【信号调理】ADC保护电路/ADC缓冲器

为什么要ADC保护？

单片机IO口配置为读取模式时，其读取的电压值一般在0~3v3（stm32为例，其他单片机具体见手册）。如果超过上限电压3v3较多，可能会烧坏单片机IO口，甚至导致整个单片机都损坏。这种“超压”的情况在单片机做“ADC采样电压”时尤其可能发生。
所以，在信号输入单片机进行ADC之前，必须经过调理。这就需要我们的硬件支持了：ADC缓冲保护电路。

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如何进行ADC保护？

①首先先考虑最简单的思路：电阻分压。
假设现在输入信号Vpp电压是10V，已经远远超出单片机IO口的承受范围。因此，我们只需要在单片机IO口前加分压电阻，就可以降至3v3以下。

这样做看似正确，实则不然。因为查阅单片机的手册可以知道，开启ADC功能后，（芯片内部）单片机的IO口有下拉电阻约40k~60k欧，因此我们用来分压的电阻不经意间也参与了与单片机内部下拉电阻的并联。这样往往会导致分压不足，电压还是超过3v3，保护无效。

②解决问题的方法：在分压电阻和单片机之间加一级“射极跟随器”，起到“隔离”效果。

③不要忽略一个问题，单片机不能采负电压。因此前一级必须先经历电平搬移。

**最终策略：**分压在前级完成，保护电路内部负责“电平抬升+衰减（缩小波形）”。

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电路图和PCB

使用OPA2354集成双运放搭建射随。

【参考文章：STM32 ADC缓冲运放电路以及编程实现】
【参考视频：保护单片机IO的电路，IO作ADC输入要加电压跟随的场景】