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ZHCAFO1 August 2025 MSPM0G3507

7.1 应用代码 – 级联信号计算

此子系统功能的一个关键部分是计算完全级联的信号输出，表示为 G1 × G2 × V_in。这一功能由 cascade_input_voltage() 函数完成，该函数通过考虑两个运算放大器级及 DAC 施加的偏置电压，重构完整放大后的输入信号。

图 7-2 Cascade_Input_Voltage() 代码

该计算背后的数学模型为：

方程式 1.

(G 1 \times G 2 \times V_{i n} 1) = V_{o u t} 2 + ((1 + G 1) \times G 2 \times V_{d a c} 1) \times 2^{4} - ((1 + G 2) \times V_{d a c} 2 \times 2^{4}

由以下组合推导而来

方程式 2.

V_{o u t} 1 = - G 1 \times V_{i n} 1 + (1 + G 1) \times V_{d a c} 1

方程式 3.

V_{o u t} 2 = - G 2 \times V_{o u t} 1 + (1 + G 2) \times V_{d a c} 2

其中：

G1 和 G2 分别是第一级和第二级运算放大器的增益。
Vout1 和 Vout2 分别是第一级和第二级放大器（OPA0 和 OPA1）的输出。
Vdac1 和 Vdac2 分别是通过 DAC8_0 和 DAC8_1 施加到 OPA0 和 OPA1 的偏置电压。

该公式补偿每一级 DAC 引起的偏移影响，并重构真实输入信号，仿佛未施加任何偏置一样。代码中使用的左移 (<< 4) 操作，以在缩放回 12 位环境时补偿 8 位 DAC 的分辨率限制，每个 DAC 值必须乘以 16（例如，2⁴）才能与完整的 ADC 范围保持一致。然后，该重构的信号通过 UART 传输，从而为主机系统提供原始输入电压的直流补偿表示，并由所配置的系统增益进行调整比例