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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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。



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）

3 p  [; d3 `' V# u0 o& 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。
+ B) w( U9 l3 C; p

* ~0 c/ \" t, H- f* {* k. h& b9 \( o
/ x6 s7 {9 d" y  a0 T, |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。
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2 B* W+ @2 q( K; O
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。
4 t5 [( J- e( @- O# ]


: u; |9 o- `- V: m$ X' f* P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。

$ Q* I) H' u9 `. j' v: Q接着让我们来实际操作一遍。
. Z$ p! F* V$ e7 J0 x* J9 W

6 w3 s9 J& T8 ]5 U& D7 P: y- {7 |2 ^2 i
$ K1 x4 B9 P- U; b4 }4 ^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。

8 D* O# ]- j2 ~6 I; R' m5 e

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。
4 |/ X, E0 e, [4 Q

1. HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   
2. 
   
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   
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。
, y7 y4 }2 E" p/ X7 f8 D
6 S- s& E: j3 i$ b接着测试我们的运算放大器。
  i& B" o$ W7 Z# ~. l- Q
  k5 @" K! O) e+ V2 m( q

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。
& K6 @  P5 ^) o# C( Q, L3 {9 ]8 o
( @9 t5 }7 j  F0 }8 ~8 E接着我们测试高放大倍数比例放大器。

1.   HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   
2. 
   $ C7 a4 l& P1 m: C$ x
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

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。
- ?1 D+ j; O8 r2 v* @  X& q

& Y% L7 U* \9 [# p9 W3 _6 B- n
) W2 y+ h# U, h5 p
1 a/ S; M7 _% a8 k. O8 W, [+ N  F
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。
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最后我们测试其最大的放大倍数。
4 e6 Z* J" }. V. N1 R  z  J




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。


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