www.elektronik.si

[Saran]

Živjo,

Tole je sicer moj drugi post na to temo, ker sem v prvi temi poskušal uporabiti enojno napajanje, pa se zadeva ni odnesla. Vezje želim sedaj nadgraditi z dvojnim napajanjem, vendar pa imam še vedno nekaj nejasnosti glede tovrstne vezave.

Sedaj uporabljam ojačevalec (INA116), ki ima bipolarno napajanje +/- 9V. Ima tudi enojen izhod, ki lahko pravtako generira napetost v enakem razponu (+/- 9V). Če se ne motim, se takšen signal imenuje "bipolar, single-ended".
Imam pa tudi ADC, ki na vhodu pričakuje diferencialni signal, vendar pa vhodi niso sposobni tolerirati negativnih napetosti. Meja za oba vhoda (V+ in V-) je od 0 do 5V. ADC torej pričakuje signal tipa "unipolar, differential".

Torej za vezavo teh dveh komponent je potrebno signal najprej spraviti iz območja -9 do +9V v območje 0 do +5V in nato še pretvoriti v diferencialnega. Zanima me kakšna je najenostavnejša pot za to. Zanima me tudi ali je sploh vredno komplicirati z dodatnimi vezji (cena, šum, itd). Vsekakor je signal potrebno spraviti v razpon 0-5V, ker lahko v nasprotnem primeru skurim ADC. Teoretično pa lahko preskočim pretvorbo signala v diferencialnega (npr. z inverterjem) tako, da negativni pin na ADC-ju priklopim na 2.50V referenco. V tem primeru pač izgubim 1 bit natančnosti. Pri 24-bit ADCju to sicer nebi bila težava, pri 16-bitnemu se pa že dosti pozna.

Še nekaj: Tale 16-bitni ADC ima sposobnost nastavitve ojačanja na 1, 2, 4 in 8. Če mu nastavim PGA na 2, bi lahko s pomočjo omenjene vezave (neg. vhod ADC-ja na 2.5V referenco, poz. vhod pa na 0-5V signal) pridobil nazaj izgubljeni razpon?

lp

[TheChemist]

Morda malo neumestno vprašanje, ampak, kej če bi vzel kak dug OP, ki ima območje delovanja 0-5V?

[int47]

[Saran]

Živjo!

Tole je moja prejšnja tema glede tega projekta: http://www.elektronik.si/phpBB2/viewtopic.php?t=40687
Uporaba drugega ojačevalca ne pride v poštev, ker potrebujem zelo visoko vhodno impedanco, takega ojačevalca, ki deluje no 0-5V pa nisem našel. V bistvu gradim preprosti pH meter. Zadeva se pa ni odnesla, ker je v tem primeru eden izmed vhodov na ojačevalcu bil priklopljen na referenčno napetost oz. na virtualno ničlo. To se pravi, da je bil tudi del pH elektrode oz. celotna raztopina pod to napetostjo. V primeru, da bi se dotaknil raztopine s prstom ali čim drugim prevodnim, ki je ozemljeno, bi se lahko elektroda ireverzibilno polarizirala.

Zato sem se odločil, da raje naredim bipolarno napajanje in vhod priklopim na pravo ničlo oz. AGND. Tule sem tudi želel uporabiti 24-bitni ADC, ampak se mi zdi, da je ta odločitev malo pretirana, zato razmišljam o 16-bitnem ADCju. Na vhodu ojačevalca se lahko pojavi napetost +/-2000 mV, ki se nato ojača na npr. +/- 9V, ki je tudi napajalna napetost na ojačevalcu. Signal je sedaj potrebno nekako spraviti na diferencialni vhod na ADCju.


Datasheeti:
Ojačevalec: INA116
ADC 24-bitni: AD7791
ADC 16-bitni: ADS1100

[int47]

Na tvojem mestu bi povezave vezja z zunanjim svetom galvansko ločil.

Zakaj bi +-2V rad najprej ojačal na +-9V in nato prilagajal vhodnemu obsegu A/D ?
Na tvojem mestu bi +-2V prištel 2V in mogoče ojačal za faktor 2,5/2 = 1,25.

Naj te ne zavede na videz visoka vhodna upornost A/D pretvornika.
Pri PGA=2 je "Differential Input Impedance" 1,4M.
Izvor signala in vhod A/D si predstavljaj kot napetostni delilnik.
Pri 12bit A/D in 1,4M vhodni upornosti mora biti diferenčna notranja upornost izvora signala pod 1,4M/4096 = 340R, če naj bo napaka zaradi padca napetosti ranga (+-)1 LSB.
Pri 16Bit A/D pa pod 20R.

Glede na tip A/D pretvornika in hitrost internega oscilatorja je to pravzaprav Z. Torej si lahko pomagaš s kondenzatorjem. Obvezno preveri pod kakšnimi pogoji (kapacitivno breme) izhod ojačevalnika zaniha!

[Saran]

Ojačal bi na +/-9V, da dobim maksimalen razpon. To potem skonvertiram na napetost od 0 do 5V s pomočko kakega drugega opampa oz. driverja, ki ga tudi napajam na +5V. Posledično ni možno, da bi se za driverjem pojavila previsoka oz. negativna napetost, ki lahko ADC poškoduje. V tvojem primeru nimam zaščite pred prenapetostjo oz. podnapetostjo. Kaj, če slučajno primem s prstom za vhodni pin, pa se na njem pojavi napetost več od +2V npr. 6V? Zadeva se takoj ojača na 9V in mi skuri ADC.

Vhodna upornost na ADC ni problem, saj imam pred njim ojačevalec za pH elektrode, ta pa je sposoben zgenerirati 5mA maks na izhodu. Neke visoke hitrosti meritev ne rabim, saj je sonda dosti počasnejča od ADC-ja v najpočasnejšem merjenju.

lp

[S53MV]

[Saran]

[.]

Brisana vsebina odstranjenega uporabnika.

[Saran]

Mare, tole zgleda zelo lepa zadeva! Na farnellu je nisem našel, bom pa pogledal pri mouserju. Skratka temo sem ustvaril s tem namenom, da bi našel *splošno* pot za konverzijo signala, tale čip je pa bolj specifika za pH meritve.

No v glavnem sem uspel spraviti skupaj neko preprosto vezje, ki opravi primerno konverzijo brez kakih dodatnih zapletov. Signal je najprej bilo potrebno pretvoriti iz bipolarnega v unipolaren in to se da lepo storiti z kakim opampom ter par upori ali pa se kupi že narejeto vezje. Naslednja težava pa je bila pretvoriti enojen signal v diferencialnega. To se seveda da narediti s kakšnim ADC driverjem, vendar pa sem se poskušal temu izogniti.

Zadevo sem rešil tako, da sem negativni pin na svojem ADCju priklopil na +2.50V referenco, pozitivnega pa na izhod vezja vmesnega opampa (0-5V). To nam seveda razpolovi merilno območje, vendar pa ima k sreči tale moj ADS1100 notranji ojačevalec oz. PGA. Tega sem preko I2C porta nastavil na 2 - dvokratno ojačanje in tako "povečal" merilno območje ADCja iz +/-5V (10V) na +/-2.5V (5V).

Zadeva testirana in deluje. Sedaj lahko merim signal v 16-bitnem območju!
Huraaaaa!11111