मैं एडीसी के साथ एक नकारात्मक वोल्टेज कैसे माप सकता हूं?

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मैं एक माइक्रो-कंट्रोलर के साथ इनबिल्ट 10 बिट एडीसी के साथ काम कर रहा हूं और -1 से -3 वोल्ट की रेंज में वोल्टेज मापना चाहता हूं।
मैंने वोल्टेज को सकारात्मक बनाने के लिए इनवर्टिंग मोड में एक ऑप-एएमपी का उपयोग करने का सोचा और फिर इसे माइक्रोकंट्रोलर की एडीसी को खिला दिया, हालांकि यहां मुझे एक नकारात्मक बिजली की आपूर्ति के साथ ओपैम्प को पावर देना होगा, सही? मैं इस समय एक नकारात्मक बिजली की आपूर्ति का उपयोग नहीं करना चाहता था और सोच रहा था कि क्या इस कॉन्फ़िगरेशन को प्राप्त करना संभव है? क्या आप मदद कर सकते हैं?

microcontroller pic adc

— केविन बॉयड
स्रोत

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-1 से -3 वी जो मैं माप रहा हूं वह LM337 का आउटपुट है जिसे मैं मॉनिटर करना चाहता हूं।

— केविन बोयड

संबंधित: तस्वीर के साथ -20 वी से + 20 वी वोल्टेज को

— मापें

मेरे पास एक पूर्ण उत्तर को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त विवरण नहीं है, लेकिन यदि आपके PIC में VREF- (नकारात्मक संदर्भ वोल्टेज) पिन है, तो आप संभवतः अतिरिक्त इन्वर्टर के बिना, सीधे संदर्भ वोल्टेज के रचनात्मक उपयोग के माध्यम से ऐसा कर सकते हैं।

— स्पार्क

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एक इन्वर्टिंग एम्पलीफायर को वोल्टेज को पलटने के लिए एक नकारात्मक रेल की आवश्यकता नहीं होती है।

gschem

अपने पावर रेल के बारे में सोचने की कोशिश करें कि आपका आउटपुट क्या है। यदि आप सर्किट को देखते हैं, तो सभी op-amp पिन 0V या उच्चतर के वोल्टेज से बंधे होते हैं। जब आपकी -1 से -3 की सीमा आती है, तो यह आउटपुट पर 1 से 3 के ठीक विपरीत के रूप में दिखाई देगा। यह भी आप कुछ लाभ एक बफर के रूप, के रूप में अपना पिन के इनपुट प्रतिबाधा बहुत ज्यादा (इतने लंबे समय के आर के रूप में इस सर्किट को प्रभावित नहीं करेगा देता _में || आर _च बड़ी है)।

मैं मानता हूं कि एक साधारण अवरोधक विभक्त काम करता है - बस आपको यह बता देना चाहिए कि यह भी काम करता है।

— Kortuk
स्रोत

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+1 - अगर आपके पास नकारात्मक इनपुट में ADC नहीं है, तो यह करने का उचित तरीका है।

— जेसन एस

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नहीं, op-amp की रेल आपके आउटपुट के लिए सीमाएं हैं। जहां एक रेल टू रेल ऑप-एम्प सीमा के बहुत करीब जाएगी। आप कर सकते हैं, और बहुत से, अपने जीवन को op-amps डिजाइन कर रहे हैं। वहाँ एक पूर्ण सेशन- amp के रूप में ऐसी कोई चीज नहीं है, लेकिन आम तौर पर एक विशिष्ट मामले के लिए एक आदर्श सेशन- amp है।

— कोरटुक

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उस नोट पर, इस कॉन्फ़िगरेशन में, यदि आप लगभग पार कर जाते हैं, तो आपके इनपुट के रूप में आपका आउटपुट Vcc रेल से टकराएगा। कुछ op-amps एक वोल्ट या अधिक रेल के भीतर नहीं जाएंगे, कुछ op-amps 50mV के भीतर जाएंगे। यदि आपको एक बड़ा इनपुट संकेत मिलता है, तो इसे एक बड़ी राशि से विभाजित करें, यदि आपके पास -1 से -10 वी सिग्नल है, तो 2 से विभाजित करें, समस्या हल हो गई है।

