Неинвертирующий аттенюатор без смещения нуля.

Ғылым және технология

Нужна данная схема для согласования сопротивления источника сигнала и нагрузки(в качестве нагрузки будет тот же вход АЦП).
Простейшая схема неинвертирующего аттенюатора выглядит следующим образом:
Он строится из делителя напряжения и буфера на ОУ с единичным коэффициентом передачи.
Что происходит с сигналом, если не согласовать уровень выходного и входного сопротивлений источника сигнала и нагрузки?
Ответ на этот вопрос довольно прост и кроется он в уравнении делителя напряжения и его схеме.
Если можно было бы использовать делитель с малыми значениями сопротивлений, то внутреннее сопротивление АЦП уже не оказывало бы такого сильного влияния, но, в реальности так делать нельзя, т.к. будет большое потребление тока, что вызовет нагрев резисторов и опять же все значения поплывут.
Поэтому нам и нужен ОУ. Идеальный ОУ в теории имеет бесконечно большое входное сопротивление, которое никак не влияет на делитель напряжения, а на выходе получается бесконечно малое сопротивление. В реальности все конечно не совсем так… но у большинства реальных ОУ при малых токах нагрузки выходное сопротивление составляет доли ома, так что это допущение в большинстве случаев, наверное близко к истине.
ЯндексДзен: zen.yandex.ru/id/622208eed2eb...

Пікірлер: 29

  • @TDMLab
    @TDMLab2 жыл бұрын

    Да, всё толково. Ещё есть момент про зависимость работы устройства выборки и хранения (УВХ) от сопротивления источника. Есть табличка в даташите STM32 по которой можно выбрать Sampling time, в зависимости от этого сопротивления, там вроде до 50кОм варианты. А вот когда мы ставим буферный ОУ мы сводим внутреннее сопротивление источника почти до нуля. Это позволяет делать выборки быстрее т.к. sampling time ставим минимальное. Вообще буферный ОУ это хороший тон перед входом любого АЦП, просто для встроенных АЦП в микроконтроллер обычно экономят. ОУ не делают встроенным так как от него бы потребовался ряд противоречивых качеств. Он бы должен быть быстрым, с полосой более 2МГц, когда АЦП работает в режиме чередования. С другой стороны точный, когда нам не нужна скорость, как при изменении постоянного напряжения. И эти качества по технологическому процессу ну никак не могут быть на одном кристалле. Даже для новых серий типа G4, ОУ там оставляют желать лучшего.

  • @user-yg4mu7rm7k
    @user-yg4mu7rm7k Жыл бұрын

    еще не маловажным является тот фактор что в ацп есть кондер, и в момент его зарядки входное напряжение будет просаживатся на несколько едениц кода АЦП. Есть интересная статья Демоны в АЦП STM32. Там проведены испытания на данную тему.

  • @lilwood7453
    @lilwood74532 жыл бұрын

    ух ты как будто лабораторку с тобой сделал

  • @astikfantastic
    @astikfantastic Жыл бұрын

    Помогите, пожалуйста, спаять аттенюатор для микрофонного входа рекордера

  • @d1zz3l
    @d1zz3l2 жыл бұрын

    Олег, скажите стоит ли еще ждать уроков по стм32? Если да, то что в ближайших планах?

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    Добрый день. Я и usb уже потыркал и работу с sd картами. Уроки будут, но позже.

  • @d1zz3l

    @d1zz3l

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb спасибо большое, жду с нетерпением, если не затруднит сделайте пожалуйста отдельный урок по работе с эмуляцией еепром. Спасибо.

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    Может с железным eeprom? Отдельной микрухой. Куда надежнее, чем флеш переписывать на МК.

  • @d1zz3l

    @d1zz3l

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb как посчитаете нужным. я просто сейчас как раз занимаюсь разбором работы с эмуляцией, т.к. нужно хранить от силы байтов 10, а ради этого внешним еепром пользоваться не хочется, думал почерпнуть знаний из ваших видео.

  • @OpenFrimeTVcom
    @OpenFrimeTVcom2 жыл бұрын

    не знаю даже где может такое пригодится. первое это то что у операционника есть шум, и он будет вносить погрешность. (но это скорее касается высокоточных АЦП) и второе не пойму чем мешает входное сопротивление. разве что если оно может изменяться...

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    ОУ разные бывают. Я после LM358 просто восхищаюсь MCP601) А есть куда лучше ОУ. Чем мешает? Так банально не измерить ничего. После делителя замер делаешь мультиметром - вроде бы 10/1, а потом топаешь, подключаешься в отстроенный АЦП, который нормально замеряет напряжение от 0 до 3,3В от источника напряжения, а он тебе с делителя уже показывает не 10/1, а что-то сильно уплывшее.... А если хочется сделать селекторный делитель? например 0-3В без делителя, а далее с делителем?) то тут буфер на ОУ, как никогда пригодится. Да и в целом, буферизация сигнала делает сигнал более устойчивым к внешним факторам. Как гитарист, могу привести пример: есть педалборд(доска, на которой педали эффектов подключены последовательно. Отключаешь эффект - просто байпас(его еще тру байпас называют. Когда просто сигнал в обход платы идет, без буферизации и прочего.)). Когда много педалей + еще шнур 5 метров, то при отключенных эффектах, первоначальный звук гитары превращается в ватную кашу. Ставишь буфер в гитару, либо близко к гитаре, а дальше уже все остальное, то на длину кабеля вообще пофигу становится(в разумных пределах.)

