Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 25
А где вариант «ничего не понял, но это просто я дурак, побольше бы такого на Хабре?»
Знаете, в процессе чтения перед глазами несколько раз проходил грустный ослик Иа-иа, который нес в зубах 431 стабилитрон…
Приятно встретить на Хабре цитату из любимого автора (авторов :)
В принципе всё по делу (в т.ч. и воззрения автора из области технической философии), но слишком многословно. Суть нетрудно изложить парой-тройкой абзацев. Но… как выражался один классик «извините, что пишу длинно — не было времени написать коротко».
Только мне непонятно, почему автор описывает обратный ток через диод, а на последних схемах он включен в прямом направлении, между входом МК и стабилитроном?! (D1)
А если я напишу, что вместо танцев с бубнами вокруг противоречивых требований к номиналам резисторов делителя и ужасов со стабилитронами я бы применил простейший эмиттерный повторитель по совместительству являющийся ФНЧ или, не к ночи будет помянуто, вообще фильтр на рэйл-то рэйл операционнике, которые дадут нам и нужные нагрузочные способности, и задание коэффициента ослабления, и органичение выходного сигнала — и все это без особых костылей — вы мне начнете оппонировать, что там вылезут свои сложности из-за нелинейности активных компонентов и прочее? Но смотри ТЗ — у нас не прецизионные измерения (ТС писал).
Простейший эмиттерный повторитель внесет ошибку на величину напряжения смещения перехода база-эмиттер, которое к тому же будет зависеть от температуры.
Ниже уже сказали, что повторитель внесет смещение (отсюда вывод — напряжения ниже определенных Вы измерить вообще не сможете), а вот фильтр с нужным коэффициентом на операционнике — это вполне рабочее решение, если таких измерительных каналов не один, так и вообще применение счетверенного усилителя будет едва ли не оптимальным выбором. Для одного канала — тяжеловато, но вполне возможно.
Насчет нелинейности ОУ приставать не буду — она в данном случае не существенна.
Насчет нелинейности ОУ приставать не буду — она в данном случае не существенна.
А зачем здесь tl431? Почему бы катод диода D1 не подключить непосредственно к шине питания МК?
Чтобы не выйти за питание — неизвестно, что в этом случае покажет АЦП — скорее всего, ляжет на упоры, но откуда нам это знать?
Чтоб не выйти за питание, достаточно вместо двух последовательно соединенных резисторов использовать три (далее R1, R2, R3): ограничительный диод подключить к точке соединения R1 и R2, а вход АЦП подключить к точке соединения R2 и R3. Как дополнительный бонус получаем несколько большую гибкость при выборе номиналов из стандартного ряда.
Боюсь, что ничего не получится — даже на первой ступени (R1.VD) будет ярко выраженная нелинейность.
Схема
<img src="
http://" alt=«image»/>
http://" alt=«image»/>И откуда тут нелинейность? В рабочем диапазоне диод заперт. При выходе измеряемого напряжения за нормальный диапазон (потенциал точки соединения R1 и R2 выше напряжения питания на 0.7В) диод открывается и срабатывает ограничение. Дополнительная ступень делителя R2 R3 предотвращает превышение напряжения на входе АЦП над напряжением питания.
Ну и подумайте, что будет при входном напряжении выше 4В? Напряжение просто ляжет на верхний упор и дальше увеличивать его бессмысленно. Я то думал, что Вы стабилитрон поставить хотите вольт на 40 и будет нелинейность, в тут будет даже еще хуже
Ну и подумайте, что будет при входном напряжении выше 4В?
Вопрос некорректный без знания соотношения резисторов, а оно, в свою очередь, будет зависеть от исходных данных (в каком диапазоне требуется измерять) Два примера «с потолка»:
1. Хотим мерить 0...3В, опорное напряжение АЦП 1В, номиналы всех резисторов равны. Во всем рабочем диапазоне входных напряжений (0...3В) напряжение в точке соединения R1 и R2 изменяется в пределах 0...2В, диод всегда обратносмещен и не вносит нелинейности. При входном напряжении порядка 6В (за пределами требуемого диапазона) диод откроется и начнется ограничение. При этом напряжение на входе АЦП не превысит 2В, т.е. не выйдет за пределы питания.
2. Хотим мерить 0...10В, опора АЦП 1В, номиналы R1, R2, R3 соотносятся как 8:1:1. Во всем рабочем диапазоне входных напряжений (0...10В) напряжение в точке соединения R1 и R2 изменяется в пределах 0...2В, диод всегда обратносмещен и не вносит нелинейности. При входном напряжении порядка 20В (за пределами требуемого диапазона) диод откроется и начнется ограничение. При этом напряжение на входе АЦП не превысит 2В, т.е. не выйдет за пределы питания.
