- Las tensiones de suministro +ve y -ve del amplificador operacional no tienen que ser iguales. Lo que se requiere es que las tensiones utilizadas proporcionen un "margen de maniobra" adecuado para cualquier señal que se maneje.
El amplificador de instrumentación INA101HP (hoja de datos) dice que el suministro mínimo permitido es de +/- 5 voltios y el máximo es de +/- 20. La hoja de datos no dice cuán cerca Vout se acercará a los rieles de suministro con suministros de +/- 5V, pero con suministros de +/- 15V, Vout típicamente puede ser de +/- 12,5V, por lo que probablemente obtendrá 2 a 3 voltios menos en la parte superior e inferior del rango de Vout.
Hay varias formas de hacer suministros de voltaje negativo de baja corriente.
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Puede utilizar una "bomba de diodos" controlada por una señal de onda cuadrada desde un pin del procesador.
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Igual que arriba pero con su propio oscilador interno. Los multiplicadores de voltaje capacitivo hacen esto, por ejemplo, el conocido ICL7660 (hoja de datos ->) pero la relación de refuerzo (Vout/Vin) puede no cumplir con las necesidades.
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Versiones de bricolaje de la funcionalidad del 7660 - permiten tantas etapas como se pueda considerar sensatamente, con consecuentes relaciones Vin/Vout más altas. .
Convertidor de voltaje negativo ICL7660 - extremadamente fácil de implementar.
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Además, ICs como el driver RS232 MAX232 tienen bombas de diodos capacitivas incorporadas y pueden utilizarse como fuentes para suministrar amplificadores operacionales. Hoja de datos de MAx232
Si tiene +5V disponible, entonces un 7660 le dará ligeramente menos de -5V - por debajo de la especificación oficial - PUEDE funcionar pero es marginal. El uso de un MAX232 u otra versión más moderna similar le daría > +/- 8V - más que suficiente.
Si solo tiene disponible 3V3, sus opciones son más limitadas. (Creí que Arduino usaba una fuente de alimentación de 3V3 pero dice que tiene disponible 5V de alguna manera, por lo que no hay problema). El inversor de dos transistores que describo hará el trabajo (necesitaría dos). O puede construir una bomba de diodos de varias etapas y obtener > +/- 5V a partir de 3V3 o cualquier otro valor.
También puede usar el económico, disponible y muy flexible (y muy antiguo) MC34063 (hoja de datos ->. Estos cuestan alrededor de 60 centavos en una cantidad de 1 en Digikey y se pueden utilizar en casi todas las topologías de fuentes de alimentación conmutadas conocidas. No son muy eficientes según los estándares modernos. Funcionan con 3V - 40V.
Aquí hay un ejemplo de un MC34063 en una fuente inversora - positiva a negativa. +4.5 - 6V en / -12V out, pero se puede proporcionar cualquier relación deseada. Aparte de los condensadores de filtrado de entrada y salida toma 3 x R, 1 x D, 1 x c y el IC. Similar para otros modos como stepup.
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El MAX232 mostrado aquí usa más condensadores pero produce voltajes negativos y positivos. Hay muchas variantes de este CI, incluidas algunas que usan condensadores de 0.1 uF y algunas que tienen los condensadores internos. (Los convertidores / drivers de nivel RS232 son una ventaja en este caso :-) ).
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- Algún tipo de fuentes de alimentación conmutada (SMPS, por sus siglas en inglés) que utilice un inductor.
Usar una SMPS no suele ser la opción preferida debido a la complejidad. Sin embargo, el siguiente circuito "Flasher LD" que desarrollé hace algunos años (y que probablemente ha sido inventado por muchas, muchas otras personas) puede proporcionar un suministro negativo con muy pocos componentes y a bajo costo.
Como se muestra aquí, es un flash LED pero si no se utilizan LED y se conecta un diodo en el colector de Q1 (parte superior de L1), se producirá un voltaje negativo. Esto podría potencialmente ser un suministro para programador, suministro de polarización de LCD, suministro de amplificador operacional negativo, etc.
Como se muestra, el colector de Q1 se lleva negativo por debajo de tierra cuando Q1 se apaga hasta que la energía en L1 se disipa. Intercambie tierra y suministro y tipos de transistores para suministro positivo. Agregue un diodo desde la salida para usarlo como fuente de alimentación de CC. L1 - pequeño inductor "como una resistencia" encapsulado o muchos otros - experimente. Q1 Q2 - casi cualquier transistor pnp y npn "todoterreno" pequeño. C1 polarizado solo para obtener alta capacitancia por tamaño. Puede ser, por ejemplo, cerámico si la capacitancia es lo suficientemente alta para las necesidades. Use solo el LED2 (mejor) o el LED1 en un momento dado.
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La constante de tiempo ~= R2 x C1.
Una constante de tiempo larga produce pulsos discretos. Una constante de tiempo corta produce una frecuencia de salida más alta. Use una resistencia entre Q1b-Q2c para voltajes de suministro más altos. Una resistencia en serie con C1 extenderá la duración del pulso.
Este circuito suele presentarse con una carga de algún tipo en lugar de L1: puede ser un LED (dependiendo del voltaje), un transistor base (parte de una etapa siguiente) o una bombilla, etc. Mi 'innovación' fue la muy obvia de usar un inductor (L1) como la carga. Esto proporciona un pulso de corriente en L1 cuando Q1 está encendido y cuando Q1 se apaga, L1 "vuela hacia atrás" y suministra el voltaje necesario para desechar la energía de L1 en la carga.
