Terra flutuante e tensão negativa em circuito com op amp

[Felipe Arcaro]

Fala pessoal, tudo bom?

Bom, não acredito que minha dúvida seja muito complexa, mas como to começando agora acho que seria interessante saber.

Eu to montando um circuito e em uma das ajudas que tive um cara me disse que deveria usar duas baterias ao invés de uma como fornecedor de tensão para um op amp, para assim criar um terra flutuante. 

Este é o esquema:

 

A princípio, fiz isso usando um gerador de tensão e uma bateria 9V, o que foi mais do que necessário (estou usando outros resistores, então meu ganho é menor.)

Agora, para ficar um pouco mais organizado, instalei isso daqui na minha protoboard: https://www.sparkfun.com/products/10804.

Consigo normalmente usar o 5V para o sistema do arduino que uso e 12V para a alimentacao positiva (que entra no pino 8 do op amp), mas nao sei o que fazer quanto a alimentacao negativa. Ja tentei puxar do -12V mas nao parece funcionar, assim como nao funcionava quando eu tentava usar apenas o fornecedor de tensão para o negativo e positivo.

Alguem pode me dar uma ajuda com isso?

Obrigado.

[MatheusLPS]

@Felipe Arcaro

 

O que você pode fazer, é utilizando a fonte de 12V aplicar essa tensão em 2 capacitores em série.

 

Assim: 

 

+12V---------||----.----||-------GND

 

Veja o ponto entre os capacitores. Ali será seu terra flutuante. Mas só conseguirá +6V e -6V (metade da fonte).

 

No caso dos capacitores, fiquei em dúvida em quais valores indicar.

 

Aguarde opiniões.

 

Falou

[Felipe Arcaro]

Entendi, talvez isso sirva pro meu caso. 

Eu gostaria de entender mais um pouco sobre o terra o flutuante e se tudo que ele faz é isso. 

Porque pra mim ainda não faz sentido e eu não sei como tirar uma +6V e -6V desse esquema que você fez com o terra flutuante. 

Alguém aí pode dar uma ajuda?

Obrigado de qualquer forma, MatheusLPS.

[albert_emule]

Acredito que não seja exatamente um terra flutuante.

É na verdade uma fonte simétria. O terra continua sendo o mesmo terra de todo o circuito. 

Você teria apenas que criar a tensão negativa.

 

Geralmente isso é feito com fonte chaveada. 

 

Você poderia também usar ao invés de um só op amp, usar dois deles:

Um amplificando o semi-ciclo negativo do sinal de entrada e o outro o semi-ciclo positivo. 

A configuração de entrada do segundo op amp seria a mesma, diferindo-se apenas que no segundo o sinal deve entrar no pino 3 e a polarizações devem ficar no pino 2. Ou seja invertido. Deve haver também um trimpot para ajustar a simetria DC da onda.

 

 

Segue em anexo a opção de fonte simétrica com fonte chaveada.

 

 

[MatheusLPS]

@Felipe Arcaro

 

Nao é o circuito dos mais robustos. Já vi muito melhores por aí. Mas vale a tentativa:

 

 

Falou

[rtek]

olá,

 

você sabia que tem amp op que operam com fonte simples???

 

http://www.ti.com/lit/an/sloa030a/sloa030a.pdf

 

http://www.eng.yale.edu/ee-labs/morse/compo/sloa058.pdf

 

boa sorte!

[MOR_AL]

@felipe.

 

Você primeiramente precisa definir suas necessidades.

1 - Seu sinal útil vai possuir valores negativos?

Caso afirmativo, então você precisa de duas fontes (uma positiva e outra negativa) para alimentar o seu amplificador operacional (AO).

Há solução com apenas uma fonte, porém, como você ainda está novo na teoria, é melhor não usá-la, pois seria necessário ou mais um AO, ou conhecer todo o seu circuito. Ainda assim aumentaria o consumo.

Caso negativo, Você não precisaria de duas fontes. Apenas uma fonte resolveria o seu caso.

Outra vez. Como você está começando com a eletrônica, prevejo que não haveria necessidade do seu sinal chegar a 0,00 volts. As duas casas decimais são necessárias, pois há AO alimentado com apenas uma tensão positiva, que, dependendo da corrente de saída, sua tensão chega quase a zero. Com algumas dezenas de milivolts.

 

2 - Forneça maiores detalhes para que possamos direcionar nossas respostas para uma rápida solução.

O que você pretende fazer?

Quais os níveis máximo e mínimo do seu sinal de entrada (Vin do seu primeiro circuito)

Qual é a fonte deste sinal. É importante para considerarmos a impedância de entrada.

Quais são os limites que você deseja para o seu sinal de saída? Isso é necessário para conhecermos a impedância de entrada do que vai estar pendurado neste sinal e assim poder fazer a compensação. É necessário também para se determinar o ganho que o seu AO terá que ter.

 

MOR_AL

[albert_emule]

MOR, Posso tirar uma dúvida? rsrsrs

 

Teria algum problema em se usar comparadores de tensão, tais como LM339 e LM393 para trabalhar com sinais lineares? 

[MOR_AL]

MOR, Posso tirar uma dúvida? rsrsrs

 

Teria algum problema em se usar comparadores de tensão, tais como LM339 e LM393 para trabalhar com sinais lineares? 

 

Olha Albert.

Eu já até tive êxito em usar alguns comparadores como amplificador operacional, mas mão me lembro com qual foi e não recomendo.