— कोरटुक

2

@ कोरटुक - कभी भी किसी भी मामले के लिए एक आदर्श ऑप-एम्प नहीं है। हालाँकि, उपलब्ध चयन में से सबसे अच्छा ऑप-एम्प है, जब हर प्रोजेक्ट के लिए कीमत पर ध्यान दिया जाता है।

— कॉनर वुल्फ

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@ फ़ेक नाम, मुझे लगता है कि यह एक संचार त्रुटि का मामला है। यदि यह आपकी ज़रूरत के चश्मे से मिलता है और सस्ती है तो आपके पास सही ऑप-एम्प है। यह मेरा शब्दांकन होगा, मैं समझता हूं कि आपका क्या मतलब है। मैं सीमा को स्वीकार करता हूं और सही उपयोग करता हूं क्योंकि मैं सकारात्मक हूं। <3

— Kortuk

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आप एक वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग कर सकते हैं, जिसमें एक छोर सकारात्मक आपूर्ति रेल से लटका हुआ है। कहते हैं कि आपके पास समान प्रतिरोधक और 5V बिजली की आपूर्ति है, इससे आपके -1 से -3V रेंज के लिए + 2V और + 1V के बीच वोल्टेज होगा।

+5V +
    |
    R
    |
    +-- OUT
    |
    R
    |
IN -+

— विम
स्रोत

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इसमें IN टर्मिनल को (5-Vin) / (2R) के एक करंट को सिंक करने की आवश्यकता होगी, इसलिए आपको अनचाहे करंट के साथ इनपुट को अभिभूत न करने के लिए R बड़े को चुनना होगा। फिर, आपके ADC इनपुट को कम से कम R मान की तुलना में अधिक इनपुट प्रतिबाधा के परिमाण का क्रम होना चाहिए, ताकि विभक्त नेटवर्क को लोड न किया जा सके। जो सभी संभव हो सकते हैं (या नहीं)। डेटा शीट के लिए!

— JustJeff

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-1: आप बेहतर प्रतिरोध और 5V के लिए एक सटीक संदर्भ का उपयोग करेंगे।

— जेसन एस

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सबसे सस्ता सरल तरीका होने के लिए +1। लेकिन जैसा कि जेसन एस कहते हैं, सटीक प्रयास करेंगे, अगर यह मायने रखता है।

— डैरनव

3

आपके सकारात्मक रेल पर कोई भी शोर आपके एडीसी में दिखाई देगा।

— एंडोलिथ

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वोल्टेज विभक्त विचार अच्छा है, सस्ता है, लेकिन इससे आपको मापा जा सकने वाले वोल्टेज के परिवर्तन की समस्या को 1/2 एडीसी इनपुट में परिवर्तन के रूप में देखा जाएगा। यदि सटीक माप ब्याज की है, तो समाधान विभक्त के निचले आधे भाग के रूप में एक जेनर डायोड है। अगर नापी जा रही चीज करंट का एक छोटा सा हिस्सा खो सकती है, तो यह बहुत अच्छा होगा। ज़ेनर्स अपने रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज में बिल्कुल सपाट नहीं हैं, खासकर बहुत छोटी धाराओं के लिए, इसलिए आर 1 को बहुत बड़ा न बनाएं।

अब देखना है कि क्या यह स्टैकएक्सचेंज साइट मुझे चित्र जोड़ने की अनुमति देती है ...

वैकल्पिक शब्द

— DarenW
स्रोत

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QUCS में अनुकरणित

— डैरेन डब्ल्यू

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यह उस प्रकार के रूपांतरण के लिए मानक सर्किट है। मैंने इसे किसी को साबित करने के लिए अनुकरण किया कि यह काम करता है, इसलिए स्पाइस योजनाबद्ध। आपको उपयुक्त अवरोधक मान चुनने की आवश्यकता है, यह तब तक काम करता है जब तक वे 2 आर, 2 आर और आर।

— लियोन हेलर
स्रोत

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मैं अभी (गैर-इलेक्ट्रॉनिक्स) काम कर रहा हूं, w / o काम इलेक्ट्रॉनिक्स sw या किताबें, तो यह सिर्फ एक मोटा विचार होगा। हो सकता है कि कोई और विवरण भर सके ...

