如何将正负15V电压转为0-2.5V电压

正确的额做法是先将 -15— +15V衰减为 -2.5— +2.5V,然后再进行偏置。下面是原理图:

一、负压的转换部分:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第1张图片

二、正压的转换部分:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第2张图片

但是大家有没有注意到,我是将两个部分分开来进行展示的?这是为什么呢?

下面我们来将两部分连接到一起来看一下:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第3张图片

 

从这个图里我们可以看到,在信号源输出正负15V的正弦波之后,右侧的输出端,输出的并不是0-2.5V,波形的底端并没有完全和x轴接触。始终存在一个偏置电压。可能上面用在变化的波形来看并不十分清楚,我们再用直流电信号看一下:

正电压转换:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第4张图片

这时候还没有异常。继续看负电压转换:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第5张图片

这时候就可以看到,输出端的确是存在一个100mV的偏压。

那么,我们能否消除这个偏置电压呢?通常来说,电压跟随器一般做缓冲级(buffer)及隔离级。因为,电压放大器的输入阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器进行缓冲。起到承上启下的作用。电压跟随器还可以提高输入阻抗,可以大幅度减小输入电容的大小,为应用高品质的电容提供保证。

那么我们使用OPA211A这款具有极低电压和电流噪声的运放,来添加一个电压跟随器来看一下:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第6张图片

我们可以看到,在电压衰减的输出部位,电压的确恢复了理想值,但是电路的输出部位,还是存在2.032uV的偏压。

那么,思考一下,这是为什么呢?

我们看一下运放的功能框图就知道了:

如何将正负15V电压转为0-2.5V电压_第7张图片

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