跟着电子设备变得愈加具有自我意识，针对电压缩放的需求也在添加。我不是在议论人工智能，如“2001：太空奥德赛”中的Hal。我指的是具有更多自检的电子设备，这需求读取各种规模的许多电压。
缩放输入电压并非总像第一次那么简略（或杂乱）。在本文中，我将介绍如安在最近的需将+/- 10 V信号缩小到0到2.5 V规模信号链规划中处理这个应战，以匹配一切其他信号到模数转化器（ADC）。达到此方针的传递函数呈线性：VOUT = VIN / 8 + 1.25V。
处理方案1：
我的第一个主意是运用同相运算放大器（运放）电路。进行一些快速算术后，我确认了电路，如图1所示，需求1.43V偏置电源，且反应/接地电阻比为-7/8。
图1：处理方案1模仿很好，但不或许完成
同相放大器增益公式为（1 + RF / RG）。若增益为+1/8，则电阻比为负。我不能购买一个-7k电阻，因而这是个大问题。我的运放的输入共模规模需低至-10V；这也是一个问题，由于我没有可用的负极电源。明显，在这种情况下，非反相运算放大器电路是不兼容的，但当所需的电压增益大于1时，它的确会作业。
处理方案2：
图2所示的五电阻运算放大器电路是差分放大器，其反相输入接地，同相输入端接1.25V。增益设置为1/8。输入共模规模为0V至2.22V，因而可运用单电源运放。
图2：处理方案2有用，可是有没有更好的处理方案？
处理方案3：
我不需求运算放大器来衰减信号。我可运用三个电阻 – A，B和C – 和电压源V履行所需的缩放使命。参见图3。
图3：这个简略的处理方案只运用三个电阻和现有电源
在我所举示例中，增益为1/8，偏移为1.25V。我将运用字母G和Z来标明增益和偏移（零输入的输出）；因而，G = 1/8和Z = 1.25V。我的电源电压V为3.3V。
那么，求解电阻器A，B和C的值（或比率）的最好办法是什么？我可运用电阻分压器规矩VOUT = VIN * RI /（RG + RI），运用公式1和2核算G和Z：
|| 符号标明“并行”；例如，x || y是x*y/（x+y） 或 1/（1/x+1/y）。
运用电阻分压器规矩处理这些方程将并不完美，由于很简略犯错。我知道 – 由于我犯差错。
触及运用确认式的更明晰的办法是运用三个方程式以［x1a + x2b + x3c =常数］的方式求解三个未知数。
为让我的日子更便当，我将电阻［A，B，C］变为电导［1 / A，1 / B，1 / C］ = ［a，b，c］。
我运用Kirchhoff的电流规律来创立根据所需电压增益的第一个方程。我设置VIN = 1VAC，使G = VOUT。参见图4。公式3是沟通电流公式：
图4：基尔霍夫方程3的电流原理图
我运用基尔霍夫电流规律来创立根据所需电压偏移的第二个方程。我设置VIN = 0V，VOUT = Z，这是0V输入的输出电压，见图5。因而，等式4是：
图5：基尔霍夫方程4的电流原理图
您需求第三个方程，然后才干求解三个未知数中的三个方程。任何方程式都会有如此行为；例如，将电阻A设置为10k可得出公式5：
现在，您可运用确认式求解一切三个电阻，并一起将求解的电导［a，b，c］转化回电阻［A，B，C］。记住，G是增益，Z是0V输入的输出，V是电源电压。图6所示为运用三个方程的解。
图6：三个方程的解
手动求解确认式也或许导致数学过错，因而让Microsoft Excel或其他数学课程替您处理。我的处理方案是电阻［A，B，C］ = ［10k，2.52k，3.3k］。舍入到最接近的1％，电阻为［10k，2.55k，3.3k］。
若任何电阻值呈现负值，标明处理方案不行构建，请测验更改C电阻的电源（振幅和极性），并验证所需的增益是否小于1。
将处理方案3使用于多路复用通道ADC使用：
图7是我的终接电路，可用来缩放通道1的+ / 10V信号。原理图还包含一个SN74LV4051A 8通道输入多路复用器、TLV341A放大器/缓冲器和一个ADS7040 ADC。
图7：八通道模仿量份额处理方案（显现两个输入）
三电阻处理方案简略精确。但请记住，源信号的输入阻抗和置于输出上的负载阻抗将构成缩放器的一部分，并影响精度。
