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）。



# B' f5 x6 L( x$ ^  S0 v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 p& N& w% v& Z! J- J6 U% r
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）

2 H) h3 ]9 F, F) E& a1 R) e
) W- }9 f0 _; 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。
" |5 g5 Z* w3 b1 F5 l

" Q; ~! q1 L4 R, H% e
0 k; G3 L- ?- g2 C8 F2 d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。



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。
* n2 L1 J2 s5 {* A
+ I. e7 Q( C" E7 n1 F: N) ~接着让我们来实际操作一遍。
! u) N! Q& \6 f/ d, }5 s1 C' A


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。


% }& S1 D- P! X3 l! c! r
& I  C, g- A0 K+ P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。
% K5 o' |% P4 V# b5 @+ y
配置我们的工程其他内容。

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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; i1 O+ Q: N& m3 P( A$ q4 Y0 a% q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。

$ C) x, _. X8 T- [* N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 X) d; e: R6 E5 x, G% }
接着测试我们的运算放大器。

3 ]  \4 u% s; x
4 P% U3 t5 o3 m% v
! ]# D; }( e; J( R0 ?/ m/ Y" 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。
4 m/ ?  }- y- X
接着我们测试高放大倍数比例放大器。

1.   HAL_OPAMP_Start(&hopamp4);
   6 |9 F2 f( B$ y, `* p2 r
2. 
   + ?1 @1 g  r% h8 @& k2 w
3.   HAL_DAC_Start(&hdac4,DAC_CHANNEL_1);
   
4.   HAL_DAC_SetValue(&hdac4,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,4095/15);

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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。

2 f$ y& ^3 e, I' ^

& B$ n3 K. V/ Y" B
3 x# \$ C2 V# c* |3 n' y
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。


. v7 O: n% _  y) r最后我们测试其最大的放大倍数。
5 i* R' Z% J3 l! d; H* A/ P
9 m' X+ Z$ y7 @* b

* t2 ]% H. D! h7 d/ R/ y% A
: i. \- b/ U" `/ T: |
% y0 d, ]0 y3 ], l6 a2 w$ S# v  X+ \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。

' X; I7 Y' z2 Z0 N1 G3 I
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