OPA-CH32x系列芯片OPA使用注意事项
1 OPA运放基本功能说明
1.1 OPA引脚详细说明方式
说明方式1如下所示:
- OPN0、OPP0、OPO为OPA的第0通道
OPN0:OPA_0通道的N端
OPP0:OPA_0通道的P端
OPO:OPA的OUT端
- OPN1、OPP1、OPO为OPA的第1通道
OPN1:OPA_1通道的N端
OPP1:OPA_1通道的P端
OPO:OPA的OUT端
说明方式2如下所示:
- OPA1_CH0N、OPA1_CH0P、OPA1_OUT0为OPA1的第0通道
OPA1_CH0N:OPA1_0通道的N端
OPA1_CH0P:OPA1_0通道的P端
OPA1_OUT0:OPA1_0通道的OUT端
- OPA1_CH1N、OPA1_CH1P、OPA1_OUT1为OPA1的第1通道
OPA1_CH1N:OPA1_1通道的N端
OPA1_CH1P:OPA1_1通道的P端
OPA1_OUT1:OPA1_1通道的OUT端
注:对于某些同时有OPA1第0通道和第1通道的芯片来说,即一组运放
N端可选OPA1N_0和OPA1N_1
P端可选OPA1P_0和OPA1P_1
O端可选OPA1O_0和OPA1O_1
搭配起来一共有8中使用方式可选。
1.2 关于OPA描述的详细解析
例1:关于CH32V003的OPA的相关描述:一组运放、比较器:可连接ADC和TIMx
解析:
- 一组运放表示的是两个通道可用,仅有一个运放,且一个运放也可以作为比较器使用。
- 同一时间只能使用一个通道,即一个OPA只能使用一组通道中的其中一个通道。
- OPA输出引脚可以复用成ADC或TIM的某个通道;即OPA的OUT引脚在内部与ADC和TIM相连接。具体连接通道参考OPA_OUT引脚详细说明
例2:关于CH32V203的OPA的相关描述:2组运放、比较器:连接ADC和TIMx
解析:
- 2组运放表示4个通道可用,仅有2个运放,且2个运放也可以作为比较器使用。
- 同一时间只能使用一个通道,即一个OPA只能使用一组通道中的其中一个通道。
- OPA输出引脚可以复用成ADC或TIM的某个通道;即OPA的OUT引脚在内部与ADC和TIM相连接。具体连接通道参考OPA_OUT引脚详细说明
注:其它类型芯片按上述解析即可
2 OPA_OUT引脚详细说明
- 例1:关于CH32V003的OPA_OUT引脚详细说明
PD4为CH32V003的OPA的OUT引脚;
PD4可以复用为ADC_IN7或TIM1_CH4或TIM2_CH1;
PD4引脚的复用功能中ADC_IN7 和TIM1_CH4和TIM2_CH1在内部与OPA的OUTD端直接连接;具体使用说明如下:
1、当OPA作为运算放大器使用时,可直接使用ADC通道7采样得到OPA的OUT引脚的电压;
2、当OPA作为比较器使用时,直接使能OPA,同时引脚也按OPA配置即可,可直接使用TIM1_CH4通道或TIM2_CH1通道的输入捕获模式,直接捕获OPA的OUT引脚的电平状态
- 例2:关于CH32V203的OPA_OUT引脚详细说明
PA2为CH32V203的OPA2的OUT0引脚;
PA2可以复用为ADC_IN2或TIM2_CH3或TIM5_CH3;
PA2引脚的复用功能中ADC_IN2和TIM2_CH3和TIM5_CH3在内部与OPA2的OUT0
端直接连接;具体使用说明如下:
1、当OPA作为运算放大器使用时,可直接使用ADC通道2采样得到OPA2的OUT0引脚的电压;
2、当OPA作为比较器使用时,直接使能OPA,同时引脚也按OPA配置即可,可直接使用TIM2_CH3通道或TIM5_CH3通道的输入捕获模式,直接捕获OPA2的OUT0引脚的电平状态;
注:上表中的引脚功能描述针对的是所有功能,不涉及具体型号产品。不同型号之间外设资源有差异,查看前需先根据产品型号资源表确认是否有此功能。定时器5只有CH32V203RB系列芯片才有,故CH32V203其它系列芯片PA2引脚无法复用到TIM5_CH3.
3 OPA使用范例
- 内部OPA作运算放大器使用时,原理图示范如下:
![](https://img2023.cnblogs.com/blog/3082813/202301/3082813-20230131161623650-486259431.png)
注:OPA上端需要如上图所示接上反馈电路到OPA的OUT端
原理图放大原理说明:
上图为同相运算放大器
根据运算放大器的“虚断”原理,N端与P端无电流的流入和流出
即:U-=UOUTX(7.5/28+7.5)=0.2112676UOUT
根据运算放大器的“虚短”原理,N端与P端电位相等
即:U+=U-
当P端输入电压I1_shunt=0.35V时,可直接计算出P端电位为0.624648V
即:U-=0.2112676UOUT=U+=0.624648
可以算得:UOUT=2.956V
简明计算说明:
放大倍数=28/7.5=3.733
P端偏置电压=3.3/2=1.65V
当P端输入电压I1_shunt=0.35V时
UOUT=I1_shunt*3.733+1.65=0.35*3.733+1.65=2.956V
- 内部OPA作比较器使用时,原理图示范如下:
原理图说明:P端电压为2.75V
N端输入电压大于P端电压2.75V时,OPA_OUT端呈现低电平
N端输入电压小于P端电压2.75V时,OPA_OUT端呈现高电平