. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Zvýšení rozsahu analogových čidel
9. srpna 2011 - 8:00 | Pandatron | Zvýšení rozsahu analogových čidel | Komentářů: 0  

Zvýšení rozsahu analogových čidel

Tip na rozšíření rozsahu stále oblíbených analogových čidel, používaných především pro svou nízkou cenu a minimální příkon především v přenosných systémech spotřební elektroniky.

Na podobné téma analogových senzorů jsme již nedávno diskutovali v článku Měření teploty s vysokým rozlišením. Jeho cílem však nebylo rozšíření měřeného rozsahu, ale zvýšení přesnosti a ekonomičtější využití rozlišení ADC převodníku na daném rozsahu. Následující článek se zaměří na téma rozšíření rozsahu použitím operačních zesilovačů typu Rail-to-Rail.

Přestože žijeme v době plošné digitalizace, stále se poměrně hojně používají obyčejné analogové senzory a čidla. Především ve spotřební elektronice nám pomáhají řešit otázku úspory energie a samozřejmě i výrobních nákladů. Díky tomu nám také výrobci součástek nabízejí stále širší řady teplotních, světelných a jiných analogových čidel, určených právě pro použití v přenosných a mobilních systémech spotřební elektroniky, které obvykle využívají bateriového napájení. Problém však nastává v případě zpracování jejich hodnoty. Obvykle totiž není možné jejich přímé připojení na vstup integrovaného ADC použitého mikrokontroléru, ale je nutné využít operačního zesilovače, zapojeného ve funkci sledovače nebo zesilovače s odpovídajícím ziskem.


Obr. 1: Schéma zapojení vstupu

Typické zapojení obvodu analogového čidla (v našem případě světelného čidla typu EL7900) je uvedené na obr. 1. Výstup čidla se vede na invertující vstup operačního zesilovače. Neinvertující vstup zesilovače je jako obvykle zapojen na polovinu napájecího napětí (zde GND). V případě, kdy je napájecí napětí 3 V, je na neinvertujícím vstupu napětí 1,5 V.

Výstupní napětí obvodu má hodnotu podle rovnice:

Výstupní průběh proudu obvodu EL7900 v závislosti na intenzitě osvětlení je uveden na obr. 2. Všimněte si, že průběh proudu (jehož absolutní velikost je závislá na zatěžovacím odporu) je v celém měřeném rozsahu prakticky lineární. Problém je však v omezení rozsahu vstupního napětí použitého operačního zesilovače.


Obr. 2: Závislost proudu čidlem na intenzitě osvětlení (při R = 4k7)

Výstupní napětí obvodu je závislé na proudu čidla a také velikosti referenčního napětí na neinvertujícím vstupu OZ (v našem případě polovina napájecího napětí). Skutečná velikost měřeného rozsahu je tak závislá právě na velikosti referenčního napětí, ale kam až s jeho hodnotou můžeme zajít? To závisí na typu použitého zesilovače. Standardní operační zesilovače mají vstupní napěťový rozsah omezen z důvodu parazitních proudů a to o hodnotu typ. 0,5 až 1,5 V z jedné nebo z druhé strany napájecího napětí. S klesajícím napájecím napětím mobilních systémů tak i výrazně klesá rozsah, který lze použitými obvody dosáhnout.


Tab. 1: Základní charakteristika obvodu při použití standardního a rail-to-rail zesilovače

Jediným řešením, pokud tedy nechceme hned zvyšovat velikost napájecího napětí, je použití operačních zesilovačů typu Rail-to-Rail. Například typy EL8178, AD803, TS922, MAX4333 atd., umožňují zpracování vstupního signálu prakticky v plném rozsahu napájecího napětí (částečně i mimo něj). Pouze potřeba upravit obr. 1 tak, aby neinvertující vstup OZ byl spojen ze záporným pólem napájecího napětí. Podle grafu na obr. 2 můžeme tímto uspořádáním získat až o více než 45% širší dynamický rozsah.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce obvodu EL7900
Měření teploty s vysokým rozlišením
EL7900 - Ambient Light Photo Detect IC
Rail-to-Rail Amplifier Extends Resolution and Range of Light Sensor
EL8178 - Micropower Single Supply Rail-to-Rail Input-Output (RRIO) Precision Op Amp







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
SIM900 - GSM modul GPRS class 10 Quadband
GSM Quadband modul s podporou datových přenosů třídy GPRS class 10
Skladem od 415 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007