30-50mV 신호를 0-5V 범위로 스케일


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신호 값을 30-50mV 출력 하는 CO 2 센서가 있습니다. 해상도가 가장 높은 마이크로 컨트롤러의 경우 이러한 전압을 0-5V로 변환해야합니다. 그림과 같이 비 반전 연산 증폭기 회로를 사용하여 전압을 3-5V 범위로 증폭 할 수 있지만 더 나은 분해능을 얻기 위해 해당 범위를 0-5V로 확장 할 수 있음을 이해합니다 센서 값?

회로 이미지


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이미지를 수정 해주세요.
— Dean

Dean-저항기 값을 101ohm으로 업데이트했습니다.
— neufuture

이 질문을 게시 한 후 데이터 시트를 잘못 읽었으며 출력 범위가 잘못되었음을 깨달았습니다. 또한 사용중인 특정 센서에 대한 추가 설명서를 발견했습니다. 여기에 새로운 질문을 게시했습니다 . 이 게시물에 대한 답변은 계측 증폭기의 개념을 이해하는 데 유용했습니다.
— neufuture

답변:


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차동 증폭기 를 사용하여 30mV 오프셋을 뺄 수 있습니다 .

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

R1 = R2이고 R3 = R4 일 때 전달 함수는

V영형유티=아르 자형삼아르 자형1(V2−V1)

따라서 V1을 30mV로 설정하고 R3 = 250 R1을 선택하십시오 . ×

차동 증폭기의 문제점은 R1이 저항 분배기를로드하여 30mV 오프셋을 가져 와서 저항을 다시 계산해야하고 V2에 입력 임피던스가있어 측정이 왜곡 될 수 있다는 것입니다.

계측 증폭기는 용액이다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

대부분의 계측 증폭기는 버퍼링 입력 스테이지가있는 차동 증폭기입니다. 입력 스테이지는 게인을 설정하는 반면 차동 스테이지는 일반적으로 1 앰프입니다. 그러면 증폭은×

V영형유티=2아르 자형2아르 자형1⋅아르 자형4아르 자형삼(V2−V1)

Microchip MCP6N11 은 적합한 장치입니다.


추가하려면 마이크 입력의 입력 임피던스 만 신경 쓰기 때문에 원하는 경우 두 개의 opamp로 수행 할 수 있습니다. 다른 입력은 전압 분배기 일 뿐이므로 저항을 조정하여 입력 임피던스를 보상 한 다음 마이크 입력을 단일 게인 버퍼링 할 수 있습니다
— BeB00

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인스 트루먼 테이션 증폭기는 여기에 필요한 것입니다 (오피 앰프는 세부 사항에 약간의주의를 기울여 사용할 수 있지만)
공급 장치 (단일, 이중)에 따라 조심해야합니다. 단일 전원 (예 : 0-5V)를 사용하는 경우는 반드시 InAmp은 (입력 범위는 접지를 포함해야하므로) 30-50mV 상대 땅에하게 될 입력 신호의 레벨의 공통 모드 입력을 처리 할 수 있습니다 확인해야
하기 때문에 또한 출력에는 접지가 포함되며 (5V 전원을 사용하는 경우 전원 레일) 출력이 두 레일로 완전히 스윙 할 수 있는지 확인해야합니다. 많은 InAmps는 이러한 작업을 수행하지 않습니다. LTC2053는 같은 MCP6N11 스티븐 언급하고, 옵션 출력 / 레일 한 레일입니다.

1013Ω10 티Ω

어쨌든 위의 사항을 처리하는 한 설정이 매우 간단합니다. 반전 입력에 30mV를 적용하고 비 반전 입력에 신호를 보내고 (5V-0V) / (50mV-30mV) = 250에 대해 게인을 설정하십시오.

다음은 LT1789 InAmp를 사용한 이중 레일 (+ -5V) 회로 예입니다 .

LT1789

시뮬레이션:

LT1789 Sim

단일 공급 LTC2053 회로 (시뮬레이션은 위와 동일하지 않음) :

LTC2053


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항상 사람들을 노출 일이 얼마나 쉬운 그것은 회로 시뮬레이션하는 것입니다
— justing

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같은 계측 증폭기 사용 이 하나 .

30-50mV를 0-5V로 증폭 시키려고하므로 5V / (50mV-30mV) = 250의 이득입니다. 데이터 시트를 사용하여 이득 저항을 선택하십시오. 내 예에서는 G = 1 + (100k / Rg)이므로 402 Ohms의 경우 Rg = 100k / (G-1)입니다. 이 값은 매우 정확해야하며, 확실하지 않은 경우 조금 더 커지고 약간의 범위를 희생해야합니다. 0-5V를 원하므로 스팬의 중간이므로 기준 전압을 2.5V로 설정해야합니다. 이를 위해 기준 다이오드를 사용하십시오.

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