运算放大器能否实现类似AD芯片的功能？

牛黄解闷丸

比如待测电压是3.14160伏，而且是个动态数字，处于[2.5,5]伏之间,
期待实现：
1，减去3.14
2，将0.00160放大1万倍变成16伏
3，将16伏按比例缩放后输出，比如按100：3.3输出，即如果放大1万倍后正好是100伏就输出3.3伏给单片机AD接口，这里16伏，对应输出0.52伏
运放能实现上面功能吗？或者不限于运放又该如何实现。
这样做的目的是为了检测微量电流。
我目前对运放仅理解能减去固定2.5伏后放大指定倍数。
但问题是，如果放大100倍后是100伏，我得给运放准备+100和-100双电源。否则运放将按斩波输出。

zhang_yy007

为啥要放大1万倍然后在降低输出呢？直接出来一个输出的值不就行了  中间电源也不用准备100V了。可以实现的。

eric_yangsen

看了半天不知道你想干嘛？信号的动态范围很大模拟前端就做成可以切换放大倍数的，信号幅度大前面就加衰减电路

lht6531080

eric_yangsen 发表于 2021-3-14 17:21
看了半天不知道你想干嘛？信号的动态范围很大模拟前端就做成可以切换放大倍数的，信号幅度大前面就加衰减电 ...

猜测他的意思是现有AD分辨率有限，企图将待测值分成2个部分处理，再用AD分别转换，以达到提高AD分辨率的目的,类似于多积分AD。

牛黄解闷丸

lht6531080 发表于 2021-3-15 22:04
猜测他的意思是现有AD分辨率有限，企图将待测值分成2个部分处理，再用AD分别转换，以达到提高AD分辨率的 ...

ACS712测电流模块输出值到单片机ADC，单片机基本无反应，大电流才有反应，
所以，我想用运放来放大ACS712的输出值。

ACS712如果输出2.5V代表没有电流，输出2.5以上有正电流，于是可以用运放减去2.5V后，将剩余部份放大。

剩余部分放大10位的话应该行得通，我真正疑惑的问题是，如果ACS712输出2.516伏，运放减去2.5伏后是0.016伏，如果我要放大1000倍的话就变成了16伏，那我得准备一个16伏的双电源，至少也要一个16伏以上的单电源，

如果我希望放大1万倍的话，就是160伏，那我得给运放准备个160伏，运放才会输出160伏，对吧。

于是，我在想，运放能不能像ADC一样，有个缩放功能，比如，输出5伏代表输出160伏，

这就是我的想法，用运放减去2.5V后，放大10000倍，再将放大后的值像ADC一样等比例缩放，如果是160V就输出5伏或3.3伏给单片机的ADC接口，在程序里用比例还原成实际的毫伏或微伏。进而算出实际的微量电流。

hongo

理论上可以，但是你实际这是用运放做模拟计算机，60年代之前的时候很普遍，精度很难做到很高。

lht6531080

牛黄解闷丸 发表于 2021-3-16 22:29
ACS712测电流模块输出值到单片机ADC，单片机基本无反应，大电流才有反应，
所以，我想用运放来放大ACS712 ...

个人觉得需要量程切换。以3.3V单片机为例，0.016V用差分放大至合理ADC输入范围即可，只需要100倍就足够。不太明白为什么要这么大的放大倍率，而且放大后再于以衰减，信号精度会降低，尚且不说ACS712能否做到mA精度。若希望测量较宽范围的量，考虑低成本的话，不如用廉价带PGA的电子秤之类的差分ADC解决。

牛黄解闷丸

lht6531080 发表于 2021-3-17 20:53
个人觉得需要量程切换。以3.3V单片机为例，0.016V用差分放大至合理ADC输入范围即可，只需要100倍就足够。 ...

的确存在量程和精度问题。我看了ACS712的datasheet，接上合适的滤波电容，在最理想情况下，分辨率最高才108mA,也就是说，这款芯片只适合粗测，真的不适合精细测量。

后来我找到了一款INA219，TI出的，口碑不错。

通过这个问题来增进对运放的了解。