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标题: test [打印本页]

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作者: 西安测试19    时间: 2021-9-27 16:10
标题: test
运放的基本分析方法：虚断，虚短。对于不熟悉的运放应用电路，就使用该基本分析方法。
0 X( {7 {2 h! j$ F( v
- q/ j$ B, C" w* s( W运放是用途广泛的器件，接入适当的反馈网络，可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器、振荡器及电压比较器。

' ~* F! @4 l# ]
" M* ^' \; u4 Y" z4 F4 o( Y: a) F1、运放在有源滤波中的应用
: u8 f) |1 R) Z0 }) a# [上图是典型的有源滤波电路（赛伦-凯 电路，是巴特沃兹电路的一种）。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减，而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
8 {& U2 z7 D9 }9 l# W9 Z- F" j
该电路的设计要点是：在满足合适的截止频率的条件下，尽可能将R233和R230的阻值选一致，C50和C201的容量大小选取一致（两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路），这样就可以在满足滤波性能的情况下，将器件的种类归一化。其中电阻R280是防止输入悬空，会导致运放输出异常。
3 h- L' P; L* k) h
滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为
/ D) q* U) m: [- o2 S巴特沃兹，单调下降，曲线平坦最平滑；

: @( P- f5 B  ?/ ]  W巴特沃兹低通滤波中 用的最多的是 赛伦凯乐电路，即仿真的该电路。

一个滤波器，要知道其截至频率是多少，或者能写出传递函数和频率响应也可以。

如果该滤波器还有放大功能，要知道该滤波器的增益是多少。
3 K8 i% \/ r  D; D+ n7 c当两级RC电路的电阻、电容值相等时，叫赛伦凯电路，在二阶有源电路中引入一个负反馈，目的是使输出电压在高频率段迅速下降。
0 L7 A6 m9 L/ w2 C0 s. g
6 m& \7 g4 R8 @9 J% n2 G; h% y二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf/R1 ，与一阶低通滤波电路相同；
& k4 F, y  n/ ?2 l- e$ {

+ {: c; i7 N- Q; Y
- C/ }" g: h8 M4 C9 ]% B  o截止频率为
, a( u2 a' M* q2 n* x$ S7 @6 @7 |
1 S; g" [( j) s1 X4 w! c注明，m的单位为 欧姆， N 的单位为 u
所以计算得出 截止频率为

切比雪夫 ，迅速衰减，但通带中有纹波；
+ a9 n( S' y1 ]* ~* o2 b
8 V1 D' g2 G7 n$ ^- ~$ |9 ~贝塞尔（椭圆），相移与频率成正比，群延时基本是恒定。
7 [. \1 f6 @+ b5 V; P0 G( W0 f
' N" d2 B8 f6 Q/ k5 m4 M0 w
2、运放在电压比较器中的应用
上图是典型信号转换电路，将输入的交流信号，通过比较器LM393，将其转化为同频率的方波信号（存在反相，让软件处理一下就可以），该电路在交流信号测频中广泛使用。
) z% |- d; a  T
: S3 H2 l1 s$ G! j* u该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。

将输出进行（1+R292/R273）倍的放大，放大倍数越高，方波的上升边缘越陡峭。

2 m5 H0 i6 P* G3 k7 D8 s1 P6 Q该电路中还有一个关键器件的阻值要注意，那就是R275，R275决定了方波的上升速度。
( f* j6 ~# }7 b9 k+ g
& j! _& N" U% u0 ]3 A' Q
3、恒流源电路的设计
0 |9 R# i% V; J& c" w. u) y  a) y  j如图所示，恒流原理分析过程如下：
, v1 v: l! Y. `, q% Y# d- P- Q8 n
) G  z) q6 E, [" ~4 {, J% z- A' ~
5 u; |. c3 V! o* K" `( @) nU5B（上图中下边的运放）为电压跟随器，故V1=V4;

