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Get Over It---运放电路分析

助工
2009-09-01 22:26:14     打赏


该电路介绍及相关分析:
    于输入端加入脉冲,将其上升电流积分以送出阶梯状的波形,如图所示。

    图中电路,假定输入端加以波幅Vs的脉冲,经由D1、D2的泵激电路,以Q=Vs*Cp的电荷向Cf充电,就可于输出端获得直线性良好的阶梯波,其每一阶梯高为:
    Vo=(Cp/Cf)*Vs

    由于以A1构成的阶梯波电路,其波形将不断地因脉冲的输入而上升。因此,必须另加一复位开关,以便产生图示的波形。

    复位开关的部分是由OPA A2所构成的比较器来完成。当A2反相输入端电压积分到达电位器VR所设定的值时,A2输出端将会出现脉冲,使Q1导通而重置Cf。

    阶梯数目的多少可由VR10k欧姆调整。当然也可用Cp或Cf改变阶梯数目的方法,但不方便。

    加到A2反馈电路上的二极管D3、D4作为输出振幅的限制器。当A2输出为正时,其振幅将由R1和R2分压而得,即Vo2=(+15V)*R1/R2=+5V(约等于)。而当A2输出为负时,D3导通使Vo2=-0.6V。


提出问题:
    1.我在想,为什么输出的波形是电压的叠加而实现了频率--电压的转换。是否有数学分析的方法,在输入脉冲时,函数表达为V(x)=0,(t=2x);V(x)=1,(t=2x+1)。然后按照电路的输入输出关系和积分来推导输出电压的大小。
    2.定性分析下电路的具体工作原理。在A1的反相输入端的工作情况也不是很明白。是否是输入电压给电容Cp充电,当积聚了0.6V电压以上的时候,电流流过了D1给Cf充电,并使输出电压不断增大。

 附图:




关键词: It---     运放     电路分析    

助工
2009-09-02 21:08:32     打赏
2楼
jpp一看就明白,看来是比较熟悉的咯。嗯,谢谢提醒,比较器A2输出确实未与-15V相连接,图已改正。

分析的不错啊,如你所说,当Vin为低电平时,A1通过D1向Cf充电,充电完成后Cf应该有一个脉冲的电压值大小了吧,在下个循环到来的时候,D1的负极电压值为-Vs,再次起到给Cf充电的效果,使得输出电压的结果正是输入脉冲的叠加(此时的Vout应该是为2Vs吧)。
之前我是想D1负极电压与Cf左端的电压是同电位了,无电压差怎么使Cf再次被充电。实际情况是此时D1负极电压为-Vs。

另外你提到的输出波形,是否是得根据电容充电的那个曲线模式来实现Cf电压的上升。复位时,电容Cf通过三极管放电也得根据电容放电的曲线模式?

助工
2009-09-03 19:01:45     打赏
3楼
重新贴图,看的很仔细啊~~

这个Q1就是起到 复位 的作用吧。
1) 当A2的输入端V- < V+ 时,A2输出为 +Vcc,此时Q1截止。

2) 随着 Cf 被一直充电,Cf 电压逐渐增大,当A1的输出电压Vout,即A2的输入端V- > V+ 时,A2输出为 -Vcc ,此时Q1导通,从而达到 Cf 放电的目的,此时A1输出电压Vout=0,达到 复位 的目的。

3) 而后,当Cf放电结束,A2的输入端 V- 又变为0,A2输出变为+Vcc,Q1截止,Cf 继续被充电,进入下一个循环。。。。。。


(注:Vcc为比较器A2的电源电压,图中未画出。)



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