差分信号经运放后转为单端输出供单片机采集原理图

原理图如图1所示
差分信号经运放后转为单端输出供单片机采集原理图
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}VO​=(VIN1​−VIN2​)∗R9​/R8​+Vref​
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)V1​=(VIN1​−Vref​)∗R7​/(R7​+R1​0)   (1)
V2=(VIN2VO)R9/(R8+R9)   (2) V_2=(V_{IN2}-V_{O})*R_9/(R_8+R_9) \space\space\space(2)V2​=(VIN2​−VO​)∗R9​/(R8​+R9​)   (2)
再根据“虚短概念” 即:V1=V2   (3)V_1 = V_2 \space\space\space(3)V1​=V2​   (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)VO​=(VIN1​−VIN2​)∗R9​/R8​+Vref​   (4)
仿真分析
仿真结果如图2所示。
差分信号经运放后转为单端输出供单片机采集原理图根据上文推导图2的输入输出关系应该为:
Vo=VIR4/R5+VrefV_o=V_I*R_4/R_5+V_{ref}Vo​=VI​∗R4​/R5​+Vref​
其中Vi=0.2VV_i=0.2VVi​=0.2V
R4/R5=2 R_4/R_5=2R4​/R5​=2
Vref=6.00V_{ref}=6.00Vref​=6.00
将条件带入式(4)中得到输出电压VoV_oVo​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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