[Arduino] ADC测量交流电*

ADC（Analog to Digital Converter）是模拟转数字采样器。Arduino的ADC口只能测量直流电，即0.0v ~ REFv(REF ≥ 0.0)，但有时我们需要测量-REFv ~ +REFv的交流电，如音频信号，那就变得尴尬了~=￣ω￣=

让交流音频信号可被Arduino测量：

在Arduino中对畸变的信号还原：

如下图所示：

共射极放大电路可以为信号添加一个固定的直流偏置电压，使信号完全偏移到正电压上，另外它也可以放大信号的电压，满足Arduino ADC接口的测量标准。

上面的电路为固定偏置共射极放大电路。我们计算的共射极放大电路中使用到的三极管是NPN型三极管，它有三个极：

三极管有两种半导体类型：

三极管的放大倍数：

我们一般计算一个放大电路的参数，会把里面的电流都控制到一个静态的点上去计算，这样可以避开复杂的电流变化带来的计算上的麻烦。而我们输入端有个阻隔直流的电容C，所以信号静止不变时，能够输入放大电路的电压就为0v了，这就引入了静态工作点的参数估算，习惯上也把它称作Q点。

因为输入放大电路的电压为0v，所以这个时候在三极管基极 b (阀门端)上输入的电压就只有电阻R b 上的电压V b 了，此时我们就知道了流入三极管基极 b (阀门端)的电流I b

进而由三极管VT放大后输出的电流I c 为

所以三极管VT输出的电压V ce 为

一般情况下，V cc 和VT的放大倍数β都已经事先确定，所以接下来要确认的是分压电阻R c 和偏置电阻R b 。

电源电流通过偏置电阻R b 流入三极管VT基极 b (阀门端)的电流是 I b = Vcc / R b ，在三极管VT的集电极 c 和发射极 e 之间就会产生一个 β * I b *倍的电流，经过电阻R e 的转换，在电阻R e 两端就会得到一个电压V e ，这就是偏置电压。

偏置电压负责处于正负半周上的信号提高到正半周，使信号在任何时候都不会有电压为负的情况出现。

所以我们调整偏置电阻R b 的目的也就明了了，我们要调整一个足够的偏置电压，使得信号在任何时候都不会有负电压，但也不能调整得太大，使信号的最高电压超过三极管VT的放大极限，出现 饱和 的情况（因为饱和部分其实会被“削顶”，而不是像下面的示意图一样好好活着~）

因为三极管VT的放大系数β会随着温度的升高而升高，即通过集电极 c 与发射极 e 之间的电流I ce 会增加，从而流向基极 b 的电流I b 会减少，这就造成偏置电压降低。

这会让偏置并放大后的音频信号上下浮动，而且可能造成"削顶"失真。

要解决这个问题，我们需要改良放大电路，为分压式偏置共射极放大电路，如下图。

我们添加了电阻R b2 和电阻R e 来平衡偏置电压。

偏置电阻R b1 和R b2 把电源电压V cc 按电阻比例稳定的分为两部分，输入三极管VT基极 b (阀门端)的电压V b 也由偏置电阻R b1 和R b2 的分压值决定，所以V b 是稳定的。

此时，如果三极管VT温度上升，通过集电极 c 与发射极 e 之间的电流I ce 会增加，那么电阻R e 的电压V e 也会上升，三极管VT的基极 b 和发射极 e 之间的压降就下降了，所以流入三极管基极 b 的电流I b 也降低了，从而降低了偏置电压，使偏置电压处于稳定状态。

三极管VT的基极 b 的电压V b 为

三极管VT的发射极 b 的电流I e 为

三极管VT的集电极 c 与发射极 e 之间压降V ce 为

[未完，但要不要待续咧~←_←]

运放输入阻抗高，输出阻抗低，放大倍数高，做ADC的信号匹配再合适不过了~

如果使用运放来适配ADC采集交流电信号，做到如下两级就通常就足够了:

加法器 → 反向放大器

有以下疑问：

1. SoftPWMSet 这是什么鬼？ arduino的pwm输出，可以直接使用analogwrite函数。若是你自己写的，；源文件丢出来给人看看是啥。

2. 还有"pins_arduino.h"也是，如果是自己写的，都把它贴出来。

3. arduino的中断，不是这样用的。直接使用<avr/interrupt.h>，会造成冲突.

4. 对你这个程序，你遇到的困难是？想跟网友求助那个问题？看了10多分钟，还是一头雾水。你这个我大概看了下，目测你的程序是这样的：3,5,10,9，这四个引脚来控制两个直流电机，直接扩流来驱动电机，引脚8接的是一个LeD，用于显示状态，还有个11引脚，从注释的字面上理解，应该是超声波的相关引脚，但是一个引脚，超声波，我愚钝，看不出来的是干嘛。

看了10多分钟，还没搞懂你想要干嘛，根据超声波测得的距离，来控制小车前进后退？还是前进过程中，超声波检测到障碍来做避障？

根据前面的分析，你这段代码，肯定是不通过编译的，错误提示呢？

你要网友帮你修正程序，但是又不知道你的需求，怎么改？

总之，分给我吧~~~

//任务：通过按钮控制电机启停和正反转，通过电位计调节电机转速。

int K1=5 //把K1(正转)按钮连在数字端口5

int K2=6 //把K2(反转)按钮连在数字端口6

int K3=7 //把K3(停止)按钮连在数字端口7

int potpin = 3// 把电位计连在模拟端口3

int A=2 //数字端口2、3控制电机启停和转向

int B=3

int PWMpin = 9// 数字端口9输出PWM信号，控制电机转速

//初始化

void setup()

{

pinMode(K1,INPUT)//把数字端口5、6、7设置输入模式

pinMode(K2,INPUT)

pinMode(K2,INPUT)

pinMode(A,OUTPUT)//把数字端口2、3设置输入模式

pinMode(B,OUTPUT)

}

//主程序

void loop()

{

//如果按下K1(正转)按钮

if(digitalRead(K1)==LOW)

{

//电机正转

digitalWrite(A,HIGH)

digitalWrite(B,LOW)

}

//如果按下K2(反转)按钮

if(digitalRead(K2)==LOW)

{

//电机反转

digitalWrite(A,LOW)

digitalWrite(B,HIGH)

}

//如果按下K3(停止)按钮

if(digitalRead(K3)==LOW)

{

//电机停止

digitalWrite(A,LOW)

digitalWrite(B,LOW)

}

int sensorValue = analogRead(potpin)//读取电位计采样值

sensorValue = sensorValue/4// 采样值 0-1024 转换为 0-255

analogWrite(PWMpin, sensorValue)//把处理后的转换值以PWM信号形式输出

delay(20)//延时

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