電壓的采集是我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)常常用到的，具體的采集類型上又分為直流采集和交流采集，將源電壓通過(guò)一系列的電路設(shè)計(jì)，最終通過(guò)AD（數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片或單片機(jī)內(nèi)部AD）讀入MCU，并執(zhí)行相應(yīng)的決策，是我們大多設(shè)計(jì)的要求。下文將通過(guò)具體的實(shí)例介紹如何設(shè)計(jì)合適的電壓采集電路。

直流電壓采集

要求：采集一個(gè)輸出范圍為20V-28V的Uo電壓信號(hào)到0-3.3V的AD。

設(shè)計(jì)思路：將20v到28v中的8v壓差全部映射到0-3.3v的范圍內(nèi)，才內(nèi)能更好的利用AD模塊，所以首先將Uo與20V做差分，將電壓抬低到0-8v（注：有時(shí)礙于儀放信號(hào)輸入電壓的范圍較小會(huì)先分壓再抬低見形式二），然后通過(guò)電阻分壓將8v映射到3.3v的范圍內(nèi)。

形式一：

1、利用現(xiàn)有的電壓產(chǎn)生20v的基準(zhǔn)電壓

2、通過(guò)儀放將Uo與20v差分（注：826的REF引腳為輸出基準(zhǔn)）

3、分壓及輸出阻抗匹配（電壓跟隨器）

4、輸出鉗位保護(hù)

形式二：

1、將Uo分壓7倍，即將0-28v映射到0-4v，同理將20v也分壓7倍即要產(chǎn)生2.857v的電壓基準(zhǔn)

2、差分并放大2.887倍及鉗位電路（計(jì)算方法：3.3/（4-2.857），差放直接輸入給AD不需要阻抗匹配）

交流電壓采集

要求：采集單相正弦交流電的有效值范圍為（0-24v）

設(shè)計(jì)思路：通過(guò)電壓互感器將電壓讀取到，并放縮到合適的范圍內(nèi)，輸入給有效值檢測(cè)芯片，再將有效值檢測(cè)芯片的輸出給AD

1、電壓互感器讀取

2、有效值檢測(cè)芯片及保護(hù)電路

總結(jié)：不論電路設(shè)計(jì)的多么精確，誤差總會(huì)是有的，所以在電路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，再通過(guò)MATLAB將數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，才能將誤差進(jìn)一步的消除。

審核編輯：湯梓紅