如何采集負(fù)電壓信號(hào)_負(fù)電壓產(chǎn)生電路

負(fù)電壓簡介

電壓的大小是相對(duì)于選擇的參考而言的，當(dāng)實(shí)際電壓低于比較電壓時(shí)，電壓值為負(fù)。另一種情況：當(dāng)選擇的電壓參考方向和電流參考方向相反時(shí)，參考電壓為實(shí)際電壓的相反數(shù)。

首先要明白電壓和電勢是兩個(gè)不同的概念。事物上每一點(diǎn)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)電勢，表明它能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，只是能夠，但不一定真要驅(qū)動(dòng)。電壓就是指某兩點(diǎn)之間電勢的差。也就是存在參考點(diǎn)的問題，參考點(diǎn)不同，電壓是不同的。一個(gè)負(fù)電壓是選了一個(gè)比它本身高的電勢的緣故。

正負(fù)電壓工作原理

正負(fù)電壓是根據(jù)參考零點(diǎn)（零電平，或者“地”）而定。最經(jīng)典的零電平是大地，也就是地球的地殼。但并不是所有的零電平就是大地，因?yàn)殡娐穲D中的零電平實(shí)際上是由設(shè)計(jì)者自行設(shè)定的。電源是提供電動(dòng)勢的裝置，它的正負(fù)極之間有一個(gè)電勢差，比如說5V的電源，它的正負(fù)極之間的電壓差就是5V，一般使用的時(shí)候，就把5V接到用電器的正極，負(fù)極接用電器負(fù)極，在分析的時(shí)候可以把負(fù)極視為參考的地，也就是參考零電平。這個(gè)時(shí)候，這個(gè)電源我們就把它叫作正電源，因?yàn)樗恼龢O相對(duì)于地的電壓是5V。如果兩個(gè)完全一樣的5V電源串聯(lián)（類似手電筒里面兩節(jié)串聯(lián)電池），在兩個(gè)電源連接點(diǎn)上引出一根線，把這根線的電壓認(rèn)為是0，這時(shí)候串聯(lián)電源的正極端電壓是5V，而負(fù)極端相對(duì)于那個(gè)0電壓就是-5V，負(fù)電源就是這樣誕生的。有些芯片需要正負(fù)電源同時(shí)提供才能正常工作，最典型的就是雙電源供電的運(yùn)算放大器，我們有時(shí)候需要得到一個(gè)正弦波，要求這個(gè)正弦波是在零電壓上下不斷變化（即中點(diǎn)是0V），這個(gè)時(shí)候就必須用到正負(fù)電源了。不過需要指出的是：正負(fù)電壓都是相對(duì)于電路圖紙當(dāng)中的參考電壓（參考0電平，不一定就是大地）而言，沒有參考就無所謂正負(fù)。有時(shí)候，當(dāng)你設(shè)計(jì)的參考點(diǎn)電壓遠(yuǎn)高于大地時(shí)（專用術(shù)語稱為“浮地”），電路圖中的正負(fù)電壓可能還是一個(gè)相當(dāng)高的電壓（相對(duì)于大地而言），使用的時(shí)候要千萬小心。

如何采集負(fù)電壓信號(hào)

1、采用正負(fù)輸入AD

2、如果只有負(fù)電壓、采用反向放大器轉(zhuǎn)為真信號(hào)

3、如果有正有負(fù)，加直流分量將其轉(zhuǎn)為正信號(hào)

簡單的單片機(jī)中產(chǎn)生負(fù)電壓的電路圖

電壓的大小是相對(duì)于選擇的參考而言的，當(dāng)實(shí)際電壓低于比較電壓時(shí)，電壓值為負(fù)。另一種情況：當(dāng)選擇的電壓參考方向和電流參考方向相反時(shí)，參考電壓為實(shí)際電壓的相反數(shù)。

