo en capas de cinta aislante.

Esta es una solución a este problema, pero no es práctica. Obviamente, el primer punto que viene a la mente es usar un divisor de voltaje, pero este no es el caso aquí. COMO esta entrada debe suministrarse a la tarjeta de sonido de la computadora. por lo tanto, usar solo un divisor simple podría ser muy dañino y también podría generar ruido adicional (puede ser) Como mi punto principal es hacer que este circuito sea para el análisis de ruido de la línea de alimentación, por lo que no será el caso solo usando un divisor de voltaje simple
También estoy buscando la mejor solución para este tipo de problema. y también como pregunta, sugiera usar el amplificador operacional como atenuador.
@Abdul: Ninguna de las razones que da contra el uso de un divisor de voltaje tiene sentido. Debe asegurarse de que las conexiones a tierra estén conectadas correctamente, pero no hay razón para que el resultado no pueda conectarse a la entrada de línea de la tarjeta de sonido. Dices que causaría daño, pero no justificas eso.

Debe utilizar un amplificador de aislamiento o un transformador de potencial para este tipo de aplicación. Para un amplificador de aislamiento, es posible que necesite un suministro aislado de la red (de forma segura) (algunos módulos tienen un convertidor CC-CC incorporado) y un divisor de voltaje en la entrada. Es posible que necesite un divisor en la salida para una precisión óptima.

Para un transformador potencial, necesitará un divisor de voltaje en la salida para obtener los niveles adecuados de la tarjeta de sonido.

El diseño óptimo dependería de las especificaciones (precisión, ancho de banda) y el volumen de producción esperado.

El circuito debe someterse a una prueba de tensión de ruptura para garantizar la seguridad (de las personas y de la computadora a la que está conectado). Conectar la red eléctrica directamente a una tarjeta de sonido (inadvertida o deliberadamente) puede conducir a una placa base humeante carbonizada, incluso si el voltaje diferencial se divide porque un lado de la PC debe estar conectado a tierra, y si no lo está (algunas computadoras portátiles) entonces podría matar si alguien toca (digamos) un protector de puerto Ethernet u otra pieza de metal que esté conectada a la tierra del chasis en la PC.

Muchas gracias. Esos eran los puntos que no estaban claros en mi mente. ¿Podría también referirme a algunos circuitos amplificadores de aislamiento?
Pruebe la búsqueda paramétrica en Digikey: puede encontrar algunas desde unos pocos dólares hasta $ 200 más o menos, según lo que necesite. HP (ahora Avago) tiene algunos económicos que también requieren un convertidor DC-DC.