Vcc रेल पर लटके PNP ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी का उपयोग करके एक वर्तमान दर्पण का प्रयास करें। एक उपयुक्त रोकनेवाला के माध्यम से दर्पण के इनपुट पक्ष को नकारात्मक वोल्टेज संकेत खिलाएं। उसी वर्तमान को फिर दर्पण के आउटपुट ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रवाह करना चाहिए। एक अच्छी तरह से चुने गए अवरोधक के साथ आप 0V से Vcc के भीतर एक वोल्टेज रेंज बनाते हैं।

EDIT - NEW: यहां वर्तमान दर्पण योजनाबद्ध है। ट्रांजिस्टर टी 1 के माध्यम से जो भी वर्तमान गुजरता है, टी 2 उसी वर्तमान प्रवाह को बनाने की कोशिश करेगा। बिजली की आपूर्ति के सापेक्ष नकारात्मक वोल्टेज, जिसे मैंने बेतरतीब ढंग से 15 वी चुना था, आर 1 के माध्यम से करंट का कुछ ट्रिकल बनाता है ("इनपुटक्रैक" के रूप में सिमुलेशन में मापा जाता है)। यदि आर 2 आर 1 के समान था, तो आपको इसे उसी वोल्टेज पर मिलेगा, यदि इसे अनुमति दी गई थी। लेकिन यह 0V (gnd) से जुड़ा है - हमारा सर्किट विशुद्ध रूप से एक सकारात्मक आपूर्ति पर आधारित है। जब तक हम आर 2 को छोटा नहीं करते हैं, तब तक यह काम नहीं करेगा। इसे मापें, गणित करें (जो, 2 से गुणा करें, कठिन!) और वहां आप हैं। योजनाबद्ध के अलग-अलग मूल्य हैं, एक अलग अनुपात है वैकल्पिक शब्द , लेकिन मुझे लगता है कि हम सभी इसके लिए गणित को संभाल सकते हैं।

एक साधारण वोल्टेज विभक्त पर इसका लाभ यह है कि 1) यह अधिक जटिल दिखता है, 2) यह एनालॉग आईसी डिजाइन में एक आम चाल है। चूँकि मैंने जेनर डायोड का उपयोग करते हुए एक और उत्तर लिखा था, मुझे यकीन नहीं है कि अब यह बेहतर क्यों है, लेकिन यह वोल्टेज डिवाइडर का एक विकल्प है और विभिन्न श्रेणी के वोल्टेज या कुछ और प्राप्त करने की अनुमति दे सकता है। अब मैं दूसरों को इस विचार के ज्ञान या मूर्खता पर टिप्पणी करने देता हूं ... वैकल्पिक शब्द

— DarenW
स्रोत

मैं समझ नहीं सका कि आपका यहां क्या मतलब है, एक योजनाबद्ध लिंक से मदद मिलेगी।

— केविन बॉयड

ठीक है, मुझे अब समय मिल गया है ... और जैसा कि मैं इसके बारे में सोचता हूं, मुझे यकीन नहीं है कि यह कुछ सरल सर्किटों से बेहतर है, सिवाय इसके कि विस्तृत डिजाइन बेहतर संख्यात्मक रूप से काम कर सकता है, शायद। योजनाबद्ध जल्द ही संलग्न किया जाएगा।

— डैरेनडब्ल्यू

पुराने प्रश्न जो मुझे पता है, लेकिन ... यह सर्किट दो ट्रांजिस्टर के बेस-एमिटर वोल्टेज बनाम कलेक्टर वर्तमान वक्र पर निर्भर करता है, ताकि दोनों ट्रांजिस्टर कलेक्टरों में से प्रत्येक में एक ही वर्तमान प्रवाह हो। यह एक आईसी में एक अच्छी धारणा होगी जहां ट्रांजिस्टर को अच्छी तरह से मिलान करने के लिए बनाया जा सकता है, (और एक ही तापमान पर), लेकिन दो असतत ट्रांजिस्टर के लिए नहीं। एमिटर के साथ श्रृंखला में मिलान प्रतिरोधों को लगाकर सर्किट को इस समस्या के प्रति कम संवेदनशील बनाया जा सकता है।

