在STM32U3系列的MCU中有两个OPAMP外设 也就是内置运算放大器，描述见下图

他是一个轨到轨输入，低输入偏置，低失调电流 BGW达到了1.6Mhz，在一些常见的电压电流检测中可以省区一个外挂运放 缩减了BOM成本，同时也节约了PCB面积和功耗 ，本次我们就逐步测试这两颗内置运放

. 总体架构

• 数量 ：STM32U3 内置 2 个 运放，每个都有独立的同相输入、反相输入和输出。
• 灵活路由 ：三端均可连接到外部引脚，允许任意外部电路搭建（如独立运放模式）；内部也可通过寄存器配置成电压跟随器或 同相放大器 。

2. 增益与内部连接（重点）

• 增益范围 ：内部固定为 非反相增益 2 到 16 。结合常规设计，实际可选的档位正是 2、4、8、16 （手册说 “ranging from 2 to 16”）。
• 输入 ：同相输入端可连接到内部 DAC 输出。
• 输出 ：可直接连接到内部 ADC 输入通道。 这几点就是 PGA 模式的硬件基础。

3. 关键电气特性

手册明确列出了这些亮点，对选型很重要：

• 轨到轨输入
• 低输入偏置电流、低输入失调电压
• 增益带宽积 1.6 MHz —— 这个指标决定了小信号下的带宽，比如在 G=16 时带宽约 100 kHz。
• 快速唤醒时间 —— 适合间歇工作，进一步省电。

4. 三种功耗模式

与早期一些系列不同，U3 的 OPAMP 明确有 三种功能模式 ：

• Normal mode（正常模式） ：标准性能，默认模式。
• Low-power mode（低功耗模式） ：通过 OPALPM 位置 1 进入，性能降低但功耗大幅下降。
• High-speed mode（高速模式） ：可以获得更高的 压摆率 ，用于需要更快响应的场景。

关于以上参数

我们可以查阅

[STM32U3 series Arm<Sup>®</Sup>-based 32-bit MCUs - Reference manual](https://www.st.com/resource/en/reference_manual/rm0487-stm32u3-series-armbased-32bit-mcus-stmicroelectronics.pdf)

如图展示了集中不同工作模式

总结就是有三种模式可选

1. 独立模式 外部增益可选
2. 电压跟随模式
3. PGA放大器模式

以上三种模式都可以通过程序来配置 通过内部MUX来切换功能

本次测试我们使用电压跟随器模式来配置

按照手册描述 在电压跟随器模式中

输入负端直接通过mux切换到输出端 运放正相输入通过MUX连接到外部输IO，这个时候我们只需要对外部IO注入一个正弦信号，测量输出端 即可得到实际GBW

代码实现上要注意 一定要选择HIGHSPEED模式 否则输出速度会大大下降

代码也很简单 首先进行校准 然后直接开启即可

下面就直接展示正弦注入结果与信号实际输出差异，

根据 -3 dB 带宽的定义，我们注入一个 1 V 的正弦信号，改变频率并测量输出幅度。当输出幅度下降到通带内基准幅度的 0.707 倍时，该频率即为放大器的实际带宽。

1khz

10Khz

100Khz

1Mhz

1.6Mhz

注意此时已经达到手册中标称的1.6Mhz的GBW 但是目前信号质量是十分好 说明ST手册中并不存在虚标情况 我们继续往下测试

当信号频率加载到2.5Mhz时 信号幅度下降到原来的0.707倍，信号的输入与输出延时大概是80ns

由此可见 这颗内置运放的性能是足够我们日常小应用使用了

后续我们继续测试内部PGA