Ingresso differenziale corretto

[StefDrums]

Ciao, devo progettare uno stadio di ingresso per un segnale sinusoidale in tensione, di frequenza e ampiezza variabile.
Frequenza: 1 kHz - 15 kHz
Tensione: 5 Vpp - 80 Vpp

avevo inizialmente pensato di realizzare uno stadio fully-differential con un INA,

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

solo che non posso disporre di alimentazione duale sul circuito, quindi questa soluzione non è accettabile.

Viste le tensioni in gioco devo per forza attenuare la tensione in ingresso sull'opamp, per evitare di danneggiarlo. ho allora pensato ad una soluzione di questo tipo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

con un partitore simmetrico per "centrare" il segnale a metà della sua ampiezza.
ma non sono convinto di questa soluzione, perché non sto in nessun modo riferendo a il segnale di ingresso ad una tensione (massa).

qualcuno potrebbe aiutarmi?
Grazie 1000!

[SediciAmpere]

in quel modo non funziona, deve essere polarizzato.
il segnale è riferito a massa (simmetrico rispetto alla massa), oppure flottante (ad esempio se passa da un trasformatore)?

[StefDrums]

il segnale è riferito a massa (simmetrico rispetto alla massa), oppure flottante (ad esempio se passa da un trasformatore)?

Sinceramente non lo so. L'ho misurato con un oscilloscopio, ma non so se il segnale è riferito a massa:per questo motivo vorrei progettare un front-end che funzioni in entrambi i casi.

[StefDrums]

Per eliminare la necessità della doppia alimentazione per riprodurre la parte di segnale negativa potrei utilizzare questa soluzione?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Eliminando la parte di partitore riferisco alla stessa massa del circuito il segnale?

[SediciAmpere]

Può darsi che funzioni,

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

ma così è meglio, in questo modo la polarizzazione è indipendente dalla sorgente

Siccome la tensione di alimentazione è bassa, ti consiglio di cercare un operazionale rail-to-rail

[StefDrums]

Ciao SediciAmpere, ti ringrazio per la risposta.
Nella soluzione da te indicata il riferimento per la tensione in ingresso mi sembra OK.
Come INA sto usando un Rail to Rail, il MCP6N11.

Il circuito completo comprende anche un Trigger di Schmitt non invertente. per generare la tensione di riferimento a 2,5V utilizzo un riferimnto in tensione esterno: il MCP1525.
Facendo i conti, questo Vref è collegato alle resistenze di ingresso, all'ingresso del Vref dell'INA ed all'Ingresso invertente dell'Op-Amp configurato come trigger.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

non vorrei avere problemi di bassa impedenza sul Vref, dovuti al possibile assorbimento in corrente eccessivo da parte di tutti gli stadi connessi.

[SediciAmpere]

Dall'ingresso al trigger di Schmitt mi sembra perfetto, per quanto riguarda il trigger bisognerebbe controllare che faccia il suo dovere sia con segnali di 1V sia con segnali di 80V.

non vorrei avere problemi di bassa impedenza sul Vref, dovuti al possibile assorbimento in corrente eccessivo da parte di tutti gli stadi connessi.

non c'è problema, ho controllato il datasheet che mi hai allegato: quell'integrato ha una corrente massima di ±2mA e anche se sull'ingresso arrivasse un segnale di modo comune di 80V, la corrente sarebbe 80V/(200kΩ/2)=0,8mA , mentre gli ingressi degli operazionali sono irrilevanti (non conosco l'MCP6N11 , ma non credo che l'impedenza d'ingresso sia minore di 100kΩ).

Come INA sto usando un Rail to Rail, il MCP6N11.

integrato che non conoscevo, grazie della segnalazione

[StefDrums]

Dall'ingresso al trigger di Schmitt mi sembra perfetto, per quanto riguarda il trigger bisognerebbe controllare che faccia il suo dovere sia con segnali di 1V sia con segnali di 80V.

Riguardo all'ingresso di Vref sul trigger non avevo dubbi neanche io, ho scelto apposta la configuarzione non invertente.L' INA ha un ingresso ad alta impedenza. Ero soprattutto preoccupato per l'assorbimento del partitore.

non vorrei avere problemi di bassa impedenza sul Vref, dovuti al possibile assorbimento in corrente eccessivo da parte di tutti gli stadi connessi.

non c'è problema, ho controllato il datasheet che mi hai allegato: quell'integrato ha una corrente massima di ±2mA e anche se sull'ingresso arrivasse un segnale di modo comune di 80V, la corrente sarebbe 80V/(200kΩ/2)=0,8mA , mentre gli ingressi degli operazionali sono irrilevanti (non conosco l'MCP6N11 , ma non credo che l'impedenza d'ingresso sia minore di 100kΩ).

Come INA sto usando un Rail to Rail, il MCP6N11.

integrato che non conoscevo, grazie della segnalazione

Credo che come INA sia di recente produzione, per me trovarlo è stata una piacevole novità
Grazie a te per l'aiuto!

[SediciAmpere]

non c'è problema, ho controllato il datasheet che mi hai allegato: quell'integrato ha una corrente massima di ±2mA e anche se sull'ingresso arrivasse un segnale di modo comune di 80V, la corrente sarebbe 80V/(200kΩ/2)=0,8mA , mentre gli ingressi degli operazionali sono irrilevanti (non conosco l'MCP6N11 , ma non credo che l'impedenza d'ingresso sia minore di 100kΩ).

In questo calcolo non avevo considerato il partitore dell'ingresso non invertente del differenziale, comunque con valori normali di queste resistenze il discorso rimane valido

[BrunoValente]

il segnale è riferito a massa (simmetrico rispetto alla massa), oppure flottante (ad esempio se passa da un trasformatore)?

Sinceramente non lo so. L'ho misurato con un oscilloscopio, ma non so se il segnale è riferito a massa:per questo motivo vorrei progettare un front-end che funzioni in entrambi i casi.

Temo che invece occorra sapere con certezza a cosa è riferito e poi progettare il circuito in modo mirato, altrimenti si corre il rischio di andare fuori range con le tensioni di ingresso, soprattutto se il segnale fosse flottante ci potrebbe essere del rumore di modo comune molto ampio.
In questo caso sarebbe necessario vincolare al comune uno dei due poli del generatore flottante e realizzare un normale amplificatore con ingresso sbilanciato.
Oppure, se non fosse possibile vincolare al comune uno dei due poli del generatore flottante, occorrerebbe aggiungere un vero trasformatore in ingresso e convertire il segnale da flottante a sbilanciato.