Преобразователь полярности сигнала

В этом видео разбираем схемотехническое решение задачи преобразования однополярного входного сигнала (0...+5 В) в двухполярный выходной сигнал (-5...+5 В) с сохранением прямой зависимости. Такая задача часто возникает при согласовании выходов цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП / DAC) или датчиков со схемами управления, требующими двухполярного размаха (например, для управления приводами, балансными входами или звуковыми трактами). Рассматриваем реализацию схемы на базе дифференциального усилителя на операционном усилителе (ОУ). Анализируем математическую модель каскада: почему средняя точка входа (+2.5 В) формирует ноль на выходе, как выбор опорного напряжения (Vref = +2.5 В) на инвертирующем входе задает смещение, рассчитываем требуемый коэффициент усиления (Ku = 2) и номиналы попарно равных резисторов делителей обвязки. В конце касаемся требований к двухполярному питанию ОУ для исключения ограничения сигнала (клиппинга). Таймкоды: 00:00 — Постановка задачи: преобразование диапазона 0...+5 В в -5...+5 В 01:50 — Таблица соответствия уровней и поиск центральной точки (виртуального нуля) 03:35 — Дифференциальный усилитель на ОУ: формула передачи сигнала 05:15 — Математический вывод: почему на один из входов требуется опорное напряжение +2.5 В 07:15 — Выбор входов: почему входной сигнал подается на прямой (неинвертирующий) вход 08:15 — Принципиальная схема классического дифференциального усилителя на ОУ 09:20 — Расчет коэффициента усиления каскада (K = 2) и выбор номиналов резисторов 11:45 — Проверка расчета для крайних точек диапазона (0 В и +5 В) 12:50 — Требования к двухполярному питанию операционного усилителя 13:40 — Итоги и выводы #схемотехника #операционныйусилитель #радиоэлектроника #оу #электроника