ฉันอยู่ในปีแรกของโรงเรียนวิศวกรรมและฉันได้รับมอบหมายที่มีวงจรนี้ซึ่งไดรฟ์เซ็นเซอร์ความดันในท่อ Pitot:
ฉันพยายามที่จะเข้าใจวงจรทั้งหมดและแม่นยำมากขึ้น op-amp แรกซึ่งเอาต์พุต (พิน 1) และอินพุต e- (inverting) (พิน 2) เชื่อมต่อกับพื้น
การใช้งานคืออะไร? op-amp ดังกล่าวจะมีผลต่อวงจรโดยรวมได้อย่างไรถ้าไม่ได้ใช้เอาต์พุตของมัน
คำตอบ:
OP-amp ตัวแรกกำลังสร้างวงจรกราวด์ 7810 สร้างเสถียรภาพ 10 โวลต์ซึ่งจะถูกหารด้วยแรงดันไฟฟ้าหาร R2 และ R3 กรองโดย C3 เพื่อให้มีเสถียรภาพ 5 ระดับโวลต์เมื่อเทียบกับระดับเชิงลบมากที่สุด
สหกรณ์แอมป์แล้วบัฟเฟอร์นี้และส่วนที่เหลือของวงจรที่ใช้ในการส่งออกในฐานะอ้างอิงพื้นดิน โปรดจำไว้ว่าพื้นดินในวงจรเช่นนี้เป็นเพียงความสะดวกสบายโหนดที่ใช้เมื่อพูดถึงแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ
ในขณะที่ฉันเห็นด้วยกับ @pipe และในความเป็นจริง upvoted คำตอบของเขาการตอบกลับที่เหมาะสมยิ่งขึ้นก็คือพื้นมีมากกว่า "เพียงแค่" อ้างอิง
สิ่งที่ผมหมายถึงนี้เป็นพื้นดินไม่ได้เป็นเพียงแรงดันไฟฟ้า แต่สิ่งที่สามารถแหล่งที่มาและจมลงในปัจจุบันและการเข้าพักที่อาจเกิดขึ้นเช่นเดียวกัน
พื้นดินที่สร้างขึ้นโดย op-amp นั้นสามารถเป็นทั้งแหล่งกำเนิดและกระแสในปัจจุบันและยังคงอยู่ครึ่งทางระหว่างรางของแหล่งกำเนิด +12 โวลต์ หากการออกแบบจะต้องใช้ตัวควบคุมอื่นเช่น 7805 อุปกรณ์นั้นจะมีเพียงแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเท่านั้นและดังนั้นจึงจะมีการใส่ค่า "แรงดันกลาง" ที่ถูกต้องเมื่อกระแสไหลออกจากมัน
ค่อนข้าง จำกัด วงจรที่แสดง
(TL, DR: ดูย่อหน้าที่ 5)
โมดูลมิเตอร์ต้องการแรงดันไฟฟ้าบนพิน GND ของมันอยู่ระหว่าง V + และ V- พินของอุปทาน มันจะแปลงและแสดงแรงดันไฟฟ้าระหว่าง IN + pin และ GND
7810 ควบคุมอินพุตเป็น 10V ระหว่างโหนดที่มีเครื่องหมาย + 5V และ -5V
R2 และ R3 ให้แรงดันไฟฟ้าระดับกลางด้วยอิมพิแดนซ์ Thevenin ที่ 2.5 kOhm (= 10K // 10K) พร้อมกันกับ 100nF ดังนั้นกระแสใด ๆ (DC) ที่ถูกดึงจากหรือจ่ายให้กับโหนดนี้จะผลักดันแรงดัน 2.5V ต่อมิลลิแอมป์
โหนด GND จะมีกระแสจาก: มิเตอร์ VIN +, R9, R11, R15, R16, R13, A2 และ C5 สิ่งเหล่านี้อาจจะรวมกันได้น้อยกว่ามิลลิแอมป์ แต่มิเตอร์อาจวาดกระแสที่แตกต่างกันไปในแต่ละรอบการวัด
เครื่องขยายเสียง 1 ทำหน้าที่เป็นผู้ติดตามแรงดันไฟฟ้าสำหรับสายโซ่ R2 R3 มันจะทำหน้าที่เก็บเอาท์พุทโหนดที่มีชื่อว่า GND ที่จุดกึ่งกลางของโหนดที่มีเครื่องหมาย + 5V และ -5V เมื่อมองจากมุมมองที่แตกต่างจะทำหน้าที่ดึงจุดกึ่งกลางของวัสดุไปยังแรงดันเอาต์พุต มันจะมีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตแบบวงปิดไม่กี่โอห์มดังนั้นกระแสที่ลากบนโหนด GND จะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อแรงดันไฟฟ้าระหว่าง GND และบรรทัด + 5V และ -5V
แอมพลิฟายเออร์ II-IV ทั้งหมดได้รับการกำหนดค่าเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันง่าย ๆ II และ III ได้รับ 100V / V และ Zin 10K IV ได้รับ 20 และ Zin 50K
การมี C5 เชื่อมต่อโดยตรงกับเอาท์พุทของแอมพลิฟายเออร์ IV เป็นข้อผิดพลาด OPAs ไม่ได้ระบุว่าเสถียรด้วยโหลดความจุขนาดใหญ่ มันน่าจะดีกว่าถ้าวางไว้ข้าม meter VIN + และ GND ด้วย 10K หรือมากกว่านั้นระหว่างที่ปัดน้ำฝนของ A2 และ VIN +
อัตราขยายของวงจรจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยตรงของ 7810 ถ้าเครื่องวัดมีอินพุตอ้างอิงภายนอกจะเป็นการดีที่สุดที่จะเชื่อมต่อกับเศษส่วนของ + 5V ซึ่งจะทำให้การอ่านอัตราส่วน
แรงดันออฟเซ็ตของแอมพลิฟายเออร์ทั้งสี่จะส่งสัญญาณ แอมพลิฟายเออร์จะต้องมีข้อกำหนดคุณสมบัติเสียง DC และ 1 / f ที่ดี
คำตอบที่ตรงไปตรงมาสำหรับคำถามหลักของคุณคือนี่เป็นวิธีหนึ่งในการให้แรงดันไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ op-amps ต้องการ (+ & - 5v) โดยการลอยพื้น (ถึง + 5v) แหล่งเดียวขนาด 10 โวลต์สามารถจัดหา + & - 5v! ตอนนี้คุณควรจะสามารถที่จะเข้าใจว่าการส่งออกของสหกรณ์แอมป์ผมที่ถูกนำมาใช้ มันสร้างกราวด์เสมือน (หรือกราวด์อ้างอิง)