Измерение отрицательного напряжения

[Falconist]

avp94, это великолепно, что Вы изучаете такие параметры. Аплодирую. Кстати, при 5-вольтовом питании LM258/324 на выходе больше 3,5 В не будет. Вот если бы Вы еще и поняли, что я выложил не окончательную схему, а принцип ее работы - было бы еще лучше.

[GTK31]

ТС прочитай.
1. Выбор LM358 не очень удачный. Вход работает от земли, но выход микросхемы сильно ограничен относительно питания. Даже относительно минусовой шины. Хотя в описании пишется что выход чуть ли не до отрицательного питания. Надо выбрать рил-ту-рил ОУ.
2. Чтобы заработало как описано в стартовом посте:
- выбрать сдвоенный ОУ;
- сделать делитель по питанию или по опоре (тот источник от середины которого планируется подавать сигнал на вход ADC). само собой резисторы поточнее;
- вход одного ОУ из двух подключить к делителю в режиме повторителя - буфер с малым выходным сопротивлением;
- со второй половинки микросхемы при помощи точных резисторов делаем обычный дифференциальный усилитель (ДУ). Инвертирующий вход ДУ соединяем с землей, на неинвертирующий вход подается нужный биполярный сигнал, опорный вывод (второй резистор неинвертирующего входа), который обычно в учебниках подключают на землю соединяется с выходом буфера (первой секции микросхемы, там где 2,5 В). На выходе ДУ имеется нужный сигнал от 0 до 5 В. При нулевом напряжении на входе на выходе ДУ будет 2,5 В.
-для ДУ тоже резисторы нужны поточнее. Так как коэффициент передачи ДУ=1 то все резисторы в этой схеме можно выбрать равными. Таким образом 6 одинаковых резисторов. Правда надо учесть выходное сопротивление датчика.
-про фильтр ФНЧ я ничего не пишу, но если он нужен при наличии ДУ, его (ФНЧ) тоже надо включить правильно.

[avp94]

А что тогда я делаю не так? Почему у меня все прекрасно работает от однополярного питания?

Вот если бы Вы еще и поняли, что я выложил не окончательную схему, а принцип ее работы - было бы еще лучше.

Так у Вас работает принцип, тогда конечно.
To ТС. Сделайте как написано здесь, только поднимите питание ОУ до 7 вольт и будет вам счастье .

[omercury]

Александр10, чуть раньше Falconist давал ссылочку на принцип работы ОУ. Было бы неплохо прежде всего в нём разобраться.
Если вкратце, то ОУ "старается" всеми правдами и неправдами поддержать одинаковое напряжение на входах, из этого и исходите.

З.Ы.
вот близкая тема.

[GTK31]

To ТС. Сделайте как написано здесь, только поднимите питание ОУ до 7 вольт и будет вам счастье .

Счастья во век неувидит по этому рецепту.
Пардон, будет. Но не с lm358.

[Yurkin2014]

только поднимите питание ОУ до 7 вольт

Да. Надо просто взять питание ОУ прямо с батареи, до стабилизатора 78L05.

[Falconist]

Счастье... будет. Но не с lm358.

И чего вы так ополчились на этот ОУ? Да, для звука он не годится, но для чисто вычислительных операций (конкретно для поставленной задачи) - вполне на своем месте. То, что выход не "дотягивает" до напряжения питания на 1,5 В - тоже не проблема. avp94 озвучил "пилюльку": поднять питание до 7 В. То, что выход примерно на 100...150 мВ не "дотягивает" до потенциала общей шины - тоже не беда. АЦП в МК запрограммировать считать нулем не ноль, а эти самые 150 мВ.

В конце концов, можно сформировать "полутораполярное" питание: минусовое плечо застабилизировать обычным диодом, получим минус 0,7 В, чего вполне достаточно, чтобы выходной ноль был таки нулем.

[GTK31]

Falconist, а откуда Вы взяли данные для этого сообщения:

То, что выход примерно на 100...150 мВ не "дотягивает" до потенциала общей шины

?
Я этот факт очень хорошо запомнил однажды, потому что в домашних условиях пришлось плату переразводить из-за этого недоразумения. Выход у меня тогда до общей шины не дотягивал аж на 0,7 В. И как только нагрузку не уменьшал.
В последствии, чтобы не иметь такие проблемы или переходил на R-t-R ОУ или на выход навешивал транзистор.
В описании LM358 этот момент отражен на 10 странице Figure 9. Output Sinking Characteristics.

[Falconist]

По собственному опыту. Да и из даташита пользуюсь не графиками, а таблицей: стр. 4 (ELECTRICAL CHARACTERISTICS), строка "Output Voltage−Low Limit" - для наихудшего случая = 20 мВ при питании 5 В и нагрузке 10 кОм.

[GTK31]

В общем то вопрос про выход lm358 обсуждался уже не раз на разных форумах и везде были противоположные мнения. Одно из лучших обсуждений на этот счет было на сахаре. При наличии недорогих 5 вольтовых ОУ с полным диапазоном как по входу так и по выходу это уже личное дело автора схемы.
и еще
Схема из поста 4 работает с инверсией, что не соответствует ТЗ. -2,5 в превращаются в 5 в на выходе, а +2,5 в в 0 в на входе. Конечно же можно сделать инверсию в МК, однако факт остается фактом, на который надо обратить внимание.