交流电压的软件处理

tmp3 = (int16_t)(((uint32_t)ADCBUFx << 4) - (uint32_t)32768);
tmp4 = (int16_t)(((uint32_t)ADCBUFx << 4) - (uint32_t)32768);
tmp5 = (int16_t)(((uint32_t)ADCBUFx << 4) - (uint32_t)32768);

在三相维也纳PFC中，对输入交流电压采样处理的代码如上，上述处理（ (ADCBUFx << 4) - 32768 并转换为 int16_t ），主要是为了将ADC采样值转换为符合控制需求的有符号交流电压信号，具体原因如下：

1. ADC采样的原始特性

- 维也纳PFC的输入交流电压是交变信号（正弦波，正负交替），但多数ADC是单极性采样（只能输出0~满量程的无符号数值），无法直接表示负电压。

- 实际电路中，会通过偏置电路（如叠加直流偏置）将交流电压抬升为单极性信号（例如将±V的交流信号转换为0~2V的直流偏置信号），确保ADC能完整采集正负半周。

2. 代码处理的核心目的

（1）消除直流偏置，恢复有符号特性

- 假设ADC的满量程对应偏置后的最大电压（如0~3.3V），其中中间值（如1.65V）对应交流电压的“0点”。

- 若ADC为12位（输出范围0~4095），则中间值为2048（4095/2≈2048），对应原始交流电压的0V。

- 代码中  32768  是  2048 << 4 （2048×16=32768），即偏置对应的“0点”采样值经左移后的结果。

- 减去32768的作用是消除直流偏置，使结果恢复为以0为中心的有符号值（正半周为正，负半周为负）。

（2）位宽调整与量程匹配

-  ADCBUFx << 4 表示将ADC采样值左移4位（相当于×16）。

- 若ADC是12位（分辨率12bit），左移4位后变为16位，与后续的  int16_t （16位有符号整数）匹配，充分利用16位数据的动态范围。

- 同时，左移操作可放大采样值的量化精度，避免后续计算中的精度损失。

（3）转换为有符号整数（ int16_t ）

- 最终结果转换为16位有符号整数，符合交流电压“正负交替”的特性，便于后续控制算法（如锁相环、电压环调节）直接使用。

3. 与维也纳PFC的适配性

- 维也纳PFC需要精确获取输入电压的相位、幅值和极性，用于正弦波电流跟踪、功率因数校正等控制逻辑。

- 经上述处理后，采样值直接反映交流电压的瞬时值（正负对应电压极性，大小对应幅值），无需额外转换即可参与控制计算。

在三相维也纳PFC的ADC采样处理中，左移位数（3位还是4位）取决于ADC的位数和期望的输出位宽匹配，核心是为了将ADC的采样范围映射到目标有符号整数的量程内。

具体分析左移位数的选择：

假设场景：

- 通常ADC为12位（采样值范围0~4095，即 0x000 ~ 0xFFF ）。

- 目标是转换为16位有符号整数（ int16_t ，范围-32768~32767）。

1. 左移4位的逻辑：

12位ADC的最大值为4095（ 0xFFF ），左移4位后为  0xFFF0 （65520），减去32768后得到范围为  -32768~32752 ，刚好接近 int16_t 的满量程（-32768~32767），能充分利用16位有符号数的动态范围。

2. 若左移3位：

12位ADC最大值左移3位后为  0x7FF8 （32760），减去32768后得到范围为  -32768~-8 ，此时正向范围被严重压缩（只能到-8），无法表示正电压，显然不符合交流电压正负交替的特性。

结论：

左移位数的核心是将ADC的无符号采样范围（如12位）通过移位扩展到16位有符号整数的量程，确保正负半周的电压都能被完整表示。

- 12位ADC对应左移4位（ 12 + 4 = 16 ），刚好匹配16位输出。

- 若左移3位，会导致正向电压无法正确映射，因此不适用。

实际中，左移位数需根据ADC位数（如10位ADC可能左移6位）灵活调整，核心是满足“量程匹配”和“正负对称”。

总结:该代码本质是将单极性ADC采样值转换为有符号交流电压信号：通过左移调整位宽，减去偏置对应的中间值消除直流分量，最终得到符合控制需求的正负交替信号，为维也纳PFC的电压环、相位检测等核心逻辑提供准确的原始数据。