正電壓的用處不用我說了，在電子電路中我們常常需要使用負(fù)的電壓，比如說我們?cè)谑褂眠\(yùn)放的時(shí)候常常需要給他建立一個(gè)負(fù)的電壓。下面就簡單的以正5V電壓到負(fù)電壓5V為例說一下他的電路。

通常我需要使用負(fù)電壓時(shí)一般會(huì)選擇使用專用的負(fù)壓產(chǎn)生芯片，但這些芯片都比較貴比如ICL7600，LT1054等等。哦差點(diǎn)忘了MC34063了這個(gè)芯片使用的最多了，關(guān)于34063的負(fù)壓產(chǎn)生電路我這里不說了在datasheet中有的。下面請(qǐng)看我們?cè)趩纹瑱C(jī)電子電路中常用的兩種負(fù)壓產(chǎn)生電路。

首先要明白電壓和電勢是兩個(gè)不同的概念。事物上每一點(diǎn)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)電勢，表明它能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，只是能夠，但不一定真要驅(qū)動(dòng)。電壓就是指某兩點(diǎn)之間電勢的差。也就是存在參考點(diǎn)的問題，參考點(diǎn)不同，電壓是不同的。一個(gè)負(fù)電壓是選了一個(gè)比它本身高的電勢的緣故。

負(fù)電壓產(chǎn)生電路圖

三種負(fù)電壓電源設(shè)計(jì)

一、工頻變壓器輸出正負(fù)電壓

圖1工頻變壓器正負(fù)輸出電源

各位看到圖1的電路是否有很強(qiáng)的親切感，是否能想起大學(xué)時(shí)接觸電子設(shè)計(jì)時(shí)的情景？此經(jīng)典電路優(yōu)點(diǎn)比較明顯，電路結(jié)構(gòu)簡單、極低干擾噪聲、穩(wěn)定性好;同時(shí)此電路也有缺點(diǎn)，輸入交流電范圍窄（一般是220VAC±5%），體積重量大;雖然此電路缺點(diǎn)明顯目前還有一些應(yīng)用采用此方案設(shè)計(jì)。此方案主要是利用變壓器產(chǎn)生負(fù)電壓在通過線性穩(wěn)壓器7905進(jìn)行穩(wěn)壓。

二、電源模塊輸出負(fù)電壓

由于電子元件制造工藝技術(shù)越來越好，能量損耗越來越低，這樣一來越來越有利于電源的模塊化發(fā)展。而且在設(shè)計(jì)上也能做到小型化，輕型化設(shè)計(jì)。

1、非隔離負(fù)壓輸出負(fù)電壓

圖2非隔離穩(wěn)壓輸出模塊

圖3非隔離模塊的正輸出與負(fù)輸出接法

如圖3所示，此電源模塊應(yīng)用與常用的LM7805類似，而且不需要安裝散熱片。如上圖，我們需要正負(fù)電壓給運(yùn)放等供電時(shí)，只需要兩個(gè)ZY78xxS-500電源即可實(shí)現(xiàn)。

2、隔離電源模塊輸出正負(fù)電壓

圖4隔離電源模塊正負(fù)雙路輸出

圖5E_URADD-6W電源典型應(yīng)用

在電力、工業(yè)、通訊等對(duì)抗干擾性能要求較高的場合，一般需要對(duì)電源進(jìn)行隔離處理來隔離從總電源端的干擾。此種應(yīng)用時(shí)如果需要用到負(fù)電壓，可以直接采用隔離電源模塊直接輸出正負(fù)電壓給系統(tǒng)供電。

三、Buck-Boost拓?fù)湓O(shè)計(jì)輸出負(fù)電壓

除了采用隔離模塊方案，我們還可以選擇芯片自己設(shè)計(jì)負(fù)壓電路，此處我們介紹一下較容易設(shè)計(jì)的非隔離負(fù)壓輸出Buck-Boost電路。如圖6此電路只需要主控芯片、電感、電容等芯片，目前MPS的DC-DC電源芯片都支持Buck-Boost的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)不同輸出電流選擇合適型號(hào)。

圖6Buck-Boost拓?fù)湓?/strong>