Jak uzyskać napięcie symetryczne ±12V z pojedynczego zasilania 12V do wzmacniacza operacyjnego?

Question

Witam, mam taki oto problem:

Posiadam niesymetryczne napięcie wejściowe 12 V. W układzie znajduje się wzmacniacz operacyjny, który wymaga zasilania symetrycznego +/-12 V. W jaki sposób wytworzyć brakujące -12 V? Przejrzałem sporo tematów i nie znalazłem niczego, co by mnie usatysfakcjonowało.

Pozdrawiam.

kuuczoo · Accepted Answer

Chyba najprościej (i najpewniej) to przetwornica step-up 12 na 24 a potem sztuczna masa.

dejmos · Accepted Answer

np. MAX774, MAx775, MAX776 lub jakiś inny konwerter DC/DC.

dejmos · Accepted Answer

ICL7660A też się nada.

_jta_ · Accepted Answer

ICL7660 jest robiony specjalnie do takich zastosowań, należy tylko sprawdzić (zajrzeć do not katalogowych tego wzmacniacza operacyjnego i ICL7660), czy da wystarczający prąd, ewentualnie poszukać ulepszonej wersji (np. działającej na wyższej częstotliwości, żeby wystarczyły mniejsze pojemności). Ale można i bez tego układu: zobacz Prosty termometr jednoukładowy z wyświetlaczem LED - tam uzyskuje się napięcie ujemne do zasilania ICL7107.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

_jta_ · Accepted Answer

W którym miejscu powstaje tam napięcie ujemne? Jakoś nie mogę ogarnąć tego schematu. - Na kondensatorze C7. Jeśli wzmacniacz ma działać z sygnałem wejściowym bardzo bliskim minusa zasilania, to można zastosować np. LM358.

jarek_lnx · Accepted Answer

W symulacji rezystory mają dokładnie taką wartość jak wpiszesz, w rzeczywistości typowe rezystory maja tolerancje ±5%, w układzie są dwa dzielniki których napięcie nieco sie różni i wzmacniacz dostaje na wejście niewielkie napięcie, które wzmacnia, dodatkowo rzeczywisty wzmacniacz ma napięcie niezrównoważenia.
Twój układ ma duże wzmocnienie (201) wystarczy żeby te niewielkie błędy stały się widoczne.

Było by lepiej gdyby zamiast dwóch dzielników użyć jednego napięcia, tzw sztucznej masy wytworzonej z użyciem drugiego wzmacniacza z LM358.

EDIT:
Można też prościej, tak aby wzmacniacz dla prądów stałych był wtórnikiem:

Rezystora 500Ω nie ma w szeregu, reprezentuje on rezystancje zastępczą dzielnika który był w twoim schemacie - z taką wartością wzmocnienie się nie zmieni.

Konto nie istnieje · Answer

Można to zrobić zasilając prądem zmiennym ze wzmacniacza z wyjściem rail-to-rail diodowy detektor szczytowy.

memcuch · Answer

Mógłbyś rozwinąć? Czy ICL7660 się nada? Z tymi MAXami jest problem z dostępnością, nie mogę ich znaleźć.

bartek 8118 · Answer

Poszukaj schematu zasilacza do samodzielnego montażu NE 028 tam jest przetwornica na 4 tranzystorach pokazana.

memcuch · Answer

Znalazłem, ale jest to zbyt wielkie, potrzebny mi układzik, który zajmie mało miejsca.

kuuczoo · Answer

Coś w ten deseń.

Ale konkretnego układu Ci nie podam bo nie znam. Wiem tylko że na pewno coś takiego da radę znaleźć. Przykład jest w jednej z ostatnich konstrukcji DIY na forum (inny zakres napięć, ale masz tam "szpeca" żeby spytać o to co interesuje Ciebie)

dabu · Answer

Na co tak utrudniać sobie, tylko trzeba pamiętać aby dać większe pojemności filtrujące niż w standardowym mostku.

memcuch · Answer

Nie mam napięcia zmiennego, więc odpada.

Konto nie istnieje · Answer

Może to być zwykły prostokąt, który trzeba wzmocnić. Generator z byle czego ulepisz.

jarek_lnx · Answer

Jesteś pewien że wymaga? Wiele współczesnych urządzeń nie posiada symetrycznego zasilania, a wykorzystuje wzmacniacze operacyjne.

Konto nie istnieje · Answer

A no pewno da się ustawić wyjścia na ½ tylko musiałby pewnie wszystkie masy pozmieniac. Pomysłowych opcji jest wiele.

memcuch · Answer

Wzmacniacz operuje na bardzo malych sygnałach (rzędu kilku mV), a z tego co wyczytałem, o wiele bezpieczniej korzystać w takich sytuacjach ze wzmacniaczy z zasilaniem symetrycznym. Dodano po 4 [minuty]: W którym miejscu powstaje tam napięcie ujemne? Jakoś nie mogę ogarnąć tego schematu.

jarek_lnx · Answer

Inna plotka głosi że przy wzmacnianiu słabych sygnałów nie należy używać przetwornic do zasilania, bo zakłócenia mogą przenikać. Ogólnie mówiąc takie dobre zasady są niewiele warte, jeśli nie przeanalizuje się wszystkich argumentów za i przeciw, w konkretnym układzie.

memcuch · Answer

Dzięki wielkie, znalazłem bardzo ciekawy układzik z wykorzystaniem LM358 i zdecyduję się na ten wzmacniacz. Więc nie potrzebuję już napięcia -12V.

memcuch · Answer

Odświeżę trochę, ponieważ problem, jaki się pojawił, jest pokłosiem tego tematu.
Otóż, zmontowałem taki oto układzik:

V5 to źródło napięcia zmiennego, V3 i V4 to napięcie 5V. Wzmacniacz zasilany napięciem 0-12V.

