Имеется датчик давления с дифференциальным выходом. Необходимо подключить его к микроконтроллеру (далее МК) со встроенным дифференциальным АЦП (именно к этому АЦП). Как правильно нормировать входной сигнал для АЦП? Возможно ли избежать использование ОУ и драйверов АЦП?

Видел несколько решений на обычных делителях, но как их рассчитать таким образом, чтобы входной сигнал для АЦП удовлетворял всем требованиям:
- по диапазону дифференциального напряжения;
- по диапазону синфазного напряжения;
- требованию симметрирования сигнала относительно половины питания микроконтроллера.

Характеристики датчика:
- выходное дифференциальное напряжение при минимальном давлении: не менее -6 мВ, не более 6 мВ;
- выходное дифференциальное напряжение при максимальном давлении: не менее 60 мВ;
- выходное сопротивление тензомоста: не менее 3 кОм, не более 5 кОм;

Характеристики АЦП встроенного в МК:
- питание МК: +3,3 В
- cинфазное напряжение: не менее 1,55 В, не более 1,75 В;
- амплитуда входного дифференциального сигнала: не более 2,4 В;
- значение опорного напряжения АЦП: 1,2 В.

мануал на датчик дайте

Датчик отечественный, поэтому мануал не найти. Есть ссылка вот такая:

http://www.tcen.ru/rus/products/novinki/te...vleniya-tdm-203

Есть еще схема датчика:

а распиновка и электрические характеристики входов-выходов?

Распиновка:

Номер вывода Назначение

1 +5 В
2 Выход 1(-)
3, 4 Общий
5 Выход 2 (+)
6 Выход Uм

Если Uм - это второй сверху вывод по рисунку, подайте на него 3.3В, питающие МК, а выходы + и - подключайте ко входам АЦП. Если мост симметричный, как раз должно получиться. Только без усиления такой сигнал оцифровывать - толку мало...

А взять внешний вольтметр и все измерить?

Первое противоречит второму, потому что уже задаёт максимальный диффсигнал на уровне 20 мВ, и по этой причине исключает третье.

А ещё, задача в т.ч. нерешаема до тех пор, пока не выяснится динамическое входное сопротивление АЦП.

Я не понял эту мысль. Не поясните?

Процитированный автором темы паспорт данного микроконтроллера определяет рабочее напряжение на входах АЦП в диапазоне 1,55...1,75 В, т.е. если подать на входы ниже или выше, то они скорее всего не сгорят, а просто ничего работать не будет, и в первую очередь нарушителем этого требования будут максимальные 60 мВ с тензомоста.

Процитированная же автором строчка якобы из того же паспорта насчёт максимального дифференциального напряжения аж 2,4 В вступает с вышеназванными 20 мВ в возмутительное противоречие, т.е. либо тётеньки попутали бумажки от разных микроконтроллеров между перекурами, либо они попутались у автора, либо это официальный экземпляр на экспорт, т.е. для врагов.

А еще такой вопрос интересует. Прочитал такую статью: http://www.kit-e.ru/articles/dac/2009_12_83.php. Выходит, что для того чтобы нормировать дифф. сигнал для дифф. АЦП нужно использовать драйвер АЦП как в статье. А другие варианты возможны?

Например сначала подать дифф. сигнал на дифф. усилитель с необходимым коэффициентом усиления (например на 3-х ОУ), после этого на выходе усилителя получим значение разности сигналов на входе усилителя (но эта разность будет представлена напряжением на одном проводе, а не на двух как изначально), а затем как-то снова преобразовать сигнал в дифференциальный, чтобы опять получить дифф. сигнал между двумя выводами, и подать его на дифф. АЦП.

Или как это сделать без нагромождения ОУ?

Везде встречаются статьи про нормирование дифф. и недифф. сигналов для недифф. АЦП, а нормирование под дифф. АЦП обходят стороной.

Ну, даже если так считать, то не 20мВ, а 200. Но на самом деле Вы ошибаетесь. Диапазон 1,55...1,75 В - это ограничение на синфазное напряжение, то есть на величину полусуммы входных напряжений относительно общего провода. Напряжение же 2.4В - это допустимое дифференциальное напряжение, то есть максимальная разность модулей между входными.
Как раз этим диапазоном и гарантируется достаточное "неприближение к рельсам" питания-земли входных сигналов.

Я, кажется, понимаю, в чём загвоздка. Некоторые инженеры принимают за синфазное напряжение не полусумму входных потенциалов, а меньшее из их двоих. У нас много-много лет назад даже была здесь жаркая дискуссия на эту тему...

Если не указано иное, синфазное логично понимать по классическому определению, т.е. когда дифференциальное ноль, и тогда данные два числа имеют смысл — в виде двух абсолютных пределов, в отличие от полусумм.


Само собой — например, как на Рис.12 здесь — производитель засунул внутрь и буфер, и программируемый усилитель. Ну и, заодно можете проштудировать там же Табл.1 — на премет, как надо указывать в техдокументации пределы, диапазоны и прочее.

Хм, я был уверен, что это и есть классическое определение, по поводу полусуммы. И оно никак не противоречит случаю с нулевым дифференциальным.
Более логичного понимания мне не приходилось встречать, и даже иного "классического определения". Если не сложно, сошлитесь на источник.

Ущербность в том, что такая пара строчек описывает допуск на виртуальный ноль и требует работы в нём, тогда как классическая дифференциальная схема не зависит от него и ограничена абсолютными пределами, т.е. такая документация определяет худший случай, что схема реализована так, что при выходе сигналов за допуск она реально перестаёт работать.

Всё-таки, под "классическим" следует понимать, имхо, случай (и это логично), когда синфазное - отдельно, а дифференциальное - отдельно.
К примеру, дифусилитель получает сигнал с полуобмоток трансформатора. Тогда уровень, поданный (или неподанный) на средний вывод обмотки - и есть синфазное напряжение.
Никак на дифференциальный сигнал не влияющее.

Просто в документациях на АЦП, к примеру, их "виртуальный ноль", наверное, не совсем корректно называют синфазным напряжением. Следовало бы синфазным называть отклонение от этого "нуля".
В упомянутой Вами таблице синфазное тоже определяется как VCM = (AIN(+) + AIN(−))/2, но его величина лимитируется, почему-то только снизу.
Других отличий я не вижу.

Как надо указывать в техдокументации пределы должен знать производитель радиокомпонентов, а не пользователь. У отечественных производителей повсеместно лежит болт на тех документации их продукции. Если бы была возможность использовать импорт, никогда не связался бы с отечественными комплектующими!