Amplificador operacional diferencial

[Nocturno]

Amigos, tengo un pequeño problema con el osciloscopio que estoy montando. Se trata de la etapa que acondiciona la señal antes de entrar al ADC, compuesta por un amplificador operacional diferencial y unas resistencias, tal y como en el esquema que os adjunto.

Pues bien, el resultado es que la señal no está completamente centrada en el 0, es decir, si regulo el offset para que me represente los 0V con un valor de 128 (el rango es de 0 a 255), el ajuste que sale es de -0,7V a +0,65V. Puedo regular el offset para que la señal salga entre -0,67 y +0,67, pero entonces el 0 no sale justo en su sitio, sino un poco más bajo.

¿Sabéis porqué me pasa esto y cómo resolverlo?. Gracias

P.D.: el esquema está extraído del Datasheet del AD9288, tanto ese ADC, como el operacional AD8138 son los que realmente uso en mi montaje.

[jfh900]

El problema es por que tienes un número par de intervalos 0-255 son 256 intervalos que es un número par, y por consiguiente no hay un valor que este centrado [(0-127 ) y (128-255)] si eliminas uno de los valores por ejemplo de 0 a 254 tendriamos:[(0-126) (127=0)(128-254)] y existiria un valor centrado que corresponderia al cero.

[Nocturno]

Sí, ese error existe, pero no representa una diferencia de 0,05V como la que tengo. Debería representar sólo 0,005V:  +0,65 - (-0,70) = 1,35 / 256 = 0,005V

[jfh900]

Se podria montar en Proteus una simulación para comprobar el error que comentas e intentar estudiar por que se produce?. Mirando el circuito, se ve que no es simétrico ya que R16 es distinta de R17 y tambien podria ocasionar este problema.

[Nocturno]

También probé a dejarlo simétrico porque pensaba que ahí estaba el problema, pero nada de nada. No había ninguna diferencia.

[jfh900]

Intentamos montar el circuito en Proteus para simular el error e intentar corregirlo?

[Nocturno]

Pues si puedes te lo agradezco, aunque dudo que encuentres ese OP en Proteus...

[Modulay]

Manolo no termino de entender cual es el problema
¿No consigues centrar el cero de salida del operacional?
¿El offset que regulas es en el AD?
¿el operacional entrega 0V bien centrados a su salida,sin errores?

[Nocturno]

Intento explicarme mejor.

El offset que regulo es el del pin 2 del operacional, el pin llamado VOCM. Y lo regulo de manera que la lectura del ADC sea 128 para una entrada igual a masa, o sea, 0V.
Con esta regulación del offset, si subo los voltios a la entrada, llega a 255 para 0,65V.
Con este mismo offset, si bajo los voltios a la entrada, llega a 0 para -0,70V.

Si ahora muevo el offset para que los extremos sean simétricos, o sea, 255=0,67V y 0=-0,67V resulta que me pinta los 0V por debajo de 128.

La verdad es que no sé si me he explicado o no, ya me dirás si lo pillas.

[micro_pepe]

Hola, no entiendo muy bien cual es el problema, pero yo en la universidad en las practicas que hice de operacionales, ajustabamos el offset para que el voltaje en la salida del operacional fuese cero, cuando en la entrada hay voltaje cero, y así compensar la imperfeccion de los componentes internos del operacional, que son los que causan que la curva de transferencia no esté centrada en el origen de coordenadas.

No se si sirve de algo lo que dicho, espero que si.

Saludos.

[Chaly29]

Hola Nocturno, probablemente estés haciendo que los circuitos internos del AO estén saturando o próximos a la saturación, por ese motivo se pierde la linealidad, por lo que te recomendaría que si deseas un rango de acción en la salida de 0 a 5V uses una alimentación de por lo menos +/-7V en la fuente simétrica, o sea de la máxima tensión que pretendes a la salida, le sumas 2V que es lo recomendable para que los AO no saturen, si es más seria mejor.

Otras de las causas para ese problema podría ser una carga de salida demasiado grande, por lo que te recomendaría que tal carga no posea una impedancia menor a 3.9K.

Pero personalmente me inclino más por la primera opcion 

Un saludo, esperamos tus comentarios.

Atte. CARLOS.

[Nocturno]

Estoy alimentando el OP con +5V y -5V para una salida entre OV y 3V. Quizás pruebe cambiando el OP por otro que no sea diferencial.

[Modulay]

Primeramente yo comprobaría que el cero está bien centrado midiendo con el polímetro a la salida del OP,cortocircuitando las entradas,no veo necesario que las lleves a masa.
Si el error no está ahí ya sólo me queda pensar que se te junta el hambre con las ganas de comer (no linealidad y saturación),como dice Carlos.
De todas formas,jfh900 dió en el clavo con lo del "centro "logico".Si tienes un valor central para valores de tensión,no podras ajustarlo a ese "centro lógico" si tienes un numero par de cuentas (256)
Si tu op da 3V a fondo de escala,el error sería de 3/256 = 11.7 mV = 1 LSB(1 cuenta,1 bit),pero si su salida varía entre -3 y 3V ese error sería el doble.
Ese error lo que viene a significar es que para una conversión de un voltaje (llamémosle V) determinado,el AD puede "medir mal" ese voltaje y entregarte un valor de conversión correspondiente a V +/- 1 LSB.
A veces el error se considera de 1/2 LSB,ya depende del tipo de conversor,del fabricante,etc...En el data tiene que venir especificado

[Chaly29]

Hola Manolo, usa el LF356 que es un AO usado normalmente en osciloscopios de asta 20 MHz, y te comento que no es necesario que uses una entrada diferencial ya que todos los osciloscopin tienen la masa conectada al chasis del equipo, por lo que usar un diferecial seria complicar todo sin ganancias.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Nocturno]

¡EUREKA!, ¡SIMETRÍA PERFECTA!

Y todo gracias a las preguntas Socratianas del amigo Modulay, quien me llevó indefectiblemente a revisar la tensión de alimentación del ADC.
Y no me da vergüenza reconocer que me confundí ahí, y estaba metiéndole 3,3V a un ADC que sólo soporta 3V (bueno, una poca de vergüenza sí que me da, pero en fin).

Gracias Modulay, y a todos lo que habéis intentado ayudarme.