Problem w tym, że o ile w każdym programie symulacyjnym składowa stała w węźle 4 (na wyjściu wzmacniacza) wynosi około 2,5V, o tyle w rzeczywistym układzie (zmontowanym na płytce stykowej) zależy ona od rezystora R5 (im większa wartość, tym większa składowa stała).

Całość zasilam z zasilacza 12V, 5V robię na stabilizatorze 7805. Całość połączona jest prawidłowo, sprawdzałem kilka razy.

I pytanie: co robię nie tak, że napięcie wyjściowe jest tak bardzo inne niż w symulacji?

_jta_ · Answer

Oporniki, albo źródła napięciowe masz niedokładne - jeśli oporniki mają 1% błędu, to masz błąd napięcia na wejściu 50mV, przy wzmocnieniu napięciowym 200X (takie jest z opornikami na schemacie) masz błąd na wyjściu 10V - czyli poza zakresem. Stąd wniosek, że błędy wartości oporników są mniejsze od 1%, ale może niewiele mniejsze... Możesz spróbować zamienić miejscami R1 z R2, albo R3 z R4, albo V3 z V4.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

memcuch · Answer

1%, marzenia. Użyłem najtańszych rezystorów (5 albo 10% tolerancji). No to mam problem, bo najwidoczniej wzmacniacz w takim układzie będzie poprawnie pracował tylko w teorii:(

memcuch · Answer

Już się biorę za sprawdzanie obu propozycji. Dzięki wielkie.

NdYAG · Answer

Kupić za kilkanaście złotych gotową przetwornicę a nie bawić się w robienie nie wiadomo czego na icl7660.

memcuch · Answer

jarek_lnx, dzięki wielkie, wszystko działa cacy. Dla potwierdzenia wykresik mojego cichego gwizdania, sporządzony przy pomocy przetwornika ADC, atmegi32 i terminala:

memcuch · Answer

Jeszcze jedno, jak mogę poszerzyć pasmo pracy bez znacznego obniżenia wzmocnienia? W tej chwili fH3dB to około 10kHz. To trochę mało.

Konto nie istnieje · Answer

Włączyć myślenie i użyć nieco precyzji w słownictwie, bo nawet nie zauważyłeś iż jakiś chochlik kazał na prosty błąd włączenia R1 do masy znaleźć sposób zastąpienia go pojemnością która wchodząc w rezonans z R5 utworzyła obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego o bardzo silnym wzmocnieniu wkoło tego rezonansu i teraz wystarczy wzbudzić to praktycznie obojętnie jakim oprorem i wyjdzie nam z tego jakiś nieznany mi filtr aktywny ...albo nie, nie jakiś Ot symulacja za głupia żeby poradzić sobie z wyższymi częstotliwościami i tak doszliśmy do zbudowania generatora A miało być tak pięknie przekonująco z odklikniętymi gwiazdami pomocne podpowiedzi Jest jedna prosta zasada im słabsze ujemne sprzężenie tym większe wzmocnienie, tym mniejsza oporność R5 zbliża wzmocnienie układu do jedności. Czyli łopatologicznie tłumacząc pojemność 470µF zwierając częstotliwości rezonansowe do masy zbliża układ do wzbudzenia się na nich. A tu o jakiś wtórnikach DC itd... naprawdę w ogóle nie kapuję o czym nawijacie. A Ty kolego to już w ogóle nie kapujesz o co pytasz i co robisz.

_jta_ · Answer

Po pierwsze, sprawdź parametry katalogowe użytego wzmacniacza operacyjnego - jeśli masz pasmo 10 kHz i wzmocnienie 200, to iloczyn pasma i wzmocnienia jest 2 MHz - może ten wzmacniacz tylko tyle daje radę? Jeśli tak, to trzeba wybrać inny wzmacniacz, zapewniający większą wartość iloczynu pasma i wzmocnienia. Po drugie popatrz, czy gdzieś nie ma pojemności pasożytniczych ograniczających pasmo - np. wyjście i wejście odwracające są blisko, a do nich podłączone elementy, które są tuż obok siebie tak, że między nimi jest spora pojemność. Jeśli tak jest, to trzeba oddalić od siebie takie elementy. Przy oporniku sprzężenia zwrotnego 100k ograniczenie pasma do 10 kHz może być spowodowane pojemnością 160 pF - sporo, pasożytnicze zwykle są po kilka, kilkanaście pF, żeby wyszło 160, to trzeba by się bardzo starać.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

Konto nie istnieje · Answer

No to może ja powtórzę. 470µF wchodząc w rezonans z R5 zwiera wkoło niego sygnał do masy powodując tam bardzo duże wzmocnienie zbliżając układ do wzbudzenia się na nim. I dajcie wreszcie spokój z bezsensownymi wywodami pochodzącymi od niedoskonałych programów na PC nie przewidujących tej symulacji bo nie wiecie jak wygląda filtr aktywny.

Schemat mini-przetwornicy rail-to-rail odwracającej napięcie z 5V na -12V zasilającej LCD oscyloskopu
TRGLVL - prostokąt pochodzący z generatora o stałej częstotliwości

Teraz już nie widzę problemu żeby to uruchomić bo generator pobudowany i uruchomiony.

Jak uzyskać napięcie symetryczne ±12V z pojedynczego zasilania 12V do wzmacniacza operacyjnego?

Jak uzyskać napięcie ujemne -12 V z pojedynczego zasilania 12 V do zasilania wzmacniacza operacyjnego?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Post #24

Post #25

Post #26

Post #27

Post #28

Post #29

Post #30

Podsumowanie tematu