По сути, то, что вы пытаетесь сделать, называется «формирование сигнала». Обычно это выглядит так:
Во-первых, буферизуйте сигнал. Если ваш источник 0-10 В уже имеет низкий выходной импеданс, поместите его в буфер с неинвертирующим операционным усилителем (см. Ответ Стивена). Убедитесь, что операционный усилитель имеет достаточную пропускную способность. Обычно это описывается как «произведение полосы пропускания усиления», так как спецификация - это усиление схемы, умноженное на полосу пропускания. Это не всегда так; некоторые усилители работают в токовом режиме и имеют график зависимости усиления от полосы пропускания. Ваш случай прост: усиление равно 1, поэтому, если указан продукт с усилением полосы пропускания, это также пропускная способность при усилении 1.
Затем разделите выходной сигнал на 4 с помощью резисторного делителя. Поскольку вы используете АЦП, вы должны быть осторожны с наложением сигналов (шум также псевдонимы, поэтому даже если ваш сигнал значительно ниже частоты АЦП Найквиста, вы все равно должны иметь фильтр сглаживания). Самый простой фильтр сглаживания - просто поместить конденсатор с выхода вашего делителя на землю и рассматривать его как RC-фильтр, где R равно двум значениям резистора делителя параллельно. Угол должен превышать максимальную частоту, которую вы хотите передать на АЦП, и фильтр должен ослабляться на 6 дБ на бит к тому моменту, когда он достигает частоты наложения частот (то есть частоты дискретизации минус частота угла фильтра).
Вот где ваш тип АЦП имеет значение. В обычном АЦП с последовательным приближением (SAR) частота дискретизации намного, намного ниже, чем в сигма-дельта АЦП, поэтому 20 дБ / десятилетие, которые вы получаете с RC-фильтром, может быть недостаточно. Если это так, то вам нужно установить более сложный многополюсный фильтр. Это огромная дискуссия сама по себе, поэтому я пока пропущу ее; найдите фильтры со сложными полюсами и загрузите копию FilterPro от TI, если вам интересно.
Как только ваш сигнал отфильтрован, вам может понадобиться его буферизация, если выходной импеданс фильтра не намного ниже входного импеданса АЦП. Наконец, если ваш вход АЦП имеет смещение постоянного тока, отличное от вашего входа, вам понадобится блокирующий постоянный (т.е. последовательный) конденсатор. Это должно быть выбрано так, как если бы входной импеданс АЦП был резистором в фильтре верхних частот RC; убедитесь, что угол фильтра ниже вашей минимальной входной частоты.