在雷電波形監(jiān)測(cè)產(chǎn)品中，如果需要監(jiān)測(cè)的范圍比較大，比如±500A~±200KA，為了保證采樣精度，通常要分為高低端進(jìn)行采樣，比如500A~10KA為低端，10KA~200KA為高端，由于有負(fù)信號(hào)，還需要把負(fù)電平進(jìn)行一個(gè)抬升，如下圖所示：

我們將上圖的框圖用電路圖實(shí)現(xiàn)，如下圖所示：

圖中U1為有源積分電路，U2，U4為放大電路，U3，U5為電平抬升電路。因?yàn)?a href="http://qiaming.cn/tags/adc/" target="_blank">ADC是不能采樣負(fù)電平，所以一定要保證V1、V2為正信號(hào)。雖然前端已經(jīng)把電平進(jìn)行抬升了，但仍然不能保證V1為正信號(hào)。為什么?因?yàn)槿绻盘?hào)在低端滿量程后繼續(xù)增大，那么即使抬升1.65V依然還有負(fù)電平。如下圖所示：

灰色的信號(hào)是原始信號(hào)，有正負(fù)極性，放大40倍，并抬升1.65V，上面已經(jīng)削頂了，下面依然有部分是負(fù)信號(hào)。此時(shí)，信號(hào)依然在正常測(cè)量范圍內(nèi)。

當(dāng)然，此時(shí)我們不會(huì)用低端的采樣值，我們會(huì)用直接看高端的采樣值，但是低端的負(fù)電平進(jìn)入ADC后，會(huì)導(dǎo)致MCU的其他ACD采樣通道都不準(zhǔn)確，至于為什么會(huì)導(dǎo)致這種情況，還不清楚。所以，我們一定要保證所有進(jìn)入ADC通道的信號(hào)都是正電平(即使有負(fù)電平，也不能太大)。

所以，最簡(jiǎn)單的辦法是在進(jìn)入ADC之前加兩個(gè)鉗位二級(jí)管，如下圖所示：

這里的二極管要選擇反向漏電流較小的，且正向?qū)妷篤F也小的。因?yàn)檎Ｇ闆r下，二極管都工作在反向截止?fàn)顟B(tài)，一旦有負(fù)電，在很小的VF下都能導(dǎo)通D1，就能很好的阻止負(fù)信號(hào)進(jìn)入ADC中。通常BAT54S是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，VF在小電流情況下可以做到0.2V的導(dǎo)通電壓，也就是能把信號(hào)能鉗位到-0.2V~3.5V之間。

總結(jié)：

1) 進(jìn)入MCU的ADC信號(hào)不能有負(fù)信號(hào)，如果其中一路有負(fù)信號(hào)，可能會(huì)影響到其他通道的ADC采樣不準(zhǔn);

2) 鉗位ADC信號(hào)可以采用低導(dǎo)通電壓、低漏電流的肖特基二極管;