電圧レベルスケール変換

Question

初めて投稿します。0～3.3Vの電圧を2.5V～7.5Vに電圧レベルをスケール変換させるにはどうすればよいのでしょうか。逆のような回路は抵抗分圧+ボルテージフォロアで実現する、といった回答はあったのですが、ご存知の方にご教示いただければと思っています。電流的にはリファレンス電圧としての使用なので10mAもあれば十分なのでオペアンプでいけるのかなと思っているのですが今ひとつわかりません。宜しくお願いします。

Accepted Answer

はじめまして！
0～3.3Vを2.5～7.5Vに電圧レベルのスケール変換とのことですがそのリファレンス電圧は単純にDCと考えてよろしいでしょうか？（・・・を前提に）
もしそうであるなら、単純にオペアンプの増幅回路ではだめなんでしょうか？（複数の回路入りのオペアンプを使えばIC、1個で実現できそうですが？）と言ってもスケーリングの違いが有り、入力の変化量は3.3V、出力は5Vの変化量があります。この傾きの違いはアンプ増幅スケーリングでなんとかなります。
具体的には反転アンプを2回路用意し、一つはスケーリング変換もう一つは極性を戻すのに使います。
また、リファレンス電圧に使用するとのことですが、ある程度精度が要求されると思われます。電圧変動や温度特性など・・・高精度を要求しなければ部品の選定だけOKだと思います。
別な方法に「スイッチング電源」と言う方法がありますが、スイッチンするだけにノイズを出します。最近のものはすばらしいものがたくさんありますがリファレンス電圧の使用用途（特に精度について）によると思われます。
まずは、オペアンプ増幅回路等でどうでしょうか？

すみません！もう一度質問を見直しますと「0Vの時に2.5V」・・・と言うことですよね？
そうなると回路に若干の工夫が要ります。手っ取り早いのは加算回路です。
二つの加算入力として、一つは2.5Vをあらかじめ印加しておきます。もう一つは0～3.3V可変時に0～5Vの増幅回路からの出力を印加してやります。
一般的に加算回路は反転増幅になります。従って加算回路出力をもう一度1倍の反転増幅を通すと、極性は元に戻ります。
この回路であれば0Vの時、2.5Vになり、3.3Vの時、2.5V+5Vで7.5Vになるはずです。

Answer

毎度ＪＯです。
最初この質問を拝見した時はＯＰアンプ２～３回路で実現できそうだな、と推測しました、
そこでもう一ひねり、単純な回路で実現できないか・・・

私自身の勉強の為にもと、考えてみました。

ＯＰアンプ用の電源として±12Vを用意する

ＯＰアンプ　　　
  0V～3.3V　　　　┏━━━━━━┓
　　　＞─────┨＋　　　　　┃
　　　　　　　　　┃　　　ＯＵＴ┠─┬──2.5V～7.5V
　　　　　　　　┌┨－　　　　　┃　│
　　　　　　　　│┗━━━━━━┛　│　　　　　　　
　　　　　　　　├──Ｒ２─────┘
　　　　　　　　│
　　　　　　　　Ｒ１
　　　　　　　　│
　　　　　　　　│
　　　　　　　　┷
　　　　　　　-4.85V

Ｒ１＝20KΩ
Ｒ２＝10.3KΩ

たったこれだけで実現できます、

注１）Ｒ２の10.3KΩは10KΩと500Ωの半固定抵抗器でもよい
注２）-4.85Vは電流が流れ込んでも安定している事
　　　　下記に参照回路を掲載

ＧＮＤ
　　　┯
　　　│　　　　-4.85V
　　　Ｒ３　Ｅ　　│
　　　│　　┠←─┘
　　　├──┨　TR1
　　　│　Ｂ┠─┐
　　　│　　Ｃ　│
　　　Ｒ４　　　│
　　　│　　　　│
　　　│　　　　┷
　　　┷　　　-12V　
     -12V

Ｒ３＝2KΩ
Ｒ４＝2.4KΩ
TR1はPNPのトランジスタ（2SC1015など）

電圧レベルスケール変換方法について