Аналоговое преобразование уровня напряжения (сдвиг уровня)

У меня есть джойстик, который выдает аналоговое напряжение где-то между 1,5 В и 3,5 В.

Я хочу преобразовать этот диапазон напряжения для управления контроллером двигателя, который принимает аналоговое напряжение от 0 до 5 В.

Как правильно сместить уровень и усилить?

Вам нужно простое усиление 5/2 = 2,5 с центром около 2,5 В. Это легко, если предположить, что у вас есть 5 В, например, от контроллера мотора:

Это должен быть операционный усилитель «от шины к шине», который может работать от напряжения 5 В, как MCP6041 и многие другие. R1 и R2 образуют делитель напряжения, чтобы создать 2,5 В, вокруг которых будет усиливаться входной сигнал. C2 ослабляет шум от источника питания 5 В даже больше, чем постоянный ток, создавая тихий и плавный уровень постоянного тока. Операционный усилитель имеет классическую конфигурацию положительного усиления, R4 и R3 устанавливают усиление. Полное сопротивление источника 2,5 В, создаваемого R1 и R2, эффективно добавляет к R3 в целях усиления, но это небольшой вклад в 1,2 кОм на 100 кОм. Усиление будет чуть меньше 2,5.

Это возможно только с одним операционным усилителем. То, что вы пытаетесь сделать, это сдвиг уровня и усиление . Мы привыкли делать это все время. Они полезны в роботах, где у вас есть датчик с небольшим диапазоном аналогового выходного напряжения, и вы хотите расширить размах напряжения, чтобы получить максимальное разрешение от своего АЦП.

Мы обычно делали их с переменным смещением и усилением, чтобы мы могли настроить их для каждого датчика робота.

Правильно настроив свои параметры, вы всегда можете измерить сопротивление горшков и использовать вместо них резисторы с фиксированным значением.

Или вы можете рассчитать значения напрямую:

Есть онлайн калькулятор, который поможет вам определить значения резисторов.

Вопреки тому, что говорит Cybergibbons, это довольно простая аналоговая электроника. Но вы должны указать, какой источник питания вы собираетесь использовать для своей схемы.

Вам нужна схема, которая понижает ваш сигнал синфазного сигнала (1,5 В) до 0 и применяет усиление 5/2 = 2,5 к остальным. Вы можете легко сделать это с помощью сдвига уровня на основе операционного усилителя с некоторым усилением.

Решение состоит в том, чтобы использовать аналоговый вычитатель с опорным напряжением, установленным на 1,5 В, еще более простым решением является неинвертирующий усилитель с эталоном в нужном месте.

Эта схема сделает работу:

_{^{Операционный усилитель - это просто симулятор по умолчанию, вам может понадобиться другой, в зависимости от комплектации.}}

$\dfrac{R_1 + R_2}{R_2}$