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）。



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）



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。



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。

接着让我们来实际操作一遍。



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。

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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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。



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。

接着我们测试高放大倍数比例放大器。

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,4095/15);

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。





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。


最后我们测试其最大的放大倍数。





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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