本期我们就来介绍一下STM32G474RE中如何利用板载运算放大器放大不带偏置的交流信号（负电压）。
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2 B; O9 ?, r( `: z' k7 L3 l首先根据STM32G474的芯片手册，其运算放大器具有非常多的功能，由许多的多路复用器进行选择。

4 j+ s* s. D4 P
4 ^* \( ?6 D4 z# l; s5 h
其部分运算放大器同向输入端可以连接至板载数模转换器，关于这两路DAC（STM32G474RE中总共有四个DAC）
4 a+ z3 _1 F" F
4 I* v" B! X9 _
5 T: A1 K' D% d' T% ^
可以看到DAC3和DAC4是没有直接的GPIO连接的，但是我们它可以连接至OPAMP的同相输入端，这使得我们可以通过OPAMP的跟随器（Follower）来将其输出。



同样的，本期我们想要处理负输入端的信号我们也要用到OPAMP的同向输入端接入DAC的这个特性，我们使用DAC的输出作为一个偏置构成一个反向比例放大电路。
2 D9 y8 w- Z' p/ T4 k


! }6 W" b4 t0 i具体的配置电路图在手册中说明了，其中的VINP留出（我们将其配置为连接到DAC）,我们的信号从VINM（反相输入端）输入，其遵守以下的公式。

, Q3 B2 N! t; S) D8 y, \5 A9 T

! J4 E  v7 c. E% C- j! ?所以我们的输出公式则是成为一个带直流偏置的反向比例放大器。

接着让我们来实际操作一遍。


' G" `1 ~2 e4 c
( n9 h+ b4 @1 R6 y" a4 ]; y首先我们打开DAC的通道输出，但是这里并没有直接的GPIO来测试是否正常。



接着我们设置为PGA的反向放大，并且将同相输入端接入DAC的输出引脚。
6 B; K# ]( d7 U8 m6 ?
配置我们的工程其他内容。
' X8 d/ G% B6 H$ u6 C0 @! D! g7 n0 s

1. HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   
2. 
   7 q( ~+ g1 C# X/ q" f7 J. Y
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   8 y" N- z! J. ]4 Q& M3 ^1 R4 t
4.   HAL_DAC_SetValue(&hdac4,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,4095/2);

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在工程中开启我们的运算放大器以及DAC，设置DAC的输出，这里我将DAC输出设置为1.665V，由于我们的反向输出端空置，因此此时电路的作用等价于跟随器。输出端输出电压为DAC电压。

由于我们配置的放大倍数是2 or -1；放大倍数是-1即电阻Rf和R相等，因此Vout = 2 * Vd - Vin。所以我们配置DAC的输出电压为四分之一的参考电压，这样子让可以让Vout的偏置电压为参考电压的一半。

接着测试我们的运算放大器。
' _! M6 C# m7 X; [& y# F
# {4 c* n0 ^  N2 F0 p
" D0 A' \" \. r# R0 Z
可以看到我们做到了一个带偏置的反相放大器，其放大倍数为1。

) x4 n7 P, e6 J接着我们测试高放大倍数比例放大器。

1.   HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   8 l7 Z. a* h( w# m
2. 
   
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   - |" X! [5 g2 }1 h% y9 x
4.   HAL_DAC_SetValue(&hdac4,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,4095/15);

复制代码

我们将直流偏置调整为原来的三十二分之一，之后调整PGA放大倍数为16倍。
" f6 N- B0 V9 h$ w( x

8 ]$ D! q" I6 n" q0 u- V% R
3 a4 G( Z/ h; R
% \# T9 o- Q0 z: Q2 y# ~
0 C( l- y7 ^  m$ C可以看到，我们将一个峰峰值为100mv的信号放大-15倍，之后输出波形也非常的完美。
4 z6 ^6 H6 C1 k2 {, |/ D

最后我们测试其最大的放大倍数。
- y, F' A5 V) W( N
% J* \8 `! B; B* m
! ~0 b' V6 r: S& k


我们将一个峰峰值20mv的信号放大-63倍，这里由于示波器性能问题（我这个信号线也不是特别好）所以通道二的信号看起来很差，但是输出信号却非常的好。


转载自：电路小白
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