Здравствуйте, уважаемые коллеги!

В процессе работы возникла неожиданная проблема. Есть схема, питающаяся от 5 вольт, куда надо поставить АЦП, и запитать его от ±2,5 в. Собственно задача простая, - преобразовать 5В в 2,5, а потом проинвертировать. Но возник неожиданный вопрос. Задача это тривиальная и явно не передо мной первым стоит. Я подумал, что наверняка должны продаваться инегрированные преобразователи 5В в ±2,5. Я поискал, но ничего не нашел. Везде предлагают отдельно инверторы, отдельно преобразователи.

Собственно вопрос. Это я плохо искал? Или их действительно не делают. Если не делают, то, как вы думаете, почему?

Заранее спасибо за помощь.

Потому что существено проще сместить входной сигнал АЦП вверх на 2.5В и использовать однополярное питание АЦП от устройства и не городить 2-х полярное питание, если его не нужно иметь для других узлов.

Думаю, что при желании, такие преобразователи найти можно, особенно архаичные, например, для RS232. Самостоятельно строить такие тоже нет смысла (см. выше), кроме как поиграться.

Кроме того, обратите внимание, обычно у АЦП есть два важных напряжения - питание и опорное, которое ниже питания, хотя, иногда, импользуется только питание для двух целей (обычно в простых АЦП с малой разрядностью, не более 8 бит, даже на 10 бит таких не встречал, да и не нужно было, т.к. классическое построение питания расширяет номенклатуру компонентов - их просто неизмеримо больше и с разными параметрами, ценой, доступностью, размерами).

Потому, что от схемотехники с двух-полярным питанием отказались везде, где это возможно, ещё в конце прошлого века. В области АЦП - в том числе.

Это называется маркетинг, разумный баланс между спросом и предложением — даже в любом мобильнике, производимом миллионами, не говоря о чуть более крупнее размерами технике, до сих пор тьма дискретных компонентов.

..Не согласен .
Может я конечно ошибаюсь , но по моему опперационники с двухполярным питанием гораздо менее чувствительны к качеству своего питания чем поделки с однополярным.
На то у них есть Power Supply Rejection в таблице параметров.

опперационник не знает, каким питанием он питается, если только средняя точка не заводится в него со стороны питания

соединение одного из входов с общей точкой не является признаком двуполярного питания.

Двуполярное питание в аналоговых схемах выгодно тем, что позволяет часто обойтись без разделительных конденсаторов между каскадами, которые мало того что режут полосу по НЧ, так ещё и вносят переходные процессы при подаче питания и фликкер-шумы.

..я про этот случай и говорю - когда средняя точка заводится на него со стороны питания, включая весь шум что там сидел.


..не очень понимаю как с разделительными конденсаторами при однополярном питании - без подачи средней точки, можно усиливать биполярные сигналы?

посмотрите, как работает усилительный каскад на транзисторе в классе А

Можно попробовать применить что-то, типа MAX232. Правда там умножитель (почти на 2) и возможно небольшой выходной ток.

..в нём есть средняя точка.

Вроде параллельно с тенденцией к однополярному и низковольтному питанию, часто используются ОУ и входы АЦП для работы с дифференциальным (парафазным?) сигналом, что решает ряд проблем. Прочитал в книге [Walt_Kester]_High_Speed_System_Applications

Время Аналоговых Вычислительных Машин-АВМ тоже давно прошло.

Не скажите, грядущие квантовые компьютеры - скорее аналоговые вычислительные машины, нежели цифровые.


А вот с этим вашим мнением согласна целиком и полностью. Выпуклый пример тому - выпущенный не так давно сигма-дельта ADS1259 (от TI), позиционирующийся, как биполярный. На деле же оказалось, что он точно такой же униполярный, как и прочие его родственники, но лишь с тем отличием, что позволяет иметь разницу между аналоговой и цифровой землями в 5.5 вольт. Благодаря этому, анлоговая часть может быть запитана по биполяронй схеме (+/- 2.5 V), а цифровая иметь общую землю с микроконтроллером. При этом, с точки зрения самого АЦП, он униполярен и работает на своих 5-ти вольтах, а цифровая часть выглядит задранной кверху на 2.5 вольта.

в нём нет средней точки. Каскад с усилительным элементом - четырёхполюсник - вход, одно питание, общий провод входа, общий провод выхода.
Питание - однополярное, а входной и выходной сигналы имеют положительную и отрицательную полуволну.

По теме: мне иной раз проще завести двуполярное питание, чем городить средние точки или привязывать сигналы к опорным напряжениям. Потому что зачастую сделать двуполярное питание обходится в меньшее число компонентов, чем взвешивать сигналы.

В даташите говорится о "AVSS to DGND: -2.8В мин, +0.3В макс".

Если АЦП включен с одной общей землёй, как показано на Figure 64, то он вполне себе биполярен: допускает не только смену полярности сигналов на входах друг относительно друга, но и работу с отрицательными напряжениями.

..ну если сферический четырёхполюсник - то тут не поспоришь, а если взять усилительный каскад на транзисторе например - сделать ему режим А без какой-то средней точки, очень тяжело, имхо. Иначе непонятно как он будет продолжать усиливать в запертом режиме.
А если среднюю точку организовывать товарищу - то туда сядут помехи с питания.

Lmx2315, не путайте тёплое с мягким. Усилительному каскаду не подводится двуполярное питание. Всё, что в нём внутри происходит - чисто его собственное дело. Рассматривайте его как пластмассовый прямоугольник с выводами, как АЦП.

А вот к АЦП извне подводится двуполяр. Либо смещение входного сигнала по постоянному току. И это уже совсем другое дело, т.к. никакие внутренние режимы работы не изменяются.

А не проще не городить огород (не знаю, правда, какое потребление у АЦП) и использовать банальный делитель напряжения на ОУ?
Например:
Использовать, естественно, низковольтный ОУ и на выходе попроще транзисторы, диоды убрать.

А смысл?

Примерно такое выпускается в интегральном исполнении, искать по словосочетаниям "virtual ground ic", "rail splitter ic". Пример - TLE2426.
Кто-нибудь может объяснить назначение R6 в схеме из сообщения №18?

С R6 не очень понятно. Еще, наверняка, на выходе ОУ постоянно будут колебания некоторой частоты.

Эта схема виртуального нуля явно рассчитана на сильноточную нагрузку. Для АЦП, думаю, подошло бы что-то попроще.

Применял подобную схему на практике, R6 вообще не ставил, R4 вроде тоже не ставил, сопротов низкоомных естессна тоже, вместо R1, R2, R3 ставил два прицезионных сопрота, транзисторы КТ814, КТ815.
А TC замутил - "Собственно задача простая, - преобразовать 5В в 2,5, а потом проинвертировать", т.е. аж 2 DC-DC преобразователя на ровном месте.

Очевидно, речь об одном из решений задачи, а не о ней самой, потому что наличие АЦП подразумевает и наличие в непосредственной близости от него микроконтроллера, а у него — наличие бесплатных многочисленных выходов таймеров, меандр с одного из которых, пара (сборка) диодов и конденсатор дадут обыкновенную инвертирующую помпу. Полученные таким образом практически даром примерно минус 4 вольта с которой, так же практически даром, можно преобразовать в стабильные –2,5 В посредством резистора и TL431, аналогично поступив и для создания +2,5 В. Всё это в полной мере является иллюстрацией моего предыдущего ответа в данной теме.

Это для момента подачи питания,когда потенциалы не установились

Мы для двуполярного питания усилетелей АЦП используем изолированые DC-DC (DCP02 от TI) + LDO. Сложнее и дороже, но оно того стоит.