Por que alguns sensores requerem fontes de alimentação tanto positivas quanto negativas?

A principal razão para escolher fontes de alimentação duplas para sensores é atender aos requisitos de integridade do sinal, condições de operação do circuito e precisão da medição. Isso inclui os seguintes aspectos:

1. Tratamento de sinais bidirecionais (sinais CA)

Alguns sensores (como sensores de vibração, som e aceleração) emitem sinais bidirecionais, ou seja, que flutuam acima e abaixo do ponto de referência zero (tensões positivas e negativas). Se for utilizada apenas uma fonte de alimentação, o sinal do semiciclo negativo será truncado, resultando em distorção. Atualmente, o uso de fontes de alimentação positivas e negativas (como ±5V, ±12V) para fornecer tensões simétricas permite que o sinal flutue centrado em 0V, retendo a informação completa dos semiciclos positivo e negativo e evitando a distorção do sinal.

2. Requisitos de operação do circuito interno

Muitos sensores integram amplificadores operacionais ou circuitos analógicos para amplificação ou processamento de sinais em seus circuitos internos. Esses dispositivos requerem fontes de alimentação positiva e negativa para atingir:

Projeto de circuito simplificado: Em um sistema de alimentação única, ao processar sinais CA, é necessário definir um "terra virtual", o que introduz ruído adicional e complexidade no projeto. Enquanto as fontes de alimentação positiva e negativa utilizam naturalmente o "terra" (0V) como ponto de referência, sem a necessidade de circuitos de polarização adicionais, isso simplifica o projeto e reduz o ruído.

Maximizando a faixa dinâmica: Muitos sensores de alto desempenho e amplificadores operacionais requerem fontes de alimentação duplas para utilizar totalmente sua faixa de entrada/saída, evitar distorção não linear e melhorar a linearidade e a faixa dinâmica do sistema.

3. Anti-interferência e supressão de ruído

O projeto de alimentação dupla pode reduzir a interferência de ruído de modo comum. O ruído de modo comum refere-se à diferença de tensão entre duas linhas de sinal e o terra. O uso de fontes de alimentação positiva e negativa pode reduzir efetivamente essa diferença de tensão, diminuindo assim a interferência de ruído de modo comum. Em ambientes industriais, em particular, a alimentação simétrica contribui para melhorar a relação sinal-ruído do sinal.

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