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技术文章“调整模拟输入的三种方法”仅介绍了同相和衰减电压调节的选项。 是否有适用于任何单端输入范围到所需输出范围的电压调节解决方案？
技术文章“调整模拟输入的三种方法”仅介绍了同相和衰减电压调节的选项。 是否有适用于任何单端输入范围到所需输出范围的电压调节解决方案？
技术文章“三种缩放模拟输入的方法”是一种古怪的解决方案，它介绍了非反相和衰减电路特定情况的基本技能和步骤。 运算放大器很有用、但并不是必需的。
e2e.ti.com/.../2112.Voltage-Scaler-Calculator_2800_1.02_2900_.xlsx
此 Excel 计算器 可以找到满足大多数电压调节需求的解决方案。 该计算器需要输入电压范围、所需的输出电压范围和基准电压。 对于同相缩放、还需要运算放大器共模范围。 常见问题解答和计算器具有单独的段落和选项卡、用于反相和非反相缩放。 Excel 计算器允许通过任何单元格进行键入。 因此、请始终从原始文件开始。 黄色单元格会预填充常量、这些常量可被覆盖以匹配缩放要求。 浅蓝色单元格中预填充了可使用标准电阻器值覆盖的计算结果；这将删除先前存在的公式。 标准值表位于计算器电子表格的最后一个选项卡中。 我建议打印此工作表以方便参考。 汇总结果值随着对汇总参数值的任何更改而更新。
请注意、负电阻值意味着电路当前不可行。 但是#### 或#### (‘d)表示电阻器已断开或“不填充”。
大多数 VIN 和 VOUT 范围内的反相缩放
当存在最高(最高)输入电压时、反相电路将具有最低(最低正)输出电压。 反相电路直接将输入电压范围转换为通过固定输入共模电压(VCM)镜像的输出电压范围。 当运算放大器通电且输出电压处于运算放大器的输出范围(VOL 至 VOH)内时、就会出现该镜像。 当运算放大器断电或输入信号超出其预期范围时，反相输入电压可能会超过输入电压范围规格。 这可能会在某些运算放大器中产生相位反转。
图1具有大多数线性反相电压调节任务所需的所有组件。 原理图是两本指导手册反相放大器电路的超集： 采用反相正基准电压电路的反相运算放大器和采用同相正基准电压电路的反相运算放大器。
图1、全反相标量电路。
‘电压调节计算器’电子表格中的“反相计算器”选项卡中有一些公式可用于查找不同反相电压调节需求的解决方案。 输入您的输入和所需的输出电压范围。 输入可用且精确的电压基准(VREF)的电压。 如果没有基准电压，则使用运算放大器的电源电压。
现在从“用户输入”部分移到“电路配置”部分。 在大多数情况下，“电路值汇总”表中会立即准备好有效的解决方案。 ‘的解决方案选择了 VCM 电压，从而不需要 VREF 和电阻器“RH”。 如果该 VCM 与运算放大器的输入共模范围不兼容，则手动输入兼容的 VCM 值。 如果 RH 为###### (‘d或黑色)，则 RH 为“不填充”，不使用 VREF。 如果任何电阻为负、则必须更改 VREF 电压或 VCM。 ‘用户输入错误’表有助于捕捉常见错误。
‘需要由相同极性的更高电压生成 VCM，建议使用模拟工程师计算器的“无源：查找分压器”工具，查找组件 A 和 B 的最佳标准电阻值对。 但是， Excel 计算器将根据用户输入的电阻器 A 选择电阻器 B 的确切值。在将 RH 或 RI 更改为标准值之前、将电阻器 A 和 B 设置为最终标准值。 如果 RH 是非常高的正电阻或负电阻值、请将其替换为1e15、以使其不会被组装。 验证标称 VOUT 摘要结果是否可接受。
几乎任何 VIN 和 VOUT 范围的同相缩放
当存在最高(最高)输入电压时、同相电路将具有最高(最高正)的输出电压。 所有同相解决方案均按两个步骤进行计算。 首先、输入范围必须衰减到有效的运算放大器共模电压范围 VCM。 然后、运算放大器将 VCM 范围放大至输出电压范围、该范围必须处于运算放大器的输出电压范围内(VOL 至 VOH)。
图2具有大多数线性同相缩放任务所需的所有组件。 在许多情况下、可以简化此电路以使用更少的无源组件。 原理图是两本指导手册反相放大器电路的超集、即 采用反相正基准电压电路的同相运算放大 器和采用同相正基准电压电路的同相运算放大器。
图2、灵活的同相标量电路。
比例放大器电路具有两个独立的级、可提供大量控制、从而实现一个或多个可行的解决方案。 通常、首选电阻器数量最少的电阻器。 放大器级的增益越低、精度就越好。 但是，输入共模范围不得超过运算放大器的限制。
‘电压调节计算器’电子表格中的“同相计算器”选项卡有六组公式，用于查找一个或多个解决方案，以满足不同的同相电压调节需求。 在“用户输入”部分，输入您的输入电压范围和所需的输出电压范围。 输入将要使用的运算放大器的最小和最大有效 VCM。 请注意，该范围应与运算放大器数据表中的“输入共模范围”规格相对应。 为“参考电压”条目输入可用且精确的参考电压。 如果没有基准电压，则使用运算放大器的电源电压。
‘Quick Result’(快速结果)表汇总了哪些电路具有针对给定输入的有效解决方案。 “‘增益”值是运算放大器增益。 如果有多种有效的解决方案、则优先选择最低数字。 向下滚动到工作电路。 课前作业区的黄色和蓝色单元可根据需要进行更改。 同样，汇总表中的蓝色电池也可以更改为标准电阻器表值。 “‘s结果”部分根据更改更新 VCM 和 VOUT 单元格。 验证 VOUT 范围是否与所需结果相匹配。