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）。

1 i) {6 E; K/ U& u7 w

4 t$ y: ~' j- d( f: u! `8 S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。

) M! D) Q$ c3 Y! U& _6 V$ h) Q
5 D+ u5 J: b7 n
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）

6 _4 S) I4 K* D/ a: d
8 C3 Y  M. ]( U& r: X7 T* [
) H* a3 {4 I2 n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。
, N$ i: o" H* |6 ^9 ?* B% k/ a0 Y

9 G/ K; E0 p/ L  ^; G2 @9 C% E
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。
( U" ?. Q8 `- ?5 i0 R7 K


6 ^7 r" K# G% b$ j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。
1 D+ u) [( ?9 s, G4 y- a2 v  K
$ t( f& G- ?' O8 g

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。
& n; J% O# T4 D3 b6 U
, V9 ~* C% O' r- r

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。

+ n3 @1 L2 b2 K/ x1 A: p1 D4 U
: y7 q$ J: A6 R! ]
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。

配置我们的工程其他内容。

1. HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   
2. 
   , F# Q. A1 R6 m) ?' u# M
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   % P, p7 @) ?/ d) {* F
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。
1 B9 |' q- D! H  w9 |7 x. ^- V
接着测试我们的运算放大器。



4 Y/ i/ W$ a  r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。
, D1 Q7 W3 V+ m$ N7 C
接着我们测试高放大倍数比例放大器。
: j5 y* {% N5 ~3 y1 w" `  F3 d

1.   HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   
2. 
   0 R3 |& K( _& i3 Z
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   
4.   HAL_DAC_SetValue(&hdac4,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,4095/15);

复制代码

( C- d* l+ Q  D" C- R" _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。

$ C$ }( F8 |2 {6 p/ B

( }4 d3 i' A1 V  p; V/ V" g" t' W. ?
. Z$ h8 v+ e9 R6 Z- \! U
6 q' i' S5 K$ z  ^* h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。
9 w+ M3 |) s3 J: [
7 r. @+ d* p2 s) A8 [
最后我们测试其最大的放大倍数。
# |0 i5 r6 s- a

; C+ E5 {: Q# J8 f

* P7 E7 p8 L" K% u5 z3 }
* [0 F- w- k7 }0 D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。

& K; `: G! s% m( _) b$ y
% V5 ]1 K4 J: i" M6 G& N' s' B% e转载自：电路小白
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