+/- 2,5V sinyalini 0 - 5V'ye kaydırma seviyesi

+/- 2,5 V arasında değişen bir (EKG) sinyali üreten bir ön uç modülüm var. Bu sinyali 0 - 5V'ye kaydırmak istiyorum. Bunu yapmanın en iyi yolu nedir? Aşağıdaki devre gibi bir toplama amplifikatörü yeterince iyi olur mu? R1 = R2 ve V1 = 2,5V, V2 = sinyalim, V3 = V4 = GND

Denenecek ilk şey, opamp olmadan basit bir direnç toplayıcıdır. Ancak bunun burada işe yaramayacağı açıktır: bir direnç toplayıcı sinyali her zaman zayıflatır ve 1 amplifikasyona ihtiyacımız vardır . $\times$

Bu, evirmeyen bir toplama amplifikatörüdür. Sadece 2,5 V eklememiz gerektiğini düşünürsünüz, ama buna sahip misiniz? 5 V'niz olduğunu varsayıyorum, hadi bunu kullanalım ve bizi nereye götürdüğüne bakalım. Vin girişinde -2,5 V varsa, R3 ve R4 değerlerine bakılmaksızın 0 V çıkışı istiyorsanız ters çevirmeyen giriş sıfır olmalıdır. Bu nedenle R1 ve R2 bir voltaj bölücü oluşturur ve 0 V'yi elde etmek için R2 iki kez R1 olmalıdır.

Daha sonra R3 ve R4 tarafından belirlenen amplifikasyonu bulmalıyız:

$A_V = \dfrac{R3 + R4}{R3}$

$\times$

Aşağıdaki değerleri kullanabiliriz:

R1 = 10 kΩ
R2 = 20 kΩ
R3 = 20 kΩ
R4 = 10 kΩ

Tek bir 5 V güç kaynağından güç sağlamak istiyorsanız, bir RRIO (Raydan-Raya I / O) opampına ihtiyacınız olacaktır.

İşte bunu yapmanın bir yolu:

Dirençli ayırıcı, evirmeyen girişe 1.25V sağlar. Bu, istenirse özel bir voltaj referansı ile değiştirilebilir. Bir raydan raya çıkış opampına ihtiyacınız olacaktır.

İşte bir simülasyon:

Giriş empedansının R3 tarafından tanımlandığını unutmayın, bu nedenle kaynak yüksek empedans ise bunu (ve R2'yi aynı şekilde) veya arabelleği artırmanız gerekebilir. Çıktının ters çevrildiğini de unutmayın.

İşte referans için evirmeyen bir yöntem:

Ve simülasyon ("to_adc" çıkış voltajıdır):

Yukarıdaki evirmeyen devre biraz toplama amplifikatörünüz gibidir.
Gösterdiğiniz toplam amplifikatörde bir sorun var, gösterilen ters kazanç dirençleri bölücü için doğru olmayacaktır. Geri besleme direnci için (R1 + R2) gerekir.
Yani kazanç ((R1 + R2) / R2) + 1'e eşittir.

İşte nasıl görünmesi gerektiğine bir örnek (a ve b sonekleri yalnızca SPICE'i mutlu etmek içindir):

Simülasyonda opamp + IN salınımlarının 0V ila 1.25V arasında olduğunu görebilirsiniz, bu nedenle 0V ila 5V çıkışı için 4 kazancı gerekir. R1c ve R1d paralel olduğundan, 50k alırız. Yani (150k / 50k) + 1 = 4.