Décalage de niveau d'un signal de +/- 2,5 V à 0 - 5 V

J'ai un module frontal qui génère un signal (ECG) qui varie de +/- 2,5 V. Je veux déplacer ce signal à 0 - 5V. Quelle est la meilleure façon de procéder? Un amplificateur sommateur comme le circuit ci-dessous serait-il assez bon? Avec R1 = R2 et V1 = 2,5 V, V2 = mon signal, V3 = V4 = GND

La première chose à essayer est un simple additionneur de résistance, sans opamp. Mais il est clair que cela ne fonctionnera pas ici: un additionneur à résistance atténue toujours le signal, et nous avons besoin d'une amplification 1. $\times$

Il s'agit d'un amplificateur sommateur non inverseur. On pourrait penser que nous devons simplement ajouter 2,5 V, mais l'avez-vous? Je suppose que vous avez 5 V, alors utilisons-le et voyons où cela nous mène. Si nous avons -2,5 V sur l'entrée Vin, l'entrée non inverseuse doit être nulle si vous voulez une sortie de 0 V, quelles que soient les valeurs de R3 et R4. Donc R1 et R2 forment un diviseur de tension, et R2 devrait être deux fois R1 pour obtenir le 0 V.

Ensuite, nous devons trouver l'amplification, qui est déterminée par R3 et R4:

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

$\times$

Nous pourrions utiliser les valeurs suivantes:

R1 = 10 kΩ
R2 = 20 kΩ
R3 = 20 kΩ
R4 = 10 kΩ

Vous aurez besoin d'un ampli-op RRIO (Rail-to-Rail I / O) si vous voulez l'alimenter à partir d'une seule alimentation 5 V.

Voici une façon de procéder:

Le diviseur résistif fournit 1,25 V à l'entrée non inverseuse. Celui-ci peut être remplacé par une référence de tension dédiée si vous le souhaitez. Vous aurez besoin d'un opamp de sortie rail à rail.

Voici une simulation:

Notez que l'impédance d'entrée est définie par R3, vous devrez donc peut-être l'augmenter (et R2 du même) ou le tampon si la source est à haute impédance. Notez également que la sortie est inversée.

Voici également une méthode non inverseuse pour référence:

Et la simulation (le "to_adc" est la tension de sortie):

Le circuit non inverseur ci-dessus est un peu comme votre amplificateur sommateur.
L'amplificateur de sommation que vous montrez a un problème cependant, les résistances de gain inverseuses présentées ne seront pas correctes pour le diviseur. Il a besoin (R1 + R2) pour la résistance de rétroaction.
Ainsi, le gain est égal à ((R1 + R2) / R2) + 1.

Voici un exemple de ce à quoi cela devrait ressembler (les suffixes a et b sont juste pour garder SPICE heureux):

Dans la simulation, vous pouvez voir l'ampli op + IN oscille de 0V à 1,25V, il a donc besoin d'un gain de 4 pour sortir de 0V à 5V. Puisque R1c et R1d sont en parallèle, nous obtenons 50k. Donc (150k / 50k) + 1 = 4.