Суть вопроса такова - имеется схеиа управления мотором пост тока, который питается от аккумулятора. При работе устройства происходит как разряд аккумулятора, так и заряд. Задача - мерить токи заряда и разряда, для чего служит шунт R8 на рис. Проблема в том что падение напр на шунте в случае заряда и разряда разнополярное - и с пом. инв. вкл. ОУ я делаю отриц напряжение положительным. Однако требуется чтобы на выходах этих ОУ был ВСЕГДА напряжение положительное, дабы предотвратить выход из строя АЦП меги128.
Подскажите плиз как сделать правильно - я добавил на вых диоды, но падение все равно будет на них отриц, мне думается что это как-то некрасиво.

Блин, не ту кнопку нажал. Либо нужно ввести смещение по входу ОУ, либо используйте инструментальный усилитель у которого также имеется смещение в положительную область на величину половины опорного напряжения. Готовые инструментальные усилители есть у BB (TI) типа INA1xx.

Перед Д4 и Д5 ставь какой нибудь резистор > 1к. А лучше это:

у вас на выходе ОУ -идеального источника напряжения - стоит параллельно диод - это не защита, а может и убийство - так как источнику напряжения пофиг на что он нагружен, а если вольтаж слишком большой будет, то мы по вахе диода вынужденно уходим в больший ток аж до пробоя дойти можем - либо диод тока не выдержит, либо операционник....перед диодом резистор ставить надо, а диод брать шотки..

2alek_evc: то есть последовательно - после ОУ - резюк, потом диод и вход ацп?
А в приведенной вами схеме какими резисторами задавать коэфф усиления?
Я так понял что этот вариант схемы для входных положительных значений?

Ку=1. Это двуполупериодный выпрямитель. На счет диодов - да, последовательно выхода резистор, потом катод диода потом вход АЦП. Анод диода на "земля". Но напрежение все таки будет достигать -(Vforward_диода). Эсли шотки -0,3V, эсли обычный -0,6V.

Можно попробовать вот что: если известен максимум выходного(после операционника) отрицательного сигнала, тогда можно подобрать источник опорного напряжения той же величины, но положителной полярности. Затем просуммировать эти два напряжения с использованием еще одного операционника. Тогда - Ваш максимально возможный отрицательный сигнал для АЦП будет равен 0, а все другие значения напряжений СТРОГО положительными. А введенный нами сдвиг на величину опорного напряжения легко компенсируется программно.

Нда,... Все эти сдвиги по согласованию всегда ограничивают динам. диапазон ОУ, поэтому приходиться иметь для них достаточно не маленькие питающие напряжения (двуполярное). Да и линейность усилителя работающаа на одном плече будет уже не такой как заявлено в паспортных данных.
А почему все забыли о емкостной и гальванической развязке? Там все гораздо проще делается без издевательств над ОУ.

Вообще максимально там получается почти минус 5В, - то есть отр напр питания, это в случае когда идет питание мотора(разряд), там получается ~0,033*20A= -0,66В. верхним ОУ они преобр в +3,3В, а нижним - там коэфф усиления 50, то уходит в ограничение практически всегда(при питании мотора) - к отр. напр питания.
Коэфф усиления там 50 так как ток заряда на порядок меньше разряда(макс падение 0,033*3А= 100мВ).

2BVU - а как, не просвятите?

Поставьте rail-to-rail операционники с однополярным питанием и не мучайтесь

А сигнал то на входе - разнополярный! эти райлы что, автоматом из отриц. положительное напр сделают?

Вопрос был .

Если Вы поставите не древний LM324, а современный rail-to-rail ОУ с однополярным питанием в Вашу схему не меняя ее (ну может диод на входе защитный прицепить) то Вы получите такую же функциональность, но без отрицательного напряжения на входе АЦП.

Еще один вариант:

Помоему не удачно, т.к. от температуры будет плавать падение на диодах, и с линейностью могут быть траблы.

Лучший вариант запитать усилители от одного питания и тогда у тибя в принципе не будет отрицательного напряжения.

Поставь по одному делителью напряжения на двух резисторах по 10 К ка выходам каждого ОУ так что:
- один резистор будет одключен к выходу ОУ
- второй к стабилизированному источнику напряжения
- средняя точка к АЦП микросхемы.

Так как делитель дает уменьшение в два раза (учтешь в программе простым шифтом на одну позицию) и смешение наоряжения , даже при насышении выхода наоряжение будет не меньше чем 0В

Кстати убери Д4 и Д5 - они вредны , даже если в ОУ и есть схема ограничения тока - это короткое замыкание ОУ по выходу. Хоть бы ради уважения к ОУ их через резистор поставил бы .))

