电压输出型传感器通常输出0-5V或0-10V的电压范围。如果出于成本考虑,我们不选择使用外部ADC转换芯片,而是对MCU芯片内的ADC模块进行采样,但由于STM32的ADC采集电压范围为0-3.3V,在这种情况下,我们需要如下图所示的采样电路。

如图所示,R1 和 R2 构成一个电阻分压电路,将 0 至 5V 的输入电压转换为约 0 至 3V 的电压范围。后续的轨到轨运算放大器电压跟随器起到阻抗匹配的作用,将传感器与 ADC 采样模块隔离,并降低信号衰减。为防止过压和负压损坏后续的 ADC 模块电路,分别在电源和地线上增加了钳位保护二极管,确保 ADC 模块的输入电压始终在 -0.7V 至 3.3V + 0.7V 的范围内。同时,为了抑制高频噪声的影响,需要在 ADC 采样前增加一个 RC 低通滤波器。低通滤波器的截止频率应根据信号的带宽选择。例如,如果信号带宽为 100Hz,则截止频率可以设置为 100Hz 或略高一些,例如 1kHz。如果 R2 为 1.5K,C1 为 100nF,则截止频率 fc 近似等于 1KHz。