电压采样电路

发布时间 2023-08-19 19:13:32作者: JwChu

问题:

一般使用MCU的ADC功能来实现电压监控。但是外围电路的不同会有不同的采样精度。本文主要记录两种电压采样电路。

典型电路

 图 1 电压经过分压之后,输入到ADC模块

图 2 采样电压经过运放之后,进行电压采样

具体分析

第一种电路:

直接分压之后,输入到ADC模块。在其右侧为左侧的等效电路(诺顿定理或戴维宁定理)。由等效电路可以知道,采样电路串接R等效电阻,如果其与MCU的内阻差别很大,则可以直接将R等效电阻忽略。(R等效电阻《 R内阻

但是如果R等效电阻与R内阻是在一个量级上的阻值,则R等效电阻引起的误差不可忽略。这第一种电压采样是不合适的。

第二种电路:

电压经过运行(跟随器)之后,输入到MCU的ADC模块,图2右侧是左侧的等效电路图。

由于运放具有输入电阻无穷大,而输出电阻无穷小的特点。

则R等效电阻与运放的输入电阻相比较,可以忽略。输入到运行正极的电压等于Uin+,这样Uout=Uin+。

而运放的输出电阻无穷小,其与MCU的内阻相比较,可以忽略。在运放的输出电阻上,基本上没有电压损耗。近似Uout全部输入到MCU的ADC模块,由电路产生的电压误差很小。

这种添加运放隔离的电路进行电压采样,误差很小,精度较高