Так и не была озвучена требуемая точность измерения. Поэтому не вижу ничего плохого в уменьшении динамического диапазона вдвое, путем введения смещения. ИМХО инструментальный усилитель (вместо обоих ОУ) со сдвигом уровня по выходу сюда сам очень просится. INA118, INA121 к примеру.

Мысль правильная. Однако еще один операционник не нужен, достаточно пары резисторов на входе одного единственного ОУ. И не надо знать максимум входного, достаточно при 0 входного загнать напр. на выходе операционника более-менее ровно посередине диапазона АЦП. Например, если полный диапазон АЦП от 0 до 5В, то при нулевом токе напряжение д.б. +2.5В.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В качестве источника смещения желательно использовать тот же источник, от которого питается АЦП, при этом R2=R3, R4=R5 и в целом погрешностей меньше. Заодно R2 защищает вход ОУ от перегрузок, для более ядреной защиты можно добавить диоды. Надеюсь, всем очевидно, что сопротивление резисторов R2 и R3 д.б. много больше чем R1. Чтобы защитить вход АЦП от перегрузок, желательно ОУ выбрать типа rail-to-rail с питанием от источника питания АЦП, как условно показано на схеме

Немного не понял, подскажите плиз по поводу rail-to-rail -
Если я пославлю такой ОУ и подам питание gnd..+5В то он разве будет воспринимать и усиливать на входе отрицательные сигналы?
Или надо какое-то смещение ко вх сигналу прикладывать?
Ведь rail-to-rail - это вроде просто работа с сигналами на вх и вых от GND до VCC, а у меня получается что вх сигнал может быть менее GND, до -1,5В. А его тоже надо измерить.

У Вас отрицательный сигнал обрабатывается инвертирующим усилителем. Поэтому проблем нет.

По-хорошему, Вам надо просто подать на неинвертирующий вход еще и смещение, так что бы на выходе ОУ была половина диапазона АЦП. Тогда моно будет обойтись одним ОУ

Попытаюсь подытожить.
Нарисовал исправленную схему, поругайте если что не так.
Берем ОУ rail-to rail с однополярным питанием, запитываем от ист питания АЦП.
1. Та часть, которая усиливала полож. сигнал остается неизменной - отрицательный сигнал просто не будет проходить на выход за счет однополярности питания(будет отрезаться.)
2. На ОУ, который усиливает отриц сигнал, подаем смещение на неинв вход(половина опоры АЦП), и требуемый сигнал будет получаться вычтанием из напр смещения входного отриц сигнала, выходит максимум отриц сигнала будет равен нулю на входе АЦП. А если нам не надо положительных значений, поступающих на вход этого ОУ, то можно и вообще на неинв вход подать опору АЦП.
В общем будет что-то типа уравнения Uацп=Uсм-к*Iвх
По моему так ((с)Винни Пух)

Да нет же, в приведенной схеме не надо подавать никакого смещения на инвертирующий каскад!!! И обязательно поставьте clipper на вход неинвертирующего каскада.

Просто если оставить это самое смещение, то можно будет убрать неинвертирующий усилитель вообще

то есть при railtorail можно оставить схему как было первоначально?
- неинв входом на общий? И на вых всегда будет сигнал от нуля до питания(без отриц значений?
И еще - Объясните плиз чайнику - что такое clipper, желательно на пальцах - что куда поставить, или где почитать.

Да конечно - у меня в схеме на вход такого инвертирующего каскада 5 кВ подается .

Clipper - это ограничитель по уровню. Для современных ОУ достаточно поставить просто последовательный резистор, ограничивающий ток до безопасного уровня для любого входного сигнала. Можно еще Шоттки поставить для надежности.

Угу

Хоть кол на голове теши. Выкинуть его нафиг, бесполезен. Все делается одним ОУ и одним вxодм АЦП

при Vin = -Vmax на входе АЦП будет Vref
при Vin = 0 на входе АЦП будет 1/2 Vref
при Vin = +Vmax на входе АЦП будет 0

Самое простое решение - взять первоначальную схему и добавить резисторы в разрыв между входами Меги и выходами ОУ. В этом случае положительные напряжения будут измеряться правильно, а отрицательные будут считаться АЦП как 0. Максимально допустимый ток через порт Меги - 40 мА, но хулиганить не стоит, лучше ограничиться резистором 1....10кОм. Лично я поставил на своем устройстве 5.1к, все нормально работает. Диоды между портом и землей (и портом и питанием тоже) стоят уже внутри кристалла. ИМХО, LM324 стоит намного дешевле любого rail-to-rail усилителя, и заморачиваться не стоит.