差分信号经运放后转为单端输出供单片机采集原理图

我与影子孤独终老i 提交于 2019-11-27 12:51:20

原理图如图1所示
图1
在当R9=R10,R8=R7的情况下输出电压:
VO=(VIN1VIN2)R9/R8+VrefV_O=(V_{IN1}-V_{IN2})*R_9/R_8+V_{ref}
电路分析
.step1:需要理解的是运放的“虚断” 、“虚短”的概念,如果这个不熟悉还得去翻翻《模拟电子技术基础》。楼主觉得其实这个也没什么好难理解的,你只要明白当运放经过一定时间达到稳定状态,那么同相输入端电压和反相输入端电位一定是相等的,即:V1=V2,这就是“虚短”的概念,又因为运放的输入阻抗非常大,所以流进同相输入端和反相输入端的电流为≈0,这就是“虚断”概念。
step2:
根据“虚断”概念,我们可以分别列出V1和V2端的电压表达式:
V1=(VIN1Vref)R7/(R7+R10)   (1) V_1=(V_{IN1}-V_{ref})*R_7/(R_7+R_10) \space\space\space(1)
V2=(VIN2VO)R9/(R8+R9)   (2) V_2=(V_{IN2}-V_{O})*R_9/(R_8+R_9) \space\space\space(2)
再根据“虚短概念” 即:V1=V2   (3)V_1 = V_2 \space\space\space(3)
将上面两式代入并带入已知条件R9=R10,R8=R7得:
VO=(VIN1VIN2)R9/R8+Vref   (4)V_O=(V_{IN1}-V_{IN2})*R_9/R_8+V_{ref} \space\space\space(4)
仿真分析
仿真结果如图2所示。
图2根据上文推导图2的输入输出关系应该为:
Vo=VIR4/R5+VrefV_o=V_I*R_4/R_5+V_{ref}
其中Vi=0.2VV_i=0.2V
R4/R5=2 R_4/R_5=2
Vref=6.00V_{ref}=6.00
将条件带入式(4)中得到输出电压VoV_o应该为6.40V;
可以看到仿真结果为6.41V与理论推导十分接近。.

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