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COMPARATORI & MICROCONTROLLORI - 9 | |||
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Comparatore come Amplificatori operazionali Tipicamente e' richiesto di amplificare il segnale
proveniente da un sensore, per adattarne la dinamica di uscita con
quello del convertitore ADC. Usualmente questo e' fatto con
amplificatore operazionale che, nel caso di applicazioni low-cost, può
pesare sul costo totale del progetto. E' possibile comunque, nel caso
si utilizzi un microcontrollore con comparatore interno, utilizzare il
comparatore come amplificatore per segnali lenti provenienti da
sensori. Figure 12: OpAmp in configurazione non invertente Per realizzare l' amplificatore non invertente,mostrato in figura 12, i resistori R1 e R2 devono essere scelti in base alla relazione che esprime il guadagno di questo amplificatore: R3 e C2 definiscono il filtro passa basso posto in uscita dell'amplificatore. La frequenza di taglio del filtro deve essere da 2 a 3 volte la massima frequenza presente nel segnale ingresso per prevenire fenomeni di attenuazione, e in particolare R3 deve essere tenuto piccolo per minimizzare l'impedenza di uscita dell'amplificatore. La relazione seguente esprime la relazione tra R3, C2 e la frequenza del filtro passa basso Il valore di C1 e' scelto in modo che il filtro RC formato da C1 e dal parallelo di R2 e R1 sia proprio Fcorner: In figura 12 e' riportato l' amplificatore invertente.
Figure 13: OpAmp in configurazione invertente Per realizzare l'amplificatore in configurazione invertente
R1 eR2 si scelgono in base alla relazione che esprime il guadagno per
un amplificatore invertente. R1 = R3 = 19.8k , R2 = 3.84k, C1 = .047 µF, , C2 = .22µF Gain = 6.156, FCORNER = 171 Hz Traslatore di livello Un comparatore può essere anche usato anche traslatore di livelli logici. Il circuito di un traslatore di livello e' mostrato in figura 14. Figura 14 : circuito del traslatore di livello logico VIN = 0 - 2V, VIN/2 = 1V, VDD = 5V , R2 = 1k, R1 = 3.9k L'ingresso invertente e' polarizzato al centro del
campo di variazione del segnale di ingresso (VIN/2). L'ingresso non
invertente e' usato come ingresso del circuito. Quando l'ingresso e' al
di sotto della soglia VIN/2, l'uscita e; bassa. Quando l'ingresso e' al
di sopra di VIN/2, allora l'uscita diventa alta. I valori di R1 e R2
non sono critici, sebbene il loro rapporto e' importante perché fissa
la soglia al centro della dinamica del segnale di ingresso. Alcuni
microcontrollori hanno la opzione per connettere l'ingresso invertente
a un riferimento di tensione interno. Per usare il riferimento al posto
di R1 e di R2, semplicemente bisogna selezionare il riferimento interno
e configurarlo per un valore pari o prossimo a VIN/2. |
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