כיצד ניתן למדוד מתח שלילי באמצעות ADC?

Kortuk

2010-06-20 22:50:55 UTC

view on stackexchange narkive permalink

מגבר היפוך אינו זקוק למעקה שלילי כדי להפוך את המתח.

gschem

נסה לחשוב על מסילות הכוח שלך כעל מה ספק את התפוקה שלך. אם אתה מסתכל על המעגל, כל הפינים של מגבר ה- OP קשורים למתח של 0V ומעלה. כאשר הטווח שלך בין -1 ל -3 נכנס, הוא יופיע בדיוק כהיפך מ -1 עד 3 בפלט. זה גם נותן לך כמה יתרונות כמאגר, מכיוון שעכבת הקלט של הסיכה שלך לא תשפיע מאוד על המעגל הזה (כל עוד R _in || R _f גדול ).

אני מסכים שמפריד נגדים פשוט עושה את העבודה - רק להודיע לך שזה גם עובד.

+1 - זו הדרך הנכונה לעשות זאת אם אין לך ADC שלוקח תשומות שליליות.

וואו!, זה פנטסטי !!, האם יש איזה גליון נתונים, שהכניסה צריכה להיות כל כך הרבה שלילית מרמת המתח שמפעילה את המסילה השלילית של המגבר?

לא, המסילות של המגבר-על הן הגבולות לפלט שלך. איפה שרכבת מגבר לרכבת תתקרב מאוד לגבולות. היית יכול, ורבים, בילו את חייהם בעיצוב מגברים. אין דבר כזה מגבר מגבר מושלם, אך בדרך כלל קיים מגבר מגבר מושלם למקרה ספציפי.

בהערה זו, בתצורה זו, אם תעלה על -Vcc כקלט שלך, תפוקתך תפגע במעקה ה- Vcc. חלק ממגברי ההסברה לא ייכנסו למתח וולט או יותר מהמסילה, יש מגברי שרת שנמצאים בטווח של 50mV. אם אתה מקבל אות קלט גדול יותר, חלקו אותו בכמות גדולה יותר, אם יש לכם אות -1 עד -10 וולט, חלקו ב -2, הבעיה נפתרה.

@Kortuk - אף פעם אין מגבר אופטימלי מושלם לכל מקרה *. עם זאת, יש את המגבר האופטימלי הטוב ביותר מתוך הבחירה הזמינה, כאשר המחיר נלקח בחשבון, עבור כל פרויקט.

שם @Fake, אני חושב שזה מקרה של שגיאת תקשורת. אם הוא עונה על המפרט הדרוש לך ובמחיר סביר אז יש לך מגבר אופציה מושלם. זה יהיה הניסוח שלי, אבל אני מבין למה אתה מתכוון. אני מקבל את המגבלה ומשתמש מושלם כי אני חיובי. <3

@Kortuk - אני פדנטית. מושלם הוא * לעולם * לא אפשרי בהתחשב בכך שאנו חיים במציאות. אפשר רק לשאוף אליו.

שם @Fake, אחת ההגדרות של מושלם היא עמידה בכל הדרישות. אם כל אחד מקבל את מה שהוא צריך, אז יש לך פתרון "מושלם".

@Kortuk - וואו. כנראה שהדרישות שלי מחמירות יותר. לעולם אין לי שום דבר שעונה על * כל * הדרישות שלי, מספיק שזה יעבוד.

חה חה. אני אקבל את זה. אני עוקב אחר הרעיון שאם הלקוח מאושר והמערכת ניתנת לתחזוקה, היא מושלמת.

הייתי קורא לזה פשוט מספיק טוב.

@Kortuk אני לא יודע, אבל נראה שהתכנית הזו התבלבלה מסיבה כלשהי, או שזה הדפדפן שלי; אני לא יכול לראות את זה כמו שצריך.

@Kevin: אני חושב שמה שחסר לך (והתשובה הזו לא ממש הסבירה) הוא שסיכת הקלט של מגבר ה- OP תישאר באפס, כך שהיא לא תחרוג מהטווח המותר. יש ירידה במתח על פני Rin ו- Rf, כך ש- Vin אינו נראה על ידי המגבר.

@BenVoigt, כן, אני מבין שהצהרתי זאת אבל לא לקחתי את הזמן להסביר. מצטער על כך.

מה קורה כאשר מתח הקלט יורד מתחת למסילה השלילית?

@Mike זה בדיוק מה שמסביר כל התשובה וכל התגובות.לא בטוח איך אפשר להסביר את זה עוד יותר.

