比例运算电路放大电路的分析求解

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    话题:为什么实测的反相比例比例运算电路放大器电路的放大倍数一般总是略低于理想

    回答:因为理想運放的输入电穷大,则输入电流为0反相输入端和同相输入端的电位相等的前提下才推导出来的反向比例运放放大倍数=-RF/R1。实际运放输入电阻不会无穷啊输入电流也不会为0,反向端和同相端的电位不会完全相等AU就不再完全

    参考回答:展开全部 因为理想运放的输入电穷大,則输入电流为0反相输入端和同相输入端的电位相等的前提下才推导出来的反向比例运放放大倍数=-RF/R1。实际运放输入电阻不会无穷啊输入電流也不会为0,反向端和同相端的电位不会完全相等AU就不再完全等于-RF/R1。

    话题:反相比例比例运算电路电路中R2=R1 RF,为什么R1和RF是并联呢正相输

    回答:运放输出电阻为等效为电压源,计算等效电阻时Rf 在运放输出端接地.

    话题:反相比例比例运算电路电路的输入电阻与同相比例比例運算电路电路的输入电阻相比?

    回答:Au = - Rf / R1 公式的推导你看教材结论是:只有深度负反馈放大器公式才能成立。通俗地说:运放的开环放大倍数必须是成千上万倍公式才能成立。所以说运放的能是最重要的运放的指标高,构建的应用电路就简单有效你搜索:虚短、虚断,选择适合自己学

    话题:为什么理想比例运算电路放大器的开环电压放大倍数趋向于无穷大?一般不是按

    回答:比例运算电路放大器的Φ间级是若干级共电路组成的你应该知道,共电路的放大倍数很高轻松可以做到Au=100或者,假定是100那么2级就是10000,3级就是1000000,非常高理想比唎运算电路放大器在分析的时候,认为开环放大倍数很高(实际中也少的有100000多的有1千万倍),近似认为是无穷大这样对与分析它的质囿利,误差比较小你后半句是直接使用中的情况。这时候比例运算电路放大器一般采用闭环形式也就是搭成诸如反相比例放大或者同楿比例放大,用牺牲开环增益为价其他方面更好的能(此时放大倍数一般不超过100,单级的话)这就是负反馈的作用,一般模电书都写嘚很清楚我建议你看了理想比例运算电路放大器后,不要直接看后面的信号处理电路先把负反馈看了并弄清楚,这样后面的比例放大電路就很容易了

    话题:为什么反相比例比例运算电路电路的输入电阻Ri等于反相端的电阻R

    回答:比例运算电路放大器电路具有二个特点:開环放大倍速无限大、输入电阻无限大,进而有第三个特点:流向输入端的电流为0.还要注意一点比例运算电路放大器的输入端一般采用差分结构,基于这些个特点我们可以推断Ui+=Ui-(因为Ii+=0,Ii-=0,也即两输入端不吸纳或者电流两端电位差也为.)在反相比例比例运算电路电路中,Ui+昰接地的那么在计算输入电阻的时候,由于Ui+=Ui-=0那么输入电阻就是反相端的电阻R.img Ri=R由于Ui-=Ui+=0所以 Ui/R=-Uo/Rf,即 Uo= -Ui * Rf/R(这里反应了输入输出)对于这种反相放大器你可以理解为:由于运放的放大作用,输入信号在R上产生的电流被直接传送到Rf.由于Rf一般大于R,因此输出得到的是一个放大了的反相嘚电压信号.

    参考回答:比例运算电路放大器电路具有二个特点:开环放大倍速无限大、输入电阻无限大进而有第三个特点:流向输入端嘚电流为0。还要注意一点比例运算电路放大器的输入端一般采用差分结构,基于这些个特点我们可以推断Ui+=Ui-(因为Ii+=0,Ii-=0,也即两输入端不吸納或者电流两端电位差也为。)在反相比例比例运算电路电路中Ui+是接地的,那么在计算输入电阻的时候由于Ui+=Ui-=0,那么输入电阻就是反楿端的电阻Rimg Rf/R(这里反应了输入输出)---------------------------------------对于这种反相放大器,你可以理解为:由于运放的放大作用输入信号在R上产生的电流,被直接传送到Rf由于Rf一般大于R,因此输出得到的是一个放大了的反相的电压信号希望能提起你对电电路的兴趣!实际的运放电路设计,要比这个複杂很多

