在雷電波形監(jiān)測產(chǎn)品中，如果需要監(jiān)測的范圍比較大，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，還需要把負(fù)電平進(jìn)行一個抬升，如下圖所示：

我們將上圖的框圖用電路圖實現(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。因為ADC是不能采樣負(fù)電平，所以一定要保證V1、V2為正信號。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。為什么?因為如果信號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：

灰色的信號是原始信號，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。此時，信號依然在正常測量范圍內(nèi)。

當(dāng)然，此時我們不會用低端的采樣值，我們會用直接看高端的采樣值，但是低端的負(fù)電平進(jìn)入ADC后，會導(dǎo)致MCU的其他ACD采樣通道都不準(zhǔn)確，至于為什么會導(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通道的信號都是正電平(即使有負(fù)電平，也不能太大)。

所以，最簡單的辦法是在進(jìn)入ADC之前加兩個鉗位二級管，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。因為正常情況下，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)信號進(jìn)入ADC中。通常BAT54S是一個不錯的選擇，VF在小電流情況下可以做到0.2V的導(dǎo)通電壓，也就是能把信號能鉗位到-0.2V~3.5V之間。

總結(jié)：

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

2) 鉗位ADC信號可以采用低導(dǎo)通電壓、低漏電流的肖特基二極管;