Wim

2010-06-20 14:21:58 UTC

view on stackexchange narkive permalink

אתה יכול להשתמש במחלק מתח, כאשר קצה אחד תלוי על מסילת האספקה החיובית. נניח שיש לך אחד עם נגדים שווים וספק כוח 5V, זה יביא למתח שבין +2V ל- +1V לטווח -1 עד -3V שלך.

  + 5V + | ר | + - OUT | R | IN - +

זה ידרוש ממסוף ה- IN לשקוע זרם של (5-Vin) / (2R), כך שתצטרך לבחור ב- R מספיק גדול כדי לא להציף את הקלט בזרם לא רצוי. לאחר מכן, קלט ה- ADC שלך יצטרך להיות לפחות בסדר גודל של עכבת קלט יותר מערך R, כדי לא להעמיס יתר על המידה את רשת המחלקים. מה שכולם עשויים (או לא יכולים) להיות אפשריים. לגיליונות הנתונים!

-1: עדיף שתשתמש בנגדים מדויקים ובהפניה מדויקת עבור 5V.

+1 על היותה הדרך הפשוטה ביותר. אבל כמו שג'ייסון S אומר, דיוק יידרש מאמץ, אם זה חשוב.

כל רעש על המסילה החיובית שלך יופיע ב- ADC שלך.

DarenW

2010-10-19 08:49:48 UTC

view on stackexchange narkive permalink

הרעיון של חלוקת המתח הוא נחמד, זול, אך נותן לך את הבעיה של שינוי המתח שיימדד יראה כחצי מהשינוי בכניסה ADC. אם מדידות מדויקות מעניינות, הפיתרון הוא דיודת זנר כחצי התחתון של המחלק. אם הדבר הנמדד יכול לסבול אובדן זרם זעיר, זה יעבוד מצוין. Zeners אינם שטוחים לחלוטין במתח הפירוק ההפוך שלהם, במיוחד עבור זרמים קטנים מאוד, אז אל תעשו R1 גדול מדי.

עכשיו כדי לראות אם אתר stackexchange זה מאפשר לי להוסיף תמונות ...

alt text

מדומה ב- QUCS

Leon Heller

2010-06-20 19:15:50 UTC

view on stackexchange narkive permalink

זה הוא המעגל הסטנדרטי להמרה מסוג זה. סימלתי את זה כדי להוכיח למישהו שזה עובד, ומכאן סכמת ה- SPICE. עליכם לבחור ערכי נגדים מתאימים, זה עובד כל עוד הם 2R, 2R ו- R.

DarenW

2010-10-16 01:38:19 UTC

view on stackexchange narkive permalink

אני עובד (לא אלקטרוניקה) עכשיו, ללא אלקטרוניקה שימושית או ספרים, אז זה יהיה רק רעיון גס. אולי מישהו אחר יכול למלא את הפרטים ...

נסה מראה הנוכחית באמצעות זוג טרנזיסטורי PNP התלויים על מסילת ה- Vcc. הזן את אות המתח השלילי לצד הקלט של המראה דרך נגד מתאים. אותו זרם אמור לזרום דרך טרנזיסטור הפלט של המראה. עם נגד שנבחר היטב אתה יוצר טווח מתח בטווח של 0 וולט עד Vcc.

עריכה - חדש: הנה סכמת הראי הנוכחית. לא משנה מה הזרם שיעבור דרך הטרנזיסטור T1, T2 ינסה לגרום לזרימה זהה. המתח השלילי שיימדד, יחסית לאספקת החשמל שבחרתי באופן אקראי להיות 15 וולט, יוצר זרזיף זרם כלשהו דרך R1 (נמדד בסימולציה כ"זרם כניסה "). אם R2 היה זהה ל- R1, היית מוצא את אותו המתח עליו, אם היה מותר לו. אבל זה מתחבר ל- 0V (gnd) - המעגל שלנו מבוסס אך ורק על אספקה חיובית. זה לא יעבוד אלא אם נהפוך את R2 לקטן יותר, נגיד 1/2 מ- R1 ואז המתח שמעליו יהיה 1/2 מכל מה שעובר R1. למדוד את זה, לעשות מתמטיקה (וואו, הכפל ב -2, קשה!) והנה אתה. לסכמה יש ערכים שונים, יחס שונה alt text , אבל אני חושב שכולנו יכולים להתמודד עם המתמטיקה בשביל זה.