  • @user-oi3tg8um4y

    @user-oi3tg8um4y

    2 жыл бұрын

    Какие классные уроки!! Спасибо Вам!

  • @OpenFrimeTVcom

    @OpenFrimeTVcom

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb ну да. лм358 это самое дешевое и популярное, вряд ли кто будет ставить что то лучшее. а так скорее вы правы, но почему тогда разработчики не удосужились встроить прям в контролер такой модуль, было б удобно)

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    @@OpenFrimeTVcom разработчики старых stm32 в плане ацп много в чем не удосужились, но нам ли их судить) я все хочу пощупать ads1220. Давно лежат, а библиотеку писать все времени нет)да и непонятки с доступностью железа немного демотивируют.

  • @dr.emmettbrown8466
    @dr.emmettbrown84662 жыл бұрын

    Камрад, сразу практический вопрос. Я вот прямо сейчас делаю плату, одной из задач которой это измерение показаний датчика давления воды. Датчик работает от 5v, где 4.5v это макс. давление, а 0.5v это мин. давление. Я планирую подать этот сигнал на вход АЦП STM32 через резистивный делитель. Я правильно тебя понял, что при использовании простого делителя показания будут неверными. Проблема в том, что я могу ориентироваться только на данные даташита датчика, у меня нет оборудования, что бы поставить эталонное давление и откалибровать систему.

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    Да, из за смещения в делителе будет очень сложно откалиброваться(мультиметр покажет одно, а ацп совсем другое). Данная схема поможет решить эту проблему. Только делитель нужно очень точно отстроить. И все. Потом напряжение, допустим 5в подаете на делитель, замеряете мультиметром, и смотрите на АЦП какое напряжение получилось. Может конечно возникнуть аддитивная и мультипликативная погрешности, но это легко правится в расчетах. В принципе все.

  • @dr.emmettbrown8466

    @dr.emmettbrown8466

    2 жыл бұрын

    @@SolderingironspbПонял. А можешь накидать схему подключения к стмке? Я в инете глянул, что то ничего дельного не нашел. Или ссылку кинуть на правильную схему

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    @@dr.emmettbrown8466 Схема уже на видео представлена) Ну вот, будет так: disk.yandex.ru/i/rmdO7KMkVMSkxg можете делитель сделать 1,5. Т.е. 3.3В на АЦП будет равно 4,95В на входе делителя. В любом случае нужно будет корректировать немного, т.к. не факт, что у Вас АЦП ровно от 3,3В питается. Главное используйте vrefint, как я делал в видео "Измерение напряжения. Пробуем фильтровать сигнал. Практика с АЦП. STM32L151CBT6A.".

  • @dr.emmettbrown8466

    @dr.emmettbrown8466

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb Благодарю! Еще пару уточнений: 1. Питать сам ОУ нужно от именно 5В или можно от 3.3 2. У меня под это дело выделена AGND, тогда землить его нужно на GND или AGND PS АЦП у меня питается от отдельного прецизионного источника 3.3в

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    Посмотри видео еще раз) я показывал, что будет если данный ОУ питать от 3.3в и подать на него 3.3в. При единичном усилении он не сможет выдать напряжение питания. Поэтому нужно питание поднять. По поводу земель не могу подсказать, т.к. не вижу схемы. Гальваническая развязка что ли используется? Если да, то соединение идет на ту землю, которая работает непосредственно с сигналом.

  • @avr_stm_pro2955
    @avr_stm_pro29552 жыл бұрын

    Осциллограф как у меня на столе стоит, давно покупал ?

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    Около года ему уже)

  • @avr_stm_pro2955

    @avr_stm_pro2955

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb тоже год , классный аппарат

  • @Solderingironspb

    @Solderingironspb

    2 жыл бұрын

    @@avr_stm_pro2955 он классный, но иногда чет так бесит, что сил нет😀. Косяки есть, но за 27к, что я его брал с али - полностью доволен) жаль толковых ребят, что сейчас на него слюну пускают. У большинства возможности его купить по нынешним ценам нет(

  • @avr_stm_pro2955

    @avr_stm_pro2955

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb тоже брал на Али примерно за ту же цену , единственный неудобства это энкодер , при нажатии на ось , он прокручивается, нет фиксации

  • @avr_stm_pro2955

    @avr_stm_pro2955

    2 жыл бұрын

    @@Solderingironspb цены конечно сейчас полный п.ц

  • @alexalex-tk8hg
    @alexalex-tk8hg11 ай бұрын

    Некорректное название темы. Смещение будет в любой схеме. Различие только в его величине. И просто надо соизмерить допустимо это или нет.

Келесі