Discussioni di carattere generale sull'elettronica analogica e digitale. Didattica e applicazioni pratiche.
#7748
Salve ragazzi :)
Ho un problema con un semplicissimo circuito analogico: in pratica tutto quello che dovrebbe fare il circuito è
amplificare una tensione di 20mVpp proveniente da un piccolo microfono e ripartirlo in un range che va da OV a 3.3V (o
anche di più, dato che poi si può applicare la correzione corrispondente con un semplice partitore di resistenze) da fare campionare tramite un ADC.
Il punto è che all'uscita dell'op amp, trovo si, il segnale amplificato, ma trovo anche un maledetto sfasamento pari a
Vcc/2 (che sarebbe la tensione di riferimento di cui ha bisogno l'op amp per lavorare).
Qualcuno saprebbe spiegarmi un modo per rimuovere questo sfasamento in modo da poter riportare il minimo del
segnale a OV? Il massimo poco importa, come spiegato prima.
A titolo d'esempio, dico in maniera molto pagana, come un condensatore di disaccoppiamento, che però porta la
tensione a diventare anche negativa, cosa che ovviamente per lo scopo del circuito, che come detto prima sarebbe il
collegamento ad un ADC per un campionamento, non sarebbe affatto voluta hahah
Grazie a tutti in anticipo e scusatemi nel caso abbia detto qualche eresia :D

Circuito.JPG
#7749
Forse volevi dire offset e non sfasamento che è un'altra cosa. Prova a prelevare tramite un 4.7uF in serie all'uscita.
#7750
Come avevi già dedotto tu il rimedio proposto da Bios non è efficace in quanto col condensatore avrai semionde positive e negative, il rimedio però è semplice, se vuoi che l'uscita vari tra 0 e 3.3V vuoi che con ingresso nullo l'uscita ti restituisca 1.65V per fare questo devi fissare il livello della massa virtuale dell'OP-AMP a questo valore, lo potrai fare variando il valore delle resistenze (attualmente da 10K) che lo determinano, scegli le resistenze in modo che sia Valim*R2/(R1+R2)=1.65V. In ogni caso quel circuito non lo potrai fare usando come OP AMP un TL072 la cui uscita non puo scendere al disotto della tensione di alimentazione negativa + 1.5V. devi usare un OPAMP rail-to-rail una soluzione economica potrebbe essere un LMV358
#7753
Mi correggo nella formula ho messo i valori delle resistenze del partitore che avevo io in testa, facendo riferimento al tuo schema Valim*R4/(R3+R4)=1.65V, tutto il resto continua a funzionare (sopratutto il discorso dell'OP-AMP rail to rail)
#7755
Mi era sfuggito che voleva un segnale compreso tra 0 e 3v3 :mrgreen:
#7757
Si parla di campionatura, e molto probabilmente il circuito proposto, necessita di essere rivisitato in tante parti o del tutto!
Ha detto bene Schottky sul Rail To Rail, ma quanto esso si affranca al probabile modello ideale che il nostro amico domanda o immagina?
Cominciamo con il precisare che l' lmv358 buttato lì fiduciosamente alla buona, non sortisce l' effeto desiderato! Anzi, farà brutta fine.
Il circuito proposto è alimentato mediante una tensione da 9V. L' LMV358 Accetta massimo 5.5V ( Vedi Absolute Maximum Ratings ).
Inoltre, l' output swing non è comunque ideale. Ovviamente correlato al carico sull' uscita che noi non conosciamo, questo non è comunque trascurabile, come evidenziato sul data sheet. La dinamica d' uscita dell' opamp potrà comunque risultare inferiore anche di un buon 10 o più punti percentuali, rispetto a quanto domandato! Sopratutto per via della non idealità del Rail negativo!
I valori dei resistori calcolati e mostrati nello schema, non sono poi in linea con il guadagno desiderato affinchè in uscita si ottengano i valori di tensione desiderati! Senza poi fare disquisizioni sulla "stabilità" di un circuito così realizzato, lascio all' offset di ingresso dell' LMV358 e op-amp similari, l' onere di cestinare il circuito così proposto!

Quindi, ricapitolando: siamo certi che il circuito, quà in esame, vada bene per l' uso prefissato? :roll:
#7758
Ovvio che i valori andranno ricalcolati per la nuova tensione di alimentazione. Circa le altre caratteristiche certamente affidandosi al convertitore interno ad un AVR non credo si possano avere grandi aspettative. Comunque ovviamente di OPAMP rail-to-rail ce ne sono di migliori
Circa la stabilità, come quasi tutti gli amplificatori operazionali moderni, è progettato per essere incondizionatamente stabile se non con carichi pesantissimamente capacitivi.
La mia risposta era esclusivamente orientata allo spiegare il motivo per cui non otteneva il comportamento da lui desiderato.
#7778
visto che l'applicazione non sarà professionale puoi usare un LM358 vulgaris e connettere un condensatore all'uscita come proposto da Bios.
Come hai detto l'uscita andrà all'ADC di un micro: basta un partitore all'ingresso dell'adc. In assenza di segnale il partitore deve generare una tensione di Vref/2 (Vref è la tensione di riferimento dell'ADC, di solito è Vcc oppure 1,1V interni o un altro valore tipico del micro usato)

In questo caso si puo' usare un LM358 che non è rail-to rail, ma l'uscita va da 0 a circa 7V con una alimentazione di 9V. L'escursione massima dell'uscita sarà 4.5 +/- 2.5V quindi è nel range dell'adc, anzi pure troppa. Occhio ai livelli perchè la tensione in ingresso all'adc non deve superare la Vcc dell'adc e non deve scendere sotto lo zero.
L'unica accortezza è che con un guadagno di 100 la massima frequenza è circa 10 KHz (GBPW_LM358=1MHz -> 1MHz/100= 10 KHz). Valuta se ripartire il guadagno fra due opampo (es x10 x10 con una f_max di circa 100 KHz)

Ovviamente la massima frequenza del segnale deve essere almeno 2.5-3 volte minore della frequenza di campionamento dell'adc (f_Camp_adc > 2.5 f_in_max) , altrimenti Nyquist protesta! Infine nel codice che caricherai devi poi tener conto che un segnale in ingresso ZERO produce UN valore X_max/2 sull'ADC, un valore NEGATIVO produce un valore < X_max/2 ed un valore positivo un valore > X_max/2.

ps: ovviamente tutto quanto detto da Maxim e Schottky è più che sacrosanto, ma se l'applicazione è amatoriale si puo' soprassedere!
Allegati
adc333.jpg
Bios ringraziano
#7818
Grazie delle risposte ragazzi :D
Alla fine sono arrivato ad una soluzione molto vicina a quella di double semplicemente ragionandoci a mente fredda e sperimentando in maniera empirica (per quanto riguarda i valori dei condensatori di disaccopiamento, sono il più piccoli possibili, in quanto avevo quelli nel cassetto; successivamente provvederò eventualmente alla sostituzione).
Posto il circuito per chi ne avesse eventualmente bisogno :)
Grazie ancora a tutti, sempre chiari e rapidi ;)

Circuito.JPG
Bios ringraziano
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