- G6 t' X! L8 v7 `# \5 V由运算放大器的虚短原理，对于运放U4A（上图中上边的运放）有：V3=V5；
, J. W  y7 ]' `( z有以上等式组合运算得：
8 J1 n1 ~% ^, b/ @% e5 M( {
当参考电压Vref固定为1.8V时，电阻R30为3.6,电流恒定输出0.5mA。
. L4 p* w: J& g
$ t, F& Q) y; _0 S" V该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源，其基本思路就是：所有的电阻都需要采用高精度电阻，且阻值一致，用输入的参考电压（用专门的参考电压芯片）比上阻值，就是获得的输出电流。
* J8 u* O) N, E5 x- w. ~. j
- y1 r5 R  O& |2 r) m但在实际使用中，为了保护恒流源电路，一般会在输出端串一只二极管和一只电阻，这样做的好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路，导致恒流源电路的损坏，二是可以防止外界负载短路时，不至于对恒流源电路造成损坏。
0 ~! ~7 s1 t& J. F5 a$ V3 d


( W- a% ?  {' P- d5 M; I& ?4、整流电路中的应用
上述电路是一个整流电路，将输入的一定频率的脉冲整流成固定的电平电压，再用此电压控制4-20mA电流的输出电流。该电路功能类似一些DAC功能的接口。



0 U# j: m- E+ W9 x& G% p8 L+ g5、热电阻测量电路
  B, p% m9 q( }  h! o
上图的电路是典型的热电阻/电偶的测量电路，其测量思路为：将1-10mA的恒流源加于负载，将会在负载上产生一定的电压，将该电压进行有源滤波处理，处理后在进行信号的调整（信号放大或衰减），最后将信号送入ADC接口。


该电路应用时，要注意在输入端施加保护，可以并TVS，但要注意节电容对测量精度的影响，当然，如果在一些低成本场合，上述电路图可简化为下电路
' _# Q5 r7 V/ j+ B' B

3 E; T+ h# L, g% C. I0 k1 P0 u6、电压跟随器
0 e) R: W- J% o% Q- c3 }0 F在运放的使用中，电压跟随器是一种常见的应用，该电路的好处是：一是减小负载对信号源的影响；二是提高信号带负载的能力。
0 q; w1 p! f' j' O  g; k4 {
上图是运用运放实现了电阻分压的功能，首先用电阻获得需要输出的电压，然后用运放对该电压进行跟随，提高其输出能力。


7、单电源的应用
8 m  ?# d5 ^, X7 |# N. w
" R& Y3 x- R2 ^- z* m# [9 _
在运放的实际使用，我们一般为了保持运放的频率特性，一般都采用双电源供电，但有的时候在实际使用，我们只有单电源的情况，也能实现运放的正常工作。
3 `5 d1 g' g$ F& J. z: S
: s* E+ L/ b7 i, i. I4 ?首先我们运用运放跟随电路，实现一个VCC/2的分压:
& e; N& }9 T# U4 z6 q
' O6 z$ o7 x8 `/ a当然，如果在要求不是很高的场合，我们可以直接电阻分压，获得+VCC/2，但由于电阻分压的特性所在，其动态的响应速度会非常慢，请谨慎使用。

5 t0 ?! Q" g/ q获得+VCC/2后，我们可以用单电源实现信号放大功能，如下图：

; Z. s# m% E& @$ w该电路中 R66=R67//R68， 信号的输出增益G=-R67/R68 。

6 o3 a& G( P0 i3 b( I& r具体应用如下图：运放为单+5V_AD供电，AD芯片的电压是3.3V（基准电压芯片REF3033得到），该3.3V再电阻分压和经过运放跟随后得到1.65V，给到运放的同相输入端
3 D' o4 v' c; X1 u' h3 t# o! z% a附：运放的应用要点
! N/ Z# x9 n. h& f+ _0 v5 w来源：网络

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作者: 西安测试3    时间: 2021-10-15 18:16
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作者: 西安测试3    时间: 2021-10-15 18:35
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