Kako narediti konstanten pribitek napetosti

Kupila sem 4-kanalni 16-biten ADC z omejitvijo vhodne napetosti med 0 in 5 V. Z njim bi rada merila napetost na treh kanalih z izhodno napetostjo med -5 in 5 V. Variacije napetosti bodo zelo majhne (največ 1 V, tipično pa cca. 10 mV), vendar je lahko na enem kanalu v času meritve napetost npr. med -1.9 in -2.1 V, medtem ko ADC meri le v pozitivnm. Predvidoma bom vzorčila 10 do 800-krat na sekundo.

Kako bi najlažje npr. "prištela tri volte" na dotičnem kanalu, da bo ADC deloval znotraj svojega območja?

Ne zanima me absolutna vrednost napetosti, zanima me le odvod napetosti po času, pa še pri tem me zanimajo le relativne spremembe (rada bi si pogledala le časovni odziv sistema oz. to, koliko časa traja od proženja dogodka A do zaznave dogodka v dataloggerju), zato ni pomembno, če imam 3,4 V namesto 3,000 V, da le ta pribitek ne niha preveč.

mojca je 22. dec 2015 ob 12:57 izjavil:

Variacije napetosti bodo zelo majhne (največ 1 V, tipično pa cca. 10 mV), vendar je lahko na enem kanalu v času meritve napetost npr. med -1.9 in -2.1 V

Naj uganem - gre za kakšne pH/redox elektrode?

Sicer pa za tale ADC ravno ne vem, uporabljal sem pa podobnega ADS1100, ki je le eno-kanalni diferencialni ( http://www.ti.com/product/ADS1100 ) - se pravi ima dva vhoda, ki merita diferencialno napetost od 0 do 5V (skupaj dobim 10V razpon). Problem pa je bil, ker sem za pH elektrodo uporabil tak ojačevalec, ki mi je na izhodu dal napetost od -9 do +9V - to sem najprej pretvoril v napetost od 0 do 5V (glej spodnji članek) in jo nato napeljal na pozitivni vhod ADC-ja. Negativnega pa sem napeljal na +2.50V referenco. Stvar je v tem, da se v takšnem primeru izgubi en bit resolucije, ker smo enega od vhodov fiksirali na statično napetost. K sreči pa sem med branjem datasheet-a opazil, da ima omenjeni ADC možnost notranje nastavitve PGA-ja (ojačevalca). Tega sem nastavil na vrednost 2 (2-kratno ojačanje) in zopet sem lahko meril v 16-bitni resoluciji.

Predlagam pa branje naslednjega članka: www.ti.com/lit/an/sboa097b/sboa097b.pdf
Pri izdelavi svojega pH metra sem uporabil prvo vezje. Če se še spomnim, sem namesto spodnjega ojačevalca OPA335 zopen uporabil referenco +2.50V, ojačevalec OPA227 pa sem nadomestil z INA116 inštrumentacijskim ojačevalcem z izredno visoko impedanco ( http://www.ti.com/product/ina116 ). Upore sem nastavil na primerne vrednosti, da sem na izhodu dosegel napetost od 0 do +5VDC. Mislim, da sta dva bila 100kOhm, ostala dva pa 37kOhm ali pa 65kOhm? Se žal ne spomnim več. Bom preveril, ko pridem domov.

lp

Se pridružujem A.Smithu - invertirajoči oz. neinvertirajoči seštevalnik se običajno uporablja v te namene.

(Nisem opazila, da še nisem poslala.)

@A. Smith: fantastičen učbenik, hvala ti.

Meh. Še preden začnem sestavljati elektroniko, bom očitno morala ukrotiti softver za ADC. Adafruitova knjižnica potrebuje cca. 8-9 ms za en sam odčitek, torej skoraj 40 ms na cikel pri ADC-ju, ki zmore 860 odčitkov na sekundo. Svojemu hardveru torej prilagajo knjižnico, ki je skoraj 25-krat počasnejša od hardverskih zmogljivosti??? Spet bom počela stvari postranskega pomena namesto tistega, kar bi morala.

> Če se išče odvod napetosti po času, gre morda za kakšno regulacijo?

Ne. Analiza časovnega odziva senzorja na (umetno) motnjo.

Za kakšne operacijske ojačevalnike naj vprašam v štacuni? In po možnosti še: kakšen nabor uporov bom verjetno potrebovala (preden naštudiram literaturo), če bom že v trgovini?

Imam tri kanale. Na ADC-ju so priključki GND, IN0, IN1, IN2, IN3. Recimo, da so napetosti 2 V, 4 V, -3 V. Negacija napetosti bi seveda pomagala, ampak ne vem, kako bi brez dodatnih elementov napetost obrnila. V diferencialnem načinu lahko za vsak kanal uporabiš dva pina (npr. IN0 in IN1 za meritev ene napetosti), ampak potem imam na tem modulu prostor samo za dva kanala, kar je premalo.

Poleg tega se lahko zgodi, da mi napetost niha med -0.5 in 0.5 V.