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电压的采集是我们进行电路设计常常用到的，具体的采集类型上又分为直流采集和交流采集，将源电压通过一系列的电路设计，最终通过AD（数模转换芯片或单片机内部AD）读入mcu，并执行相应的决策，是我们大多设计的要求。下文将通过具体的实例介绍如何设计合适的电压采集电路。 直流电压采集 要求：采集一个输出范围为20V-28V的Uo电压信号到0-3.3V的AD。 设计思路：将20v到28v中的8v压差全部映射到0-3.3v的范围内，才能更好的利用AD模块，所以首先将Uo与20V做差分，将电压抬低到0-8v（注：有时碍于仪放信号输入电压的范围较小会先分压再抬低见形式二），然后通过电阻分压将8v映射到3.3v的范围内。 6 J% _7 n: G; P* W! J$ |
形式一： 1、利用现有的电压产生20v的基准电压 ![]()
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! G( E6 P5 y" c6 E E& r2、通过仪放将Uo与20v差分（注：826的REF引脚为输出基准） ![]() * ] F0 U8 Z- K5 |5 h- M7 P
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3、分压及输出阻抗匹配（电压跟随器） ![]() ( I. F5 G' U( d5 F
' @1 t! S8 g( f4、输出钳位保护 ![]() 0 ]4 j' ?3 B' n
( j: X, @$ g; H Q- l( Z% T, q形式二： 1、将Uo分压7倍，即将0-28v映射到0-4v，同理将20v也分压7倍即要产生2.857v的电压基准 ![]() @$ o* V% [. Z& F7 u3 b, g
3 v% P5 y2 @ z+ C! T+ B0 _" m2、差分并放大2.887倍及钳位电路（计算方法：3.3/（4-2.857），差放直接输入给AD不需要阻抗匹配） ![]()
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( L, V8 t) ] b交流电压采集 要求：采集单相正弦交流电的有效值范围为（0-24v） 设计思路：通过电压互感器将电压读取到，并放缩到合适的范围内，输入给有效值检测芯片，再将有效值检测芯片的输出给AD。 " U, y- Z' |; E% `* A* J1 m0 _5 v
1、电压互感器读取 ![]() / w+ y- p/ Y& X# S3 j, r
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2、有效值检测芯片及保护电路 ![]()
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6 z( a& L( Z; _; { m总结：不论电路设计的多么精确，误差总会是有的，所以在电路的设计基础上，再通过MATLAB将数据进行拟合，才能将误差进一步的消除。 电子元器件采购，找国产替代芯片，上道合顺大数据 6 q1 ]' \5 @- h& W7 h& T. f6 ?! b5 J
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发表于 2022-10-31 16:47
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