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首先要尝试的是一个没有运算放大器的简单电阻加法器。但是很显然,这在这里是行不通的:电阻加法器总是使信号衰减,因此我们需要放大1 。
这是同相求和放大器。您会认为我们只需要增加2.5 V,但是您有吗?我假设您有5 V,所以让我们使用它,看看它能给我们带来什么。如果我们在Vin输入端上有-2.5 V的电压,则无论您想要R3和R4的值是多少,如果您想要0 V输出,则同相输入应为零。因此R1和R2构成一个分压器,R2应该是R1的两倍以得到0V。
接下来,我们必须找到由R3和R4确定的放大倍数:
如果我们在Vin输入上有2.5 V且R2 = 2 R1,则运算放大器的同相输入上将获得3.33V。为了使5 V输出,我们必须将其放大1.5,因此R3必须是R4的两倍。
我们可以使用以下值:
R1 = 10kΩR2
= 20kΩR3
= 20kΩR4
= 10kΩ
如果要使用5 V单电源供电,则需要RRIO(轨至轨I / O)运算放大器。
这是一种实现方法:
电阻分压器向同相输入提供1.25V电压。如果需要,可以用专用的参考电压代替。您将需要一个轨到轨输出运算放大器。
这是一个模拟:
请注意,输入阻抗是由R3定义的,因此如果源是高阻抗,则可能需要增加此阻抗(和R2相同)或缓冲。还要注意,输出是反相的。
这也是同相的参考方法:
和仿真(“ to_adc”是输出电压):
上面的同相电路有点像您的求和放大器。
但是,您显示的求和放大器有问题,显示的反相增益电阻器不适用于分压器。反馈电阻需要(R1 + R2)。
因此增益等于((R1 + R2)/ R2)+ 1。
这是一个外观的示例(后缀a和b只是为了使SPICE满意):
在仿真中,您可以看到运算放大器+ IN从0V摆动至1.25V,因此需要0到4V的增益才能输出0V至5V。由于R1c和R1d并联,我们得到50k。因此(150k / 50k)+ 1 = 4。