【模拟输入模块电路分析】

1 模拟输入模块

模拟输入用于解决PLC、运动控制器模拟输入，比如电流检测、电压检测、温度检测等等。本电路支持-10V-10V的模拟输入，输出0-3.3V的模拟电压，可直接输入到CPU的模拟脚，本电路传递函数为Vo=1.5+(Vin+ - Vin-)/7.5，输入电压0时，输出电压为1.5V，当输入电压为10V时，Vo=2.83V，当输入电压为-10V时，Vo=0.16V输出。

2 模拟输入模块原理图

当干扰比较大是，C1627，C1628，C624,C331四个电容可构成二级滤波电路。对电路的设计会有明显的改善，由于是查分输入， layout时，需要考虑输入差分走线设计。

3 优选器件

4 电路计算

4.1 传递函数计算

（1）：设定运放U39的输入U+=U-=U；
（2）：(1.5-U)R309=(U-Vin+)/R310得到U=(1.515+2Vin+)/17；
（3）：(Vo-U)/R308=(U-Vin-)/R311得到U=(15Vo+2Vin-)/17；
（4）：进而得到(1.515+2Vin+)/17=(15Vo+2*Vin-)/17；
（5）：Vo=1.5+(Vin+ - Vin-)/7.5；

4.2 延迟计算

（1）：按照运放的DATASHEET，在18V的压摆率情况下，建立时间ts=0.9us左右；
（2）：按照电路设计，对于电路的输入延迟时间常数为Tin=(R310+R311)C259=4K220Pf=0.44us； 输出的时间常数为Tout=RC=R312*C262=0.1us；
总共时间=0.9+0.44+0.1=1.44<2us;

4.3 电压基准电路设计

由于采样中都包含负压输入，所以在实际电路设计中，需要对采样零点进行调整。基于DSP的AD限值以及MD001电路采样量程考虑，设定DSP的最大单边模拟信号量程为1.5V；
基于精度考虑，采用专门的3V基准芯片进行调整；

基准源输出3V，采用1%电阻分压的方式； 同时利用运放跟随电路，减小输出阻抗。
LM358/LM324在速度要求不高，可以选用，大陆货，价格在0.5￥；
LM2904与LM358类似，但温度特性不一样，LM2904最大可以工作到105℃，而LM358工作在75℃左右。
运放输入端为电压型的，因此可以用串联型，若是电流型，则可以用并联型的；