Pomiar napięć z zakresu od -0.4 do +0.4 V

Witam,

Przyznaję, że nie znam się na elektronice analogowej i przez to natrafiłem na problem. Otóż:
Posiadam mikrokontroler AVR ATmega16L (tudzież jakikolwiek inny AVR) i chciałbym za pomocą niego (a konkretnie wbudowanego w niego przetwornika ADC) mierzyć napięcia z zakresu -0.4 do 0.4 V. Wiem, że sygnał wejściowy należy odpowiednio wzmocnić i przesunąć by dostosować napięcia do zakresu 0-5V (albo 0-2.56V to już wszystko jedno). Próbowałem to uzyskać poprzez skonstruowanie jakiegoś układu w oparciu o wzmacniacz operacyjny. Symulowałem układ i o ile uzyskać wzmocnienie nie jest rzeczą trudną to przesunięcia już nie udało mi się uzyskać tak jak tego oczekiwałem (przynajmniej w symulatorze). Proszę o pomoc jak to zrobić na wzmacniaczu operacyjnym (wzmacniaczach operacyjnych?)!

Z góry dziękuję za odpowiedź!

Przykład użycia wzmacniaczy do przesuwania poziomu napięcia jest w poniższym linku. Strona jest o oscyloskopie podłaczanym do pc-ta. W części analogowej sygnał podawany na przetwornik jest przesuwany o pewien stały poziom napięcia odpowiedni dla przetwornika. Jest to ralizowane przez sumowania sygnału z dwu wzmacniaczy w ostatnim wzmacniaczu. Pierwszy w torze sygnału jest wtórnik napięcia, jeśli masz silny sygnał do mierzenia to możesz go pominąć.
Stronka o oscyloskopie:
http://alternatezone.com/electronics/dsoamk3.htm
Podstrona z rysunkiem części analogowej:
http://alternatezone.com/electronics/images/mk3anal.gif

Z tego co widzę w tym układzie wszystkie wzmacniacze operacyjne są zasilane napięciami symetrycznymi +12/-12 ja w układzie nie mam napięcia ujemnego. Mam tylko +5V.

żaden problem użyć PWM do wygenerowania ujemnego napięcia. Nie musi ono wynosić -12V, myślę ze -5V wystarczy
Pozdrawiam

Jak na pokładzie masz RS232 (np. MAX232) to masz napięcie ujemne - do zasilenia operacyjnych wystarczy.

a ja zrobilbym jeszczeinaczej, robisz dzielnik rezystancyjny w skli 1:1, tak aby ta jego wyjsciu bylo okolo 2.5V, czy jakies w tym rodzaju, i to podlaczasz do wejscia ADC, potem badany sygnał podłączasz pod to samo wejscie tyle, ze przez jakis kondensatorek, w efekcie masz na wejsciu ADC napiecie w zakresie 2.1V-2.9V, ale jest to dobre w przypadku pomiaru sygnału w rodzjau sinus, jezeli natomiast napięcie to ma zawsze te wartości co podałeś to ustaw na dzielniku napięcie 0.5V i zamiast na ADC podaj na wejście wzmacniacza co wzmacnia 5 krotnie, razem z badanym sygnalem a na wyjsciu powinienes uzyskac zmiany od 0.5(dla -0.4) do 4.5V (dla 0.4v).
Pozdrawiam

Tam jest rozwiązany temat: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic688857-0.html

Bogatszy o doświadczenia praktyczne mogę podpowiedzieć, że musisz sie przygotować na to, że wzmacniacze operacyjne w aplikacji wzmacniacza różnicowego generują pływające napięcia - ja miałem zakres -5V ... +5V i gdy na wejście nie było nic podłączone, napięcie pływało (skakało) w przedziale do ok. -0,02V ... +0,02V. Konieczne było wstawienie kondensatorów bezpośrednio na wejścia ADC Atmegi16 o wartości kilku nF.

MES Mariusz. a nie lepiej lekko obciążyć wejście wzmacniacza równoległym rezystorem 47k ?
kondensator zwiększa bezwładność pomiarów (co czasami jest pozyteczne a czasami nie).
pozdrawiam

Ch.M. wrote:

MES Mariusz. a nie lepiej lekko obciążyć wejście wzmacniacza równoległym rezystorem 47k ?
kondensator zwiększa bezwładność pomiarów (co czasami jest pozyteczne a czasami nie).
pozdrawiam

Ale przy takiej niewielkiej częstotliwości pomiaru jak 10Hz te kondensatorki nie wiele zdołają namieszać. 10Hz to niewiele, ale nie jestem w stanie wycisnąć więcej, przy transmisji po R232, przy szybkości 128000baud (i tak wchodzę już na baud error na poziomie 2%). Sytuacja jest nieco dziwna, bo w testach siłowych, nawet przy prędkości 34800 baud, urządzenie spokojnie wyrabia się w przesłaniu 1000 takich 40-znakowych stringów do terminala na PC w ciągu 12 sekund, co daje maksymalną prędkość około 80 stringów (po ok. 40 znaków) na jedną sekundę.

Dlaczego więc moja aplikacja odczytuje pełny string bufora jeśli przesyłane jest nie więcej niż ok. 10 stringów na sekundę?

Temat wałkowany jest na
https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=3913293#3913293
oraz na pl.misc.elektronika "Bascom i szybka transmisja po RS232"

W poscie autora nic nie ma o szybkosci próbkoawania ani o szybkosci zmian sygnału mierzonego, przy 10hz to faktycznie taka pojemnosc pomaga Co do komunikacji to nie moge ci pomoc bo nie bawiłem sie w tego typu wymiane danych (poległem przy probie komunikacji i2c, ale udało mi sie usi zmusic do sterowania LCD)
Pozdrawiam

Witam,
Po pewnym czasie "wymyśliłem" sobie taki układ jak w załączniku.
Na symulacji działa tak jak chcę, choć zupełnie nie rozumiem dlaczego.
Proszę o opinie czy takie coś będzie działać w układzie.
Przy okazji jak ktoś rozumie jak to działa to może się tą wiedzą podzielić bo przez ten C2 to ja zupełnie nie rozumiem.
Brakuje informacji, która zapomniałem podać wcześniej. Wzmacniacz ma pracować przy częstotliwościach 50 - 2000 Hz.

Pozdrawiam!