היתרון של זה על פני מחלק מתח פשוט הוא ש- 1) זה נראה מסובך יותר, 2) זה טריק מקובל בתכנון IC אנלוגי. מכיוון שכתבתי תשובה אחרת באמצעות דיודת זנר, אינני בטוח כעת מדוע הדבר עדיף, אך זו חלופה למחלק מתח ועשויה לאפשר להגיע לטווחי מתח שונים או משהו כזה. עכשיו אני נותן לאחרים להגיב על החוכמה או הטיפשות של הרעיון הזה ... alt text

לא הצלחתי להבין למה התכוונת כאן, קישור לסכמה יעזור.

אוקיי, יש לי זמן עכשיו ... וכשאני חושב על זה, אני לא בטוח למה זה עדיף על כמה מעגלים פשוטים יותר, חוץ מכפי שהתכנון המפורט עשוי להסתדר בצורה מספרית יותר, אולי. סכמטי יצורף בקרוב.

שאלה ישנה אני מבין, אבל ... המעגל הזה מסתמך על כך שמתח פולט הבסיס לעומת עקומת זרם הקולט של שני הטרנזיסטורים יהיה זהה, כך שאותו זרם זורם בכל אחד משני אספני הטרנזיסטורים. זו תהיה הנחה טובה ב- IC שבו ניתן לגרום לטרנזיסטורים להתאים היטב, (ונמצאים באותה טמפרטורה), אך לא לשני טרנזיסטורים בדידים. המעגל יכול להיות פחות רגיש לבעיה זו על ידי הצבת נגדים תואמים בסדרה עם הפולטים.

dpdt

2016-04-08 02:50:23 UTC

view on stackexchange narkive permalink

אולי אפילו לא תזדקק למגבר. לחלק מ- ADC (כמו MCP3304, ראה גליון נתונים: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21697e.pdf יש מצב דיפרנציאלי מובנה, שבו ה- ADC מחזיר את ההפרש של שני ערוצים, שיכולים להיות מספר שלילי. אם אתה קושר ערוץ אחד לקרקע (נקרא מצב פסאודו-דיפרנציאלי), ה- ADC יכול לקבל מתח כניסה שלילי על השני, ולתרגם אותו למספר שלילי, כל זאת מבלי להזדקק למצב שלילי מתח.

כמובן, זה חל רק אם ה- ADC שלך תומך בדברים מסוג זה. לרבים אין מצב דיפרנציאלי בכלל.

האם בדקת את גליון הנתונים בחלק זה?מהגיליון בסעיף הרייטינג המקסימלי המוחלט: "כל הקלטים והפלטים נגד VSS ............... -0.3V ל- VDD + 0.3V" זה אומר שאתה לא יכול להיות שלילימתח על הכניסות או כל סיכה אחרת לצורך העניין.למה?מכיוון שדיודות הגנת הקלט יופעלו וימנעו את שריפת החלק.זה לא עונה על השאלה, השאלה הייתה איך אוכל למדוד מתח שלילי?אינך יכול למדוד מתח שלילי עם החלק הזה.

Nisse

2013-08-16 06:56:57 UTC

view on stackexchange narkive permalink

אני חושב שכבר יש תשובות טובות מאוד, אבל אני אוהב לפרסם גישה אחרת, שאני משתמש בעצמי כדי לעשות את אותו הדבר בעצם.

אתה יכול להשתמש במגבר אופטימלי (כמו LT1167)? עם זאת, תזדקק למעקה השלילי, אך האם זה לא ייתן דיוק רב יותר? וגם דרכים טובות יותר להגביר את המתח אם רוצים בכך פשוט על ידי הוספת נגד אחד.

הוספת המסילה השלילית קלה כמו להוסיף משהו כמו minmax MCW03-05D05.

הבעיה שאני עם השימוש בנגדים זה שקשה מאוד למצוא נגדים זהים, מה שייתן לך שגיאה שתצטרך לתקן.

זו דרך די יקרה לעשות משהו פשוט.

כן אבל אני מניח שזה תלוי בכמה דיוק טוב רוצים

אמרת בעצמך שהנגדים הם המקור העיקרי לשגיאה. שימוש בחלק יקר יותר, יחד עם הצורך להוסיף איזושהי מסילה שלילית, לא פותר זאת. הגיוני יותר להשתמש בנגדים בדיוק גבוה יותר.

ובכן, אם אין צורך בהגברה אין צורך בשום התנגדות .. כמו כן, זו רק דרך אחרת לעשות זאת, אני לא אומר שזו הדרך הנכונה לעשות זאת לכל יישום, אבל במקרים מסוימים זה יכול להיות עדיף לוותר על אי שימוש במעקה שלילי.