    话题:反相比例放大电路闭环电压放大倍数为多少

    回答:这个在很多的教材中都有,放大倍数=-(RF/R1),RF反馈电阻 R1输入阻抗

    话题:為什么反相比例比例运算电路电路的输入电阻Ri等于反相端的电阻R

    回答:反向比例比例运算电路电路采用了电压并联负反馈 输入电阻不是应該很低吗 可是在电路中的R1不是是根据我们自己的需要 采用的吗 初 可能问得有点太低端了 但确实有疑惑 望解答

    比例运算电路放大器电路具有②个特点:开环放大倍速无限大、输入电阻无限大,进而有第三个特点:流向输入端的电流为0还要注意一点,比例运算电路放大器的输叺端一般采用差分结构基于这些个特点,我们可以推断Ui+=Ui-(因为Ii+=0,Ii-=0也即两输入端不吸纳或者电流,两端电位差也为)在反相比例比例运算电路电路中,Ui+是接地的那么在计算输入电阻的时候,由于Ui+=Ui-=0那么输入电阻就是反相端的电阻R。给一个示意图可以给出简明扼要的推導过程。从反相输入端节点看Ii=If Rf/R(这里反应了输入输出)---------------------------------------对于这种反相放大器你可以理解为:由于运放的放大作用,输入信号在R上产生的電流被直接传送到Rf。由于Rf一般大于R因此输出得到的是一个放大了的反相的电压信号。希望能提起你对电电路的兴趣!实际的运放电路設计要比这个复杂很多。

    话题:比例比例运算电路放大电路放大倍数可以随意调节的范围是什么

    回答:运放的输出电压不会超过它的供压,轨至轨运放可以很接近运放供压所以放大倍数肯定不能很大,否则很容易失真所以放大倍数最好不要超过100,超过100的话精度就會变差且不稳定。也不能太小小了达不到放大要求就需要多级放大,超过了之后就很容易自激振荡了。另外附近的电阻最好选择精密电阻,而且平衡电阻要匹配好否则会增大不必要的误差。

    参考回答:运放的输出电压不会超过它的供压轨至轨运放可以很接近运放供压。所以放大倍数肯定不能很大否则很容易失真。所以放大倍数最好不要超过100超过100的话,精度就会变差且不稳定也不能太小,小叻达不到放大要求就需要多级放大超过了之后,就很容易自激振荡了另外,附近的电阻最好选择精密电阻而且平衡电阻要匹配好,否则会增大不必要的误差

    话题:大家能帮我解决这个疑问吗?关于反相比例运算电路放大器,同相比例比例运算电路放大

    回答:放大器等效模型:正相输入端和反相输入端接入一个无穷大的电阻输出端相当于与一个受控电源串联接地。你看看差摸放大器就懂了不会再来問我

    参考回答:你没学过电路分析吗?不知道“虚断”和“虚短”吗在理想运放中有两条则:1、倒向端和非倒向端的输入电流为,即“虛断”2、对于公共端(地)倒向输入端的电压与非倒向输入端的电压相等,即“虚短”反相比例比例运算电路中非倒向端电压为0,很奣显的所以自然倒向端也为0同相比例运算电路中,非倒向端电压为Ui所以倒向端也为Ui两电路中,由则1可知电流都为0,从而分析电压的

终于到了大决战的时刻这一节峩来分析一下比例运算电路放大器LM741功能模块原理框图(Functional Block Diagram)中的镜像电流源。

其实经过上一节的常用电流源电路的介绍,很多读者已经发現了一个规律:镜像电流源电路中至少有一个三极管的基极与集电极是连接在一起的自己找找就行了,但是天黑路难走为了多数新人嘚安全起见,我们还是一起来瞧瞧

下图标注了该运放原理框图的大致功能:

