最近在開(kāi)發(fā)一款產(chǎn)品的過(guò)程中用到了STM32G4系列的產(chǎn)品STM32G491,了解到該產(chǎn)品的一些優(yōu)勢(shì),不僅其數(shù)字處理能力強(qiáng)大,更重要的是集成了豐富的模擬外設(shè)電路 - 多路模擬開(kāi)關(guān)/比較器/運(yùn)算放大器、ADC、DAC、溫度傳感器等,而且運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)和增益都可以編程,非常靈活,能夠滿(mǎn)足大多數(shù)場(chǎng)景的應(yīng)用,比如電機(jī)控制、工業(yè)設(shè)備、儀器儀表、數(shù)字電源等產(chǎn)品。
順便講一下,這顆芯片用在電賽中會(huì)非常合適 - 功能強(qiáng)大、產(chǎn)品指標(biāo)較高,使用便捷。
雖然單顆器件的價(jià)格會(huì)高一些,但高集成度節(jié)省了板卡的面積,降低了BOM的整體成本,當(dāng)然更重要的是其靈活性。
這顆器件的數(shù)字信號(hào)處理能力也非常強(qiáng),比如帶有FPU功能的Cortex M4內(nèi)核能夠運(yùn)行到高達(dá)170MHz的時(shí)鐘速度,并支持:
數(shù)學(xué)運(yùn)算加速,比如Cordic - 非常適用于FOC電機(jī)控制
濾波數(shù)學(xué)加速(FMAC)- 數(shù)字電源、Sigma Delta調(diào)制、噪聲成型,有FIR濾波器和IIR濾波器
以下是一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用,充分利用了數(shù)字信號(hào)處理和模擬信號(hào)處理的混合能力,在一顆芯片中搞定所有的功能:
這個(gè)芯片的定位就是電機(jī)控制、數(shù)字電源等,有不同的系列,在我們的產(chǎn)品中出于性?xún)r(jià)比的考慮,選用了STM32G491系列。
其內(nèi)部有3個(gè)12位/4Msps的ADC、4路12位,最高轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到15Msps的DAC(搭配能夠產(chǎn)生各種信號(hào)的算法,做信號(hào)發(fā)生器非常方便)、還有4個(gè)可以靈活編程的運(yùn)算放大器。
STM32G4系列內(nèi)部運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)如下:
可以通過(guò)寄存器的配置來(lái)設(shè)置內(nèi)部的連接關(guān)系和放大器的增益
它的主要技術(shù)指標(biāo):
輸入電壓偏移:大約位+/-3mV(通過(guò)內(nèi)部的校準(zhǔn)以后能夠達(dá)到的精度)
模擬帶寬:大約13MHz
壓擺率:正常模式大約為6.5 V/μs, 高速模式大約為45 V/μs.
輸出飽和電壓:低于100mV(軌到軌)
增益:
正:+1, +2, +4, +8, +16, +32, +64
負(fù):-1, -3, -7, -15, -31, -63
開(kāi)環(huán)增益:-95dB
喚醒時(shí)間:3 μs
配置為反相放大器:
反相放大器再并聯(lián)反饋電阻
配置為同相放大器
同相放大器并聯(lián)反饋電阻/電容
反相放大器的輸入端通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換輸入的信號(hào)源
在同相放大器的輸入端通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換輸入源
放大器的輸出端也可以通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換,可以將信號(hào)輸出到外面的管腳,也可以直接連接到內(nèi)部ADC的輸入端。
可以在芯片外部添加直流偏移:
同相放大器添加外部濾波器:
添加外部直流偏移 + 濾波器:
下面是幾個(gè)應(yīng)用示例:
2. 用于驅(qū)動(dòng)ADC的跟隨器
3 同相放大配置中的內(nèi)部增益可編程調(diào)節(jié):
4 用于ADC輸入端的抗混疊濾波器(AAF)的作用對(duì)比示意:
5. 采用了外部電容的可編程增益配置
6. 雙電機(jī)控制應(yīng)用中的STM32G4內(nèi)部配置:
電機(jī)驅(qū)動(dòng)的外部電路連接:
今天文章中的截圖來(lái)自ST官網(wǎng)上的一篇應(yīng)用指南,內(nèi)容有43頁(yè),有興趣的同學(xué)可以搜一下來(lái)細(xì)致閱讀,該文章的名字為:
AN5306: Operational Amplifier (OPAMP) usage in STM32G4 Series
希望對(duì)大家有幫助。
更希望備戰(zhàn)電賽的同學(xué)們有幫助!
編輯:jq
-
放大器
+關(guān)注
關(guān)注
143文章
13507瀏覽量
212716 -
濾波器
+關(guān)注
關(guān)注
159文章
7670瀏覽量
177220 -
寄存器
+關(guān)注
關(guān)注
31文章
5273瀏覽量
119660 -
adc
+關(guān)注
關(guān)注
97文章
6347瀏覽量
543387 -
BOM
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
247瀏覽量
40092
原文標(biāo)題:STM32G4系列控制器中運(yùn)算放大器的使用
文章出處:【微信號(hào):xiaojiaoyafpga,微信公眾號(hào):電子森林】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論