На какую из этих схем Вы хотите подать 4В? Если на первую, то 4В — это за пределами рабочего диапазона, т.е. ничего померить мы не сможем и о нелинейности можно не вспоминать, но напряжение на входе АЦП не выйдет за пределы питания. Если на вторую, то 4В — это в пределах рабочего диапазона, диод будет заперт (на его аноде 0.8В, на катоде — 3.3В), никакой нелинейности не будет.
Так вот, частота среза нашего входного фильтра должна быть в разы (минимум в 2 но лучше в 10 раз) выше, чем вышеуказанная основная гармоника, а для сигналов сложной формы и еще больше.
Не подскажете, где про это почитать подробнее? Во всех туториалах, которые я читал, просто говорят «поднимите частоту дискретизации в 5-10 раз».
Подскажите оптимальную схему для измерения в диапазоне 8-14 Вольт с максимальной точностью.
Входное напряжение — 12 Вольт от импульсного БП, МК — Atmega2560 с внутренним ИОН 2,56 Вольт.
Входное напряжение — 12 Вольт от импульсного БП, МК — Atmega2560 с внутренним ИОН 2,56 Вольт.
Не очень понял задачу, предположу, что Вам надо измерять напряжение до 12В при условии возможного превышения до 14В и при диапазоне АЦП 2,56.
1. Если Вы готовы несколько пожертвовать точностью, то делитель 2,56/14 решит эту задачу
2. Если Вам нужна максимальная точность в диапазоне до 12В, то делитель 2,56/12 это позволит, но свыше 12 до (3,3/2,56*12=)15.5 Вы получите значение кода, соответствующее 12В, свыше — неизвестное значение.
3. Ну и если Вас последнее не устраивает, то схема с делителем 2,56/12 (R1=100k R2=27.118~27.2 =про создание точного резистора из двух неточных я писал в другом посте, хотя лучше поставить переменник) и ограничителем из последней картинки в посте — Ваш выбор. При этом точность максимальная, а для любого напряжения выше 12В Вы гарантированно получите код, соответствующий 12В входного.
1. Если Вы готовы несколько пожертвовать точностью, то делитель 2,56/14 решит эту задачу
2. Если Вам нужна максимальная точность в диапазоне до 12В, то делитель 2,56/12 это позволит, но свыше 12 до (3,3/2,56*12=)15.5 Вы получите значение кода, соответствующее 12В, свыше — неизвестное значение.
3. Ну и если Вас последнее не устраивает, то схема с делителем 2,56/12 (R1=100k R2=27.118~27.2 =про создание точного резистора из двух неточных я писал в другом посте, хотя лучше поставить переменник) и ограничителем из последней картинки в посте — Ваш выбор. При этом точность максимальная, а для любого напряжения выше 12В Вы гарантированно получите код, соответствующий 12В входного.
Номинальное напряжение БП — 12 Вольт. 14 я взял для подстраховки — вдруг оно гуляет.
Классическая схема на резисторных делителях позволит измерять в диапазоне 0-14 Вольт — это непрактично. Во-первых, участок ниже 10 В мне не интересен вообще, во-вторых, при питании ниже 5 Вольт МК даже не запустится.
Т.е. нужно растянуть шкалу измерений за счет отрезания от нее ненужных 2/3 диапазона, за счет этого увеличится точность.
Классическая схема на резисторных делителях позволит измерять в диапазоне 0-14 Вольт — это непрактично. Во-первых, участок ниже 10 В мне не интересен вообще, во-вторых, при питании ниже 5 Вольт МК даже не запустится.
Т.е. нужно растянуть шкалу измерений за счет отрезания от нее ненужных 2/3 диапазона, за счет этого увеличится точность.
Стало яснее с задачей.
Боюсь, что без операционника (или без отрицательного питания) Вам не справиться.
1. Берете R-R усилитель, на плюсовой вход — 2,56В, в минусовой — входное с ОС и рассчитываете требуемый делитель. Только передаточная характеристика будет обратной.
2. В плюс — делитель входного, в минус ОС и резистор на опору.
В обоих случаях входное меньше некоего (8В) будет равно нулю.
Можно еще последовательно во вход стабилитрон воткнуть и сделать из 0-12 диапазон 8-12 и потом его масштабировать, но будет сильно зависеть от стабилитрона.
Боюсь, что без операционника (или без отрицательного питания) Вам не справиться.
1. Берете R-R усилитель, на плюсовой вход — 2,56В, в минусовой — входное с ОС и рассчитываете требуемый делитель. Только передаточная характеристика будет обратной.
2. В плюс — делитель входного, в минус ОС и резистор на опору.
В обоих случаях входное меньше некоего (8В) будет равно нулю.
Можно еще последовательно во вход стабилитрон воткнуть и сделать из 0-12 диапазон 8-12 и потом его масштабировать, но будет сильно зависеть от стабилитрона.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
К вопросу об ограничениях