请教，运放差分放大，输入电压对地值能否高于运放供电电压？

小鬼头

岳耳 发表于 2024-2-17 11:37
本质上还是通过电阻分压，把共模电压降下来，是吧？

对。

对于你一楼的电路，正输入端和负输入端对地，分别各接一只同阻值的精密电阻（比如20k欧），就能解决问题（把共模电压降为原来的1/6）——我这个建议，是使用AD629的方法，而不是去买AD629。

岳耳

小鬼头 发表于 2024-2-17 11:53
对。

对于你一楼的电路，正输入端和负输入端对地，分别各接一只同阻值的精密电阻（比如20k欧），就能 ...

嗯嗯，多谢，就算是0.1%精度的电阻，现在也很便宜。比直接买IC划算多了。

mov99

对地电阻较小，8路分别直接送入单片机的ADC输入端，可简化电路

MF35_

如果差分信号在电源电压范围，但共模信号超出的情况，可以考虑采用下面这种浮动测量电路

IN+和IN-分别接差分信号的正负端，VCOM接共模电压，比如你的电源是5V，运放是R2R的，那么VCOM取2.5V即可，但这个电路的前提是IN+、IN-和VCOM之间不能共地，必须是浮动测量

MF35_

如果你不需要高输入阻抗，上面的电路可以简化，但仍然需要浮动测量，非浮动时，共模电压范围必定受到电源电压限制，除非你使用专门的高共模电压运放，这种运放允许输入共模电压远远高出电源电压范围，专门用于测量你这种高侧差分信号，但这种运放比较贵

岳耳

MF35_ 发表于 2024-2-18 10:46
如果差分信号在电源电压范围，但共模信号超出的情况，可以考虑采用下面这种浮动测量电路

IN+和IN-分别 ...

多谢，问题就在共地上，因为直接电池组取电，独立供电的话，也非常麻烦，因为整个电路需要维持低功耗。

MF35_

岳耳 发表于 2024-2-18 12:18
多谢，问题就在共地上，因为直接电池组取电，独立供电的话，也非常麻烦，因为整个电路需要维持低功耗。

共地就没办法了，共地可以考虑以下几种方案
1.换成30V电源轨的运放，这样就能直接用被测端来供电，看被测端不到30V，大部分运放可以在这个电压下工作，需要注意输入共模电压必须能够到达正电源轨
2.如果运放必须使用低压的，可以采用浮动供电（即电源轨随输入共模电压而变化），浮动电压可由被测端提供，但浮动电路有最小静态压差，所以输入共模电压到不了最大正电源轨，这是否是个问题要看你的被测端结构
3.如果不能使用被测端供电，可以用高输入共模电压的运放（就是我说的输入共模电压可以高于电源轨的运放）

locky_z

共模电压最高40V，如果你需要分辨0.1V这个级别的电池电压变化，就是400倍了，用1楼的差分电路，即使用0.1%的电阻，出来的精度误差也会较大。


用photoMOS做的飞电容方式ADC,相对来说电路简单，就是photoMOS用的多且贵。


用high-side方式测量，精度较高，但就是要独立供电，

假如接受1mA的耗电，可以直接用电池自身给high-side电路供电，
现有比较多3.3V可工作的的CMOS低功耗运放,高输入阻抗，允许用大阻值电阻，每一路电流估计1mA以内。

岳耳

locky_z 发表于 2024-2-18 12:47
共模电压最高40V，如果你需要分辨0.1V这个级别的电池电压变化，就是400倍了，用1楼的差分电路，即使用0.1% ...

  目前两个思路：1、正考虑您提供的这种结构的电路，现在5V供电cmos低功耗运放有很多，一路几百微安的都有。

                        2、直接电阻分压，用模拟开关或者mos管开关扫描每个串联点电压，AD转换后用减法计算出单节电池电压。

   比较倾向于第二种方法，因为电路简单很多：  

locky_z

岳耳 发表于 2024-2-18 13:21
目前两个思路：1、正考虑您提供的这种结构的电路，现在5V供电cmos低功耗运放有很多，一路几百微安的 ...

这种方式，测B8这端的电压精度也没有提高。
例如ADC允许输入0-2.5V，叠加到B8是40V，那么R9=15*R1，如果ADC是10bit（1024），那么分压后只剩下6bit(64）的精度，也就是分辨B8电压60mV的变化。
即使ADC带PGA放大，也不会有改善。

其次40V的模拟开关也比较少见。用MOS管做的话，和high-side也差不多了。

岳耳

locky_z 发表于 2024-2-18 13:56
这种方式，测B8这端的电压精度也没有提高。
例如ADC允许输入0-2.5V，叠加到B8是40V，那么R9=15*R1，如 ...

是的，之前考虑用差分电路采样，然后用单片机内置的AD转换器转换。

考虑到16位ADC的价格不贵（不到5元），所以最终选择最简单的分压电路，单片机外挂ADC芯片采样。

耐高压的小信号mos管还是很多的，每路2只mos管驱动，虽然元件多但是电路比较有规律，布线上也不难。

locky_z

绝大部分MOS管的Vgs耐压只有20V，做一个high-side的模拟开关，电路会变得复杂很多。

mov99

岳耳 发表于 2024-2-18 13:21
目前两个思路：1、正考虑您提供的这种结构的电路，现在5V供电cmos低功耗运放有很多，一路几百微安的 ...

不做电池配对，只是监测单体电池电压，电阻分压法可用
每组加个下分压电阻(只增加了7个)，这样也就不需要高压模拟开关了
如果电阻分压功耗大，可加大阻值，ADC芯片选高阻抗型的，比如ADS1114/5、ADS1118
还可以TB搜"航模BB响"，支持8串，先试后拆，然后再做

岳耳

locky_z 发表于 2024-2-18 14:37
绝大部分MOS管的Vgs耐压只有20V，做一个high-side的模拟开关，电路会变得复杂很多。

怎么会呢，小信号耐压高的Pmos还是不少的，比如BSS84，几分钱一只，耐压-60V，导通电阻<10Ω，合理设计导通电阻引起的误差< 0.1%，满足要求。

岳耳

mov99 发表于 2024-2-18 14:45
不做电池配对，只是监测单体电池电压，电阻分压法可用
每组加个下分压电阻(只增加了7个)，这样也就不需 ...

好的，我去看看航模BB响。