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1、电压同向任意放大:
电路中多了两个电阻R3和R4(如果没有R3 R4则只能放大不能缩小,如果没R3R4且运放9/10脚对调则是反向放大),成本并不会增加多少。由图6中推导的公式,如果R1+R2=R3+R4,那么放大倍数Uo/Ui=R4/R1,这个电阻阻值大小是完全可以做到任意选择的。在实际电路的设计过程中,通常令R1=R3,R2=R4,这样可以使R1+R2=R3+R4成立,同时也能够很清晰地记住这个电路的放大倍数即为:Uo/Ui=R2/R1。
2、差分放大电路
上面讲到的所有放大电路都有一个明显的特点,就是它们只是放大某一个电势点,另一个电势点是默认接地的。而有时我们需要放大电压的两端电势没有一个接地的,那么这个时候,上述所有放大电路将不再适用。我文章一开头提到的采样步进电机电流,就是这种情况,这个时候就是差分放大电路登场的时间了。
在使用差分放大电路时,有一点需要特别地注意,不仅|k*(U1-U2)|<15(最好是小于13V左右,取得比较好的效果),而且Un与Up应该也要小于15v,否则放大不会工作在线性区,导致电路非正常工作。
3、一种常用的电压采样电路
如图所示该电路中,输入电压(V_IN)经过电阻R47和R50、R51分压后经过差分跟随运放电路,然后经过RC低通滤波器进行滤波输入至ADC采样(DSP、单片机ADC采样接口或ADC采样芯片),经过处理后得到相应的ADC采样数字信号。
该电路后面接了一个电压跟随器,用作缓冲级或隔离级,提高输入阻抗,降低输出阻抗。
4、一种常用的电流采样电路
如图所示该电路中,采样电阻为R62(此处50mΩ),当电流流过采样电阻R62时,即将电流转化为相应的微小电压,然后经过差分放大(假设电流为1A,则采样电阻R62两端的电压为50mV,在经过差分运放放大,该差分运放放大倍数为24k/2.49k≈9.64(倍),即放大后输出电压约为0.482V。),滤波后输入至ADC采样接口。