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Get Over It---运放电路分析

助工
2009-09-01 22:26:14    评分


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    

院士
2009-09-02 08:39:21    评分
2楼
不错啊,第二个~

高工
2009-09-02 09:07:36    评分
3楼
Vs脉冲的低电平应该是负电压吧。去掉D1、D2就是典型的电荷放大器电路,可是加上D1、D2就成泵激电路了,分析时,按电容两端电压不能突变来分析。Vin高电平时,Cp电压不能突变,与D2连接的地方瞬间电压变高,然后通过D2放电,当Vin为低电平时,Cp与D2连接的地方瞬间电压变低,A1通过D1向Cf充电,当Vin变高时,Cf电压保持。当Q1导通时,Cf电压放电。

高工
2009-09-02 09:09:28    评分
4楼
但是这个阶梯状的上升沿没有你画的那么理想,下降沿应该很陡。另外你的比较器输出电路画的也不对,怎么能将比较器输出直接与负15V相连呢?

助工
2009-09-02 21:08:32    评分
5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?

高工
2009-09-03 09:05:44    评分
6楼
是的,根据电容的充电原理,但是二极管的导通电阻很小,所以电容充电很快,所以边沿还是很陡的,我只是说不是理想上的瞬间变化。另外你那个Q1没看懂是什么符号,不像三极管也不像MOSFET,呵呵

院士
2009-09-03 09:42:12    评分
7楼
JPP,你没时间写点这个东西~~~

高工
2009-09-03 10:59:40    评分
8楼
佩服jpp啊,我是最晕这种图的啦。

高工
2009-09-03 11:21:18    评分
9楼

呵呵,高看了,这种电路一级一级的慢慢分析,应该没什么大问题的!最近被一个项目搞得焦头烂额的,都快郁闷死了,老板一个劲在后面催,做了几次试验结果都不一致:我把这个问题发上来看看谁能否给点建议!


高工
2009-09-03 11:28:57    评分
10楼
我们用的霍尼韦尔的压力传感器,传感器内部电桥恒压激励,桥臂输出差分信号,我们对这个信号进行了差分放大,电路使用的是双运放差分输入差分输出放大电路,在放大电路输出端测量差分电压。

我们去进行温度交变实验,发现随着温度的升高,差分输出电压不是单调的。开始我们怀疑是传感器的问题,就又做了一遍实验,同时测传感器和放大电路的输出,可结果传感器输出还不是单调的。本以为传感器输出可能就本来不是单调的,谁知道查了传感器随着温度的变化一般都是单调的。

检查发现放大电路的输入阻抗变低了,原因是放大电路输入端有保护器件BAT54S,现在不知道温度对这个器件的影响会不会影响到传感器的输出,所以我们打算明后天再去做实验。

谁给点建议。。。

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