检测外部输入电压值

只看该作者 · 2020-7-1 22:56

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2020-7-2 11:12 编辑

单片机AD采集外部输入电压，如图：VIN是外部输入电压参考地是WGND ，外部设备使用蓄电池供电，该WGND 跟单片机地不共地，单片机系统地是GND 。但外部检测设备正常操作时VIN 输入范围时0~2v 当外部检测设备反向操作时VIN输入电压范围时-2v~0v 。由于输入被检测电压跟单片机系统不共地，采用差分输入检测，电路中VO1=VIN ，U2运放用于抬高VIN输入电压（当反向操作输入VIN为负值）输出VO2 最终到单片机ADC 采样。大家帮分析下此电压是否合理？以及U1、U2 运放等比例电阻取值是否合理有无要求？怎样分析该电路的最终到单片机ADC采样精度？感谢大家！！！

1万 · 2020-7-2 07:53

电阻原则，能用e6用e6 ，不能用e6 用e24.都是批量供应的。选e6降低物料种类，选e24因为模电。

只看该作者 · 2020-7-2 09:11

这么简单的问题还用这么复杂吗，给一个2V做虚拟地，一下就全部平静了，正负2V都没有问题，只是解析度低一半，如果要保证全解析度，可以考虑运放加法器做成有源全波整流

只看该作者 · 2020-7-2 09:16

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2020-7-2 11:11 编辑

king5555 发表于 2020-7-2 08:18
除非WGND和GND是固定差额，否则不能用。

king5555 您好！ WGND 是输入检测电压地这个地是外部电池供电地，GND 是单片机系统地也是正负5V 的参考地。是两个不同系统，应该没有关联，也没有固定差额？能否把两个地链接一起？
不能用？不理解怎么不能用？水平有限看不出来？求解释

只看该作者 · 2020-7-2 09:19

一事无成就是我发表于 2020-7-2 09:11
这么简单的问题还用这么复杂吗，给一个2V做虚拟地，一下就全部平静了，正负2V都没有问题，只是解析度低一半 ...

您好！您说的好容易啊，我怎么一点都不理解呢？能否详解释？

只看该作者 · 2020-7-2 09:45

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2020-7-2 09:49 编辑

U10运放用意是解决两者不共地问题，U11用意是抬高负电压后到单片机AD部分。这样处理是否正确？是否有更好方法？

只看该作者 · 2020-7-2 14:30

个人WGND与GND应该可以连接，前提是电源和被检测系统完全隔离。

只看该作者 · 2020-7-2 15:47

tianxiongweitxw 发表于 2020-7-2 14:30
个人WGND与GND应该可以连接，前提是电源和被检测系统完全隔离。

WGND和GND 不连接时是完全隔离，如你说两地链接就不是完全隔离了吧？

只看该作者 · 2020-7-2 15:50

有无可能把检测输入电压和WGND 两者都以单片机GND 位参考地？

2万 · 2020-7-2 15:55

原理图错了，R43下端不能接WGND，要接和GND有关的电压。

只看该作者 · 2020-7-2 16:03

本帖最后由 lyzjhzdz 于 2020-7-2 16:06 编辑

gx_huang 发表于 2020-7-2 15:55
原理图错了，R43下端不能接WGND，要接和GND有关的电压。

谢谢！这样输入电压是不是就以GND为参考地了？这样WGND 怎样也以GND为参考地，从上图看VO1输出还是以WGND为参考地？知识有限，不要见笑。

2万 · 2020-7-2 16:42

lyzjhzdz 发表于 2020-7-2 16:03
谢谢！这样输入电压是不是就以GND为参考地了？这样WGND 怎样也以GND为参考地，从上图看VO1输出还是以WGND ...

你仔细看看差分输入放大器的原理。左边是差分电压输入，R43下方是零输入时运放的输出电压。
差分输入电压和GND之间允许有一定的共模电压，只要不超标即可。

只看该作者 · 2020-7-2 16:55

两个电路还是需要有统一的参考电位，否则共模电压大小不确定，简单的差分放大电路是应付不了的。两个电源域之间怕相互干扰的话，可采用隔离传输；没这个限制的话可以直接共地，或者将后端电路的某一电位以虚地形式驱动（参考电位接输入运放正端，负端和输出连接到一起接WGND）前端电池供电电路的地，根据你后面的电路，2.5V较好，可以最大程度简化电路。此外，如果是交流信号，也可以尝试电容耦合输入。

只看该作者 · 2020-7-2 17:59

低频的话，两个电源有一个公共点是没有影响的，形成不了回路就没有影响，高频就不一定了，小电容也会藕合

只看该作者 · 2020-7-2 18:01

多贵啊

只看该作者 · 2020-7-2 19:41

lyzjhzdz 发表于 2020-7-2 09:19
您好！您说的好容易啊，我怎么一点都不理解呢？能否详解释？

做一个2V的参考，作为外部输入的参考地，外部输入另一端通过电阻（主要是为了保护）接入ADC输入口，假如你还需要容错，则在ADC输入口用一个较大的电阻接ADCGND或AVCC。当输入是+极性信号的时候，ADC的值处于2048～4068（12bit的话），当输入是-信号电压的时候，ADC的值是2048～0.

只看该作者 · 2020-7-3 10:32

gx_huang 发表于 2020-7-2 16:42
你仔细看看差分输入放大器的原理。左边是差分电压输入，R43下方是零输入时运放的输出电压。
差分输入电压 ...

谢谢 gx_huang ! 共模电压是1/2（V++V-）,从上图看V+ 和V- 只是参考WGND 电压值，看不出参考GND 电压值。怎么知道上图参考GND共模电压值？芯片的共模输入电压范围是

只看该作者 · 2020-7-3 10:48

一事无成就是我发表于 2020-7-2 19:41
做一个2V的参考，作为外部输入的参考地，外部输入另一端通过电阻（主要是为了保护）接入ADC输入口，假如 ...

谢谢！做2V的参考，作为外部输入的参考地，这2v是以哪个地参考的2v 如果是以WGND参考没有意义啊，如果以GND参考怎么知道输入检测正负2V 跟GND参考也是正负2V呢？

只看该作者 · 2020-7-3 11:01

steelen 发表于 2020-7-2 18:01
多贵啊

谢谢 steelen ! 您是否有更好的方法？

2万 · 2020-7-3 11:08

lyzjhzdz 发表于 2020-7-2 16:03
谢谢！这样输入电压是不是就以GND为参考地了？这样WGND 怎样也以GND为参考地，从上图看VO1输出还是以WGND ...

我已经说的很清楚了，建议看看差分放大器的原理，否则说不明白。
至于如何保证WGND和GND之间的电压小于共模电压，需要看看电源是否隔离处理，如果是隔离的，就不存在共模电压超标问题，隔离的信号接在一起，自然等电位了，如果不隔离，存在电压差，需要计算是否在共模电压范围内。

检测外部输入电压值

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