Estou no primeiro ano da faculdade de engenharia e recebi uma tarefa contendo esse circuito, que aciona sensores de pressão em um tubo de pitot:
Estou lutando para entender todo o circuito e, mais precisamente, o primeiro amplificador operacional, cuja saída (pino 1) e entrada e (inversão) (pino 2) estão conectadas ao terra.
Qual é o seu uso? Como esse amplificador operacional pode influenciar o circuito geral, se sua saída não é usada?
Respostas:
O primeiro amplificador operacional está realmente criando o terra do circuito. O 7810 cria 10 volts estáveis, que são então divididos pelo divisor de tensão R2 e R3, filtrados por C3 para criar um nível estável de 5 volts em relação ao nível mais negativo.
O amplificador OP então armazena o buffer e o restante do circuito usa sua saída como terra de referência . Lembre-se de que o aterramento em um circuito como este é apenas uma conveniência, um nó usado quando se refere a outras tensões.
Embora eu concorde com o @pipe e, de fato, tenha votado positivamente em sua resposta, uma resposta mais sutil é que um terreno é mais do que "apenas" uma referência.
O que quero dizer com isto é um terreno não é apenas uma tensão, mas algo que pode fonte & afundar atual e estadia no mesmo potencial.
O solo criado por esse amplificador operacional pode gerar e reduzir a corrente e permanecer aproximadamente na metade do caminho entre os trilhos da fonte de +12 volts. Se o projeto tivesse usado apenas outro regulador como o 7805, esse dispositivo teria apenas fonte de corrente e, portanto, teria apenas o valor "meia tensão" correto quando a corrente estivesse saindo da saída.
Um pouco mais restritivo que o circuito mostrado.
(TL, DR: ver parágrafo 5)
O módulo do medidor requer que a tensão no pino GND esteja entre os pinos de alimentação V + e V-. Ele converte e exibe a tensão entre o pino IN + e o GND.
O 7810 regula a entrada para 10V entre os nós rotulados + 5V e -5V.
R2 e R3 fornecem uma tensão de ponto médio com impedância de Thevenin de 2,5 kOhm (= 10K // 10K) em paralelo com 100nF. Assim, qualquer corrente (CC) extraída ou fornecida a este nó aumentará a tensão em 2,5V por miliampere.
O nó GND carregará correntes dos: medidores VIN +, R9, R11, R15, R16, R13, A2 e C5. Provavelmente, isso somará menos de um miliampere, mas o medidor pode gerar corrente variável ao longo de cada ciclo de medição.
O amplificador 1 atua como um seguidor de tensão para a cadeia R2 R3. Ele atuará para manter sua saída, o nó rotulado como GND, no ponto médio dos nós rotulados + 5V e -5V. Olhando para ele de uma perspectiva diferente, ele atua para puxar o ponto médio de seus suprimentos em direção à sua tensão de saída. Ela terá uma impedância de saída em circuito fechado de alguns ohms, portanto, a corrente consumida no nó GND terá pouco efeito na tensão entre GND e as linhas de + 5V e -5V.
Os amplificadores II-IV são todos configurados como amplificadores diferenciais simples. II e III têm um ganho de 100V / V e Zin de 10K. IV tem um ganho de 20 e Zin de 50K.
Ter C5 conectado diretamente à saída do amplificador IV é um erro. Os OPAs não são especificados para serem estáveis com uma grande carga capacitiva. Provavelmente seria melhor colocá-lo no medidor VIN + e GND, com 10K ou mais entre o limpador de A2 e o VIN +.
O ganho do circuito dependerá diretamente da tensão de saída do 7810. Se o medidor tiver uma entrada de referência externa, seria melhor conectá-lo a uma fração de + 5V, fornecendo uma leitura ratiométrica.
A tensão de compensação de todos os quatro amplificadores contribuirá para o sinal. Os amplificadores precisarão de boas especificações de ruído DC e 1 / f.
Uma resposta simples e direta à sua pergunta principal é que essa é uma maneira de fornecer as tensões diferenciais necessárias aos amplificadores operacionais (+ e - 5v). Ao flutuar o solo (para + 5v), a única fonte de 10v pode fornecer + & - 5v! Agora você deve entender que a saída do amplificador operacional I está sendo usada . Ele cria um terreno virtual (ou terreno de referência).