+/- 2.5V信号を0〜5Vにレベルシフト

+/- 2.5 Vから変化する（ECG）信号を生成するフロントエンドモジュールがあります。この信号を0〜5 Vにシフトします。これを行う最良の方法は何ですか？下の回路のような加算増幅器で十分でしょうか？R1 = R2およびV1 = 2.5V、V2 =私の信号、V3 = V4 = GND

最初に試すのは、オペアンプなしの単純な抵抗加算器です。しかし、これがここでは機能しないことは明らかです。抵抗加算器は常に信号を減衰させるため、1 増幅が必要です。 $\times$

これは非反転加算増幅器です。2.5 Vを追加するだけでよいと思いますが、それはありますか？私はあなたが5Vを持っていると仮定しているので、それを使用してそれがどこに到達するか見てみましょう。Vin入力に-2.5 Vがある場合、R3およびR4の値に関係なく、0 Vを出力したい場合、非反転入力はゼロでなければなりません。したがって、R1とR2は分圧器を形成し、R2は0Vを得るためにR1の2倍でなければなりません。

次に、R3とR4によって決定される増幅を見つける必要があります。

$A_V = \dfrac{R3 + R4}{R3}$

$\times$

次の値を使用できます。

R1 = 10kΩR2
= 20kΩR3
= 20kΩR4
= 10kΩ

単一の5 V電源から電力を供給したい場合は、RRIO（レールツーレールI / O）オペアンプが必要です。

これを行う1つの方法を次に示します。

抵抗分割器は、非反転入力に1.25Vを供給します。これは、必要に応じて専用の電圧リファレンスに置き換えることができます。レールツーレール出力オペアンプが必要になります。

シミュレーションは次のとおりです。

入力インピーダンスはR3によって定義されるため、これを増やす（および同じようにR2）か、ソースが高インピーダンスの場合はバッファーする必要があります。また、出力が反転していることに注意してください。

参照用の非反転方法もあります：

シミュレーション（ "to_adc"は出力電圧）：

上記の非反転回路は、加算増幅器に少し似ています。
ただし、表示する加算アンプには問題がありますが、示されている反転ゲイン抵抗は分周器を修正しません。フィードバック抵抗には（R1 + R2）が必要です。
したがって、ゲインは（（R1 + R2）/ R2）+ 1に等しくなります。

外観の例を次に示します（aおよびbのサフィックスは、SPICEを満足させるためのものです）。

シミュレーションでは、オペアンプの+ INが0Vから1.25Vの範囲で変動することがわかります。したがって、0Vから5Vを出力するには4のゲインが必要です。R1cとR1dは並列であるため、50kになります。（150k / 50k）+ 1 = 4。