电压AD采集，2种方案对比

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 10:21:20

AD采集一个10V-15V之间电压，2个方案对比
1，电阻分压，运放跟随，单片机AD采集。
2，直接运放同向放大，即VO=Vin|*(R1/R2)，缩小输出，然后给单片机AD采集。
第一个方案常见，第二种方案有什么不足吗？很少应用第二种方案。

mcu5i51 · 发表于 2017-5-10 10:26:30

你先画个第二种的图看看

pulan · 发表于 2017-5-10 10:27:30

2方案，运放供电电压会比较高。

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 10:32:38

pulan 发表于 2017-5-10 10:27
2方案，运放供电电压会比较高。

供电电压高也不是问题啥。这种肯定有啥弊端，原理是没得问题的。

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 10:35:38

mcu5i51 发表于 2017-5-10 10:26
你先画个第二种的图看看

图在心中，10——15Vin >反向放大，再反一次向，放大倍数比如十分之一，最后输出满足单片机IO口电压标准。再给单片机AD采集

反向放大

mcu5i51 · 发表于 2017-5-10 10:41:18

guo407214944 发表于 2017-5-10 10:32
供电电压高也不是问题啥。这种肯定有啥弊端，原理是没得问题的。

我可以想到的方法是分压后跟随（放大）和跟随（放大）后分压；
可以提供一个增益小于1的同相运放电路吗？单级的从来没有见过；

mcu5i51 · 发表于 2017-5-10 10:45:28

guo407214944 发表于 2017-5-10 10:35
图在心中，10——15Vin >反向放大，再反一次向，放大倍数比如十分之一，最后输出满足单片机IO口电压标准 ...

这也不是直接放大呀，两个反相，增加成本，加大移相；
一个运放可以完成的为什么要加上一个；

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 10:49:02

mcu5i51 发表于 2017-5-10 10:45
这也不是直接放大呀，两个反相，增加成本，加大移相；
一个运放可以完成的为什么要加上一个； ...

很多8个脚的芯片都带有2个独立运放。疑惑为啥没人这么用过

niechao15 · 发表于 2017-5-10 10:49:58

还没有见过可以缩小放大的运放电路，指导一下呗？

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 10:52:33

niechao15 发表于 2017-5-10 10:49
还没有见过可以缩小放大的运放电路，指导一下呗？

可以缩小吧

ilikemcu · 发表于 2017-5-10 10:59:47

楼主只说了电压范围，却没有说明电压的内阻，或者具体说明是什么样的电压，这个就很难给出一个高性价比的方案来了。

瞎猜一下，10-15V的范围，很接近12V铅酸电池的实际电压变化范围，如果真的是电池的话，直接2个电阻分压，就可以了，如果电池上叠加的尖峰脉冲成分比较大，可以多个电阻串联，逐级加电容滤波，最后一级直接进单片机的AD，这个问题不大，至于检测精度，因为实际MCU一般使用VCC作为基准，离散性很大，可以用标准电压源做一个标定，提供一致性和准确性。

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 11:12:26

ilikemcu 发表于 2017-5-10 10:59
楼主只说了电压范围，却没有说明电压的内阻，或者具体说明是什么样的电压，这个就很难给出一个高性价比的方 ...

感谢，标定这个方法不错。确实是电池。

ilikemcu · 发表于 2017-5-10 11:24:50

guo407214944 发表于 2017-5-10 11:12
感谢，标定这个方法不错。确实是电池。

既然是电池，那就3个100K电阻串联吧，最后一个电阻的电压乘3就是实际电压，用5V单片机的10bitADC，正好！即使有小幅度过压也不会影响MCU的安全，毕竟前面有200K电阻挡着呢。检测速度压到最低，电池不需要高速采集的。

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 11:41:25

ilikemcu 发表于 2017-5-10 11:24
既然是电池，那就3个100K电阻串联吧，最后一个电阻的电压乘3就是实际电压，用5V单片机的10bitADC，正好！ ...

嗯，是的。我查了下单片机AD口输入电阻只有5K，还得加一个运放跟随。真心想甩了运放。

LM1876 · 发表于 2017-5-10 11:51:24

ilikemcu 发表于 2017-5-10 10:59
楼主只说了电压范围，却没有说明电压的内阻，或者具体说明是什么样的电压，这个就很难给出一个高性价比的方 ...

很多单片机不是有内部基准嘛。精度虽然不高，但比VCC基准的好多了，普通应用够了

LM1876 · 发表于 2017-5-10 11:52:20

不明白电阻分压了还要个跟随干嘛？单片机开漏形式下，内阻够大啊

guo407214944 · 发表于 2017-5-10 12:03:02

LM1876 发表于 2017-5-10 11:52
不明白电阻分压了还要个跟随干嘛？单片机开漏形式下，内阻够大啊

看楼上图片，典型值输入电阻5K，并非高阻抗，所以加跟随，我也不想加。

河图洛书 · 发表于 2017-5-11 13:42:26

ilikemcu 发表于 2017-5-10 10:59
楼主只说了电压范围，却没有说明电压的内阻，或者具体说明是什么样的电压，这个就很难给出一个高性价比的方 ...

电阻串联加电容，分压滤波两不误，学习了模电大师

rube · 发表于 2017-5-11 18:31:32

mark。。。

FireHe · 发表于 2017-5-11 18:39:16

绝大部分的运放都不支持Gain 小于 1吧？反正我是从来没见过

做能1 Gain的都要专门标注了。很多都做不了 1Gain呢

lvyi913 · 发表于 2017-5-11 18:55:26

运放一般不做增益小于一的电路，单增益稳定的就很不错了，你还要缩小？

缩小直接高精度电阻分压，同相跟随即可。

tangmintm8013TM · 发表于 2017-5-11 19:41:12

如果用AVR的单片机就不用考虑加运放了，AD输入阻抗超高

xjmlfm1 · 发表于 2017-5-11 21:24:58

两种方案的选择，需要考虑信号源的带载能力和整个采集电路的抗干扰能力。
从信号源的带载能力来选择，电阻分压的方式对带载能力要求高，而差分放大的方式对带载能力要求低。
从抗干扰角度来说，跟随的方式远好于差分放大的方式。或者要达到同样的抗干扰能力，差分放大的方式需要用更好的运放。

gwj221 · 发表于 2017-5-11 21:55:47

同相的增益不会小于1啊就方案一可选

gwj221 · 发表于 2017-5-11 21:57:46

还有不要用运放做小于1 大于0的放大器

guo407214944 · 发表于 2017-5-12 08:41:49

gwj221 发表于 2017-5-11 21:57
还有不要用运放做小于1 大于0的放大器

小于一有啥弊端？

xuyaqi · 发表于 2017-5-12 10:10:54

第二种方案，线路复杂成本高，误差大，没想出有比第一方案优越的地方。

huzhiyang · 发表于 2017-5-12 10:28:01

第二种方案要有一定水平才能用。因为稳定的问题，我之前在NI（美国国家仪器）一个高精度的采集板卡上看过，这种做法。就是第二种。

guo407214944 · 发表于 2017-5-12 13:03:13

huzhiyang 发表于 2017-5-12 10:28
第二种方案要有一定水平才能用。因为稳定的问题，我之前在NI（美国国家仪器）一个高精度的采集板卡上看过， ...

嗯。谢谢回答。

ilawp · 发表于 2017-5-12 15:43:59

如果采集精度要求不高，采样率不高，信号变化速度也不高，在电阻分压后并个电容，可以不用运放跟随。
前提是要求不高。。。

电压AD采集，2种方案对比

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