Масштабирующие схемы

Первый вариант масштабирующей схемы представляет собой делитель напряжения с повторителем. Его можно применять, когда входное измеряемое напряжение превышает диапазон АЦП и его нужно просто поделить (1). Операционный усилитель выполняет здесь роль повторителя с большим входным и маленьким выходным сопротивлением.

Выходное напряжение такой схемы вычисляется по ф-ле:Uвых = Uвх*R2/(R1 + R2)
Отсюда можно выразить сопротивления делителя и задавшись значением одного из резисторов, посчитать сопротивление второго резистора: R1 = R2*(1 - (Uвых/Uвх))/ (Uвых/Uвх)

Второй вариант масштабирующей схемы - это неинвертирующий усилитель на операционном усилителе. Такая схема подойдет, если входной сигнал меньше диапазона АЦП и его нужно просто умножить.

Входное и выходное напряжение в данной схеме связаны соотношением:
Uвых = Uвх*(1+R1/R2)
Как видно из формулы, коэффициент усиления данной схемы не может быть меньше 1.
Задавшись одним из сопротивлений, можно рассчитать значение второго резистора: R1 = R2*(Uвых/Uвх - 1).

И третий вариант масштабирующей схемы на операционном усилителе выполняет усиление сигнала и смещает его. Схему следует применять, когда интересующий нас диапазон входного сигнала начинается не с нуля и его нужно "растянуть" на всю шкалу АЦП.

Входное и выходное напряжение в данной схеме связаны следующим соотношением: Uвых=Uвх*(1+R3/R2+R3/R1)-Vcc*R3/R1
где Uвх*(1+R3/R2+R3/R1) - усиление входного сигнала,
а Vcc*R3/R1-смещение.

Чтобы найти значения резисторов из этого выражения, нужно задаться одним из резисторов и решить систему из двух уравнений. Одно уравнение - это соотношение для случая максимального значения входного/выходного сигнала, второе - для случая минимального значения входного/выходного сигнала. Uвых_макс = Uвх_макс * (1 + R3/R2 + R3/R1)-Vcc*R3/R1
Uвых_мин = Uвх_мин * (1 + R3/R2 + R3/R1)-Vcc*R3/R1

Дата добавления: 2015-07-15