O certo, caso você tenha um comparador sobrando dentro do chip e precisa de um operacional, é testar rapidamente em uma Protoboard.

Mesmo assim, em trabalhos mais responsáveis, essa prática não é recomendada. Afinal se o fabricante soubesse que é possível, ele seria o primeiro a informar, pois a indústria quer vender e esta função dupla seria um ponto positivo para o seu produto.

Mesmo testando e funcionando, não significa que vá funcionar com outros valores de resistores,ou outras temperaturas ou outros fabricantes do mesmo CI.

Em suma. Não é confiável.

MOR_AL

[albert_emule]

MOR

 

Obrigado pela resposta. Seus comentários são sempre lógicos e inteligentes.

[aphawk]

@albert_emule,

Faz algumas semanas teve um tópico onde eu discutia com o Roberto justamente sobre isso, ele insistia que era só usar o resistor e virava um amp op normal, e eu tinha a mesma opinião do Mor.

Afinal, se fosse igual, o fabricante só faria comparadores, não é ? Bastaria um resistor e pronto...

Paulo

[rtek]

Quanto à forma de utilizar um terra virtual, poderá observar exemplos de aplicação nos links que encontram-se no post #6 logo acima.

Espero que as informações sejam úteis e que se aproveite apenas as informações boas e sejam descartadas as outras que não são pertinentes ao assunto, pois não são todos que tem um tempinho para tentar dar uma luz ou outros modos de pensar, acredito que somente quem já se encontrou em uma necessidade e foi ajudado não com uma solução pronta, mas com dicas e mais dicas até que uma solução surgisse e melhor se encaixasse pode saber o quão valioso é uma dica, mesmo que não seja a mais adequada.

Muitas vezes basta teclar no Google e a resposta já está na primeira página, mas com tanta coisa passando na cabeça, certamente acaba não sendo tão fácil de encontrar.

Sem mais,

Boa sorte!

[albert_emule]

O problema não é que wikipedia não é fonte confiável.

Eu mesmo havia confiado numa informação colhida deste site, quando me decepcionei em saber que não era bema a verdade. Desde então não tenho wikipedia como fonte. Só como base para eu poder seguir adiante.

[aphawk]

@Felipe Arcaro,

Eu uso um Ci para gerar a tensão negativa a partir da positiva, ele é bem baratinho no Ebay.

http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/documents/icl7/icl7660.pdf

Paulo

[vtrx]

 

O problema não é que wikipedia não é fonte confiável.

Eu mesmo havia confiado numa informação colhida deste site, quando me decepcionei em saber que não era bema a verdade. Desde então não tenho wikipedia como fonte. Só como base para eu poder seguir adiante

O problema é que este site é editável,basta logar.

Vai na link e vÊ a primeira frase que coloquei.

[MOR_AL]

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparator

 

GAME OVER

Independente de "ser ou não ser" confiável. Acho que a Wikipedia concorda com o que foi dito.

Um operacional pode ser usado como comparador. Embora os operacionais, para serem incondicionalmente estáveis, introduzem um capacitor em seu chip, para que a fase fique em -90 graus enquanto o ganho de open loop for maior que 1.

Com este capacitor, apesar de tornar o amplificador operacional (AO) estável, o ganho em altas frequências é reduzido, não sendo aconselhável usá-lo como comparador.

Por outro lado, reafirmo o que informei anteriormente e a Wikipedia não contradiz isso.

 

"A dedicated voltage comparator chip such as LM339 is designed to interface with a digital logic interface (to a TTL or a CMOS). The output is a binary state often used to interface real world signals to digital circuitry (see analog to digital converter). If there is a fixed voltage source from, for example, a DC adjustable device in the signal path, a comparator is just the equivalent of a cascade of amplifiers. When the voltages are nearly equal, the output voltage will not fall into one of the logic levels, thus analog signals will enter the digital domain with unpredictable results. To make this range as small as possible, the amplifier cascade is high gain. The circuit consists of mainly Bipolar transistors. For very high frequencies, the input impedance of the stages is low. This reduces the saturation of the slow, large P-N junction bipolar transistors that would otherwise lead to long recovery times. Fast small Schottky diodes, like those found in binary logic designs, improve the performance significantly though the performance still lags that of circuits with amplifiers using analog signals. Slew rate has no meaning for these devices. For applications in flash ADCs the distributed signal across eight ports matches the voltage and current gain after each amplifier, and resistors then behave as level-shifters."

 

@rtek.

Sinceramente não entendo a finalidade de suas postagens.

A exceção seria para gerar polêmicas, o que eu compreendo. Mas nestes casos, seus comentários deveriam ser mais balizados e não simplesmente "jogar lenha na fogueira" e deixar que nós, outros, apaguemos o fogo.

 

Repito que sou favorável às discussões, porém com respostas como "Game Over" não introduzem esclarecimentos adicionais, e pior, tentam concluir um assunto, que sequer foi devidamente explicado por você.

Gostaria que você continuasse se portando como o "advogado do diabo", pois contradizer uma opinião é necessário em uma discussão sadia, desde que ela esteja acompanhada com explicações que valham a pena discutir, e não com as suas atuais respostas apresentadas.

Gostaria que você me contradissesse com experiências práticas realizadas por você e mostradas aqui. Esta seria uma forma correta de se expressar e contribuir com o aumento do conhecimento geral.

Esta é a minha opinião.

MOR_AL