— गीविमेन

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तुम भी एक सेशन- amp की आवश्यकता नहीं हो सकती है। कुछ ADC (जैसे MCP3304, डेटाशीट देखें: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21697e.pdf में एक अंतर मोड है, जहां ADC दो चैनलों का अंतर लौटाता है, जो एक हो सकता है नकारात्मक संख्या। यदि आप एक चैनल को ग्राउंड (छद्म-विभेदक मोड कहा जाता है) से जोड़ते हैं, तो एडीसी एक नकारात्मक इनपुट वोल्टेज को दूसरे पर स्वीकार कर सकता है, और इसे नकारात्मक संख्या में अनुवाद कर सकता है, बिना किसी नकारात्मक वोल्टेज के।

बेशक, यह केवल तभी लागू होता है जब आपका एडीसी इस तरह का समर्थन करता है। बहुतों में डिफरेंशियल मोड बिल्कुल नहीं है।

— DPDT
स्रोत

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क्या आपने इस हिस्से पर डेटाशीट की जाँच की है? पूर्ण अधिकतम रेटिंग अनुभाग में शीट से: "सभी इनपुट और आउटपुट wrt VSS ............... -0.3V से VDD + 0.3V" का अर्थ है कि आपके पास नकारात्मक नहीं हो सकता उस मामले के लिए इनपुट या किसी अन्य पिन पर वोल्टेज। क्यों? क्योंकि इनपुट सुरक्षा डायोड चालू हो जाएगा और भाग को जलने से बचाएगा। यह सवाल का जवाब नहीं देता है, सवाल यह था कि मैं एक नकारात्मक वोल्टेज कैसे माप सकता हूं? आप इस भाग के साथ ऋणात्मक वोल्टेज नहीं माप सकते।

— वोल्टेज स्पिक

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मुझे लगता है कि पहले से ही बहुत अच्छे उत्तर हैं, लेकिन मैं एक और दृष्टिकोण पोस्ट करना पसंद करता हूं, कि मैं मूल रूप से एक ही काम करने के लिए खुद का उपयोग कर रहा हूं।

आप एक इंस्ट्रूमेंटिंग ऑप-एम्प (जैसे LT1167) का उपयोग कर सकते हैं? हालांकि आपको नकारात्मक रेल की आवश्यकता होगी, लेकिन क्या यह अधिक सटीकता नहीं देगा? और वोल्टेज को बेहतर बनाने के बेहतर तरीके भी यदि केवल एक प्रतिरोधक जोड़कर चाहते हैं।

ऋणात्मक रेल को जोड़ना उतना ही आसान है, जितना कि एक minmax MCW03-05D05 जैसा कुछ जोड़ना।

प्रतिरोधों का उपयोग करने में मुझे जो समस्या है, वह यह है कि समान प्रतिरोधों को खोजना बहुत कठिन है, जो आपको एक त्रुटि देगा जिसे आपको सही करना होगा।

— Nisse
स्रोत

यह कुछ सरल करने के लिए एक बहुत महंगा तरीका है।

— मैट यंग

हां, लेकिन मुझे लगता है कि यह इस बात पर निर्भर करता है कि कोई व्यक्ति कितनी अच्छी सटीकता चाहता है

— निस

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आपने स्वयं कहा था कि प्रतिरोधक त्रुटि के प्राथमिक स्रोत हैं। एक अधिक महंगे हिस्से का उपयोग करने के साथ-साथ किसी प्रकार की नकारात्मक रेल को जोड़ने की आवश्यकता होती है, जो इसे ठीक नहीं करता है। उच्च परिशुद्धता के साथ प्रतिरोधों का उपयोग करना अधिक समझ में आता है।

— मैट यंग

ठीक है, अगर प्रवर्धन की कोई आवश्यकता नहीं है, तो किसी भी अवरोधक की कोई आवश्यकता नहीं है .. इसके अलावा इसे करने का एक और तरीका है, मैं यह नहीं कह रहा हूं कि यह किसी भी आवेदन के लिए करने का सही तरीका है, लेकिन कुछ मामलों में यह हो सकता है एक नकारात्मक रेल का उपयोग नहीं करने के लिए छोड़ देना बेहतर है।

— निस