LM741运放主要由电流源偏置、差分输入级、中间放大级、推挽输絀级几个部分构成,其中包含一些保护电路与频率补偿电路这里没有细分出来,因为我们主要是讨论电流源对运放其它部分有兴趣的讀者,可以参考相关的文章

有人说:老师你也太不靠谱了吧,洒家搬个凳子坐在这里就是为了看决战的但是,我想说的是:对于新人洏言这个电路里最不好分析的就是电流源,也是压轴戏其它电路一般都可以看得懂,因此我们就不再画蛇添加足了如果其它电路你吔看不懂,可以参考运放相关文章

本电路包含有如下图所示几个电流源,如下图所示:

如图所示的有四个镜像电流源包括一个微电流源、两个基本镜像电流源、一个比例式镜像电流源,下面我们分别描述如下:

(假设所有三极管的发射结正向压降VBEQ=0.75V正电源V+=15V,负电源V-=-15V)

1、微电流源:前面我们提过微电流源的作用是给系统提供微安级电流,本电路中它由三极管Q10、Q11及电阻R5组成其参考电流IR5路径为:

而输出电鋶IC10按公式计算,则有:

2、基本镜像电流源1: 老师这个我来讲!Q8与Q9组成一个基本镜像电流源,因此有IC8=IC9=IC10=19uA(忽略Q3、Q4基极电流)由于基本镜像電流源作为差分放大器的集电极电阻,相当于有源负载可以大幅度提升差模电压增益,间接改善共模抑制比如下图所示(说完还给了峩一个胜利的手势)

你真是太有才了,令人击节赞赏!相信大家也比较赞同这个说法But,我有三个问题想请教你一下:

其一:三极管Q8、Q9的確如你所说是一个基本镜像电流源但是上一节一开始我们就提醒过:要注意区分参考电流与输出电流!在这个电流源里,Q8集电极电流IC8是參考电流Q9集电极电流IC9是输出电流,而Q10集电极电流IC10也是微电流源的输出电流也就是说,微电流源与这个基本镜像电流源都是提供电流的怎么到你这就理解成了是:基本镜像电流源的参考电流是Q10集电极电流IC10,然后Q8集电极电流IC8是Q9集电极电流IC9的镜像电流因此IC8=IC9=IC10,神马情况

其②:这个基本镜像电流源怎么就成了差分放大器的集电极电阻了?如果我没有看错的话对于差分放大电路来讲,这个镜像电流源就相当於是个二极管如下所示:

其三:就算这个基本电流源是集电极的电阻,那它又怎么可以提升差模电压增益了我们上一节分析的差分放夶电路是共发射极电路,但是这里是共集电极差分放大电路输出取自于Q4的集电极(相当于是Q2的发射极)。对于共集电极放大电路集电極电阻过大可不是件好事情呀!所以不要看到表相就以为是本质呀。

这个镜像电流源电路主要作用是:为差分输入电路提供恒流偏置也僦是提供尾电流Ibias(与上节所述的尾电流功能一致,只不过尾电流源是连接在发射极的)

它与微电流源组成一个负反馈,其原理如下:当外部有共模输入电压时差分对管两侧将引起IC1与IC2的同时上升,即IC8上升而IC9是IC8的镜像电流,因此将引起IC9上升由于IC9+IBE3+IBE4=IC10,同时IC10恒定不变所以Q3与Q4嘚基极电流(IBE3+IBE4)下降,继而促使IC1与IC2下降从而阻止了IC1与IC2的上升趋势。

这个负反馈其实与共发射极差分放大电路中的尾电流原理是一致的吔就是可以抑制共模信号,从而间接提升共模抑制比没错,你这点说得没错只不过不是以你所说的方法提升的!

那么,尾电流源的值(IC8)是多少呢这次你又说对了,确实是19uA只不过不是以你说的这种方法过来的,是通过负反馈将其稳定在IC10的在电路静态时,差分输入級有一个稳定的静态工作点通过一系列负反馈后将IC8的值稳定在约19uA。

3、比例式镜像电流源:由Q5、Q6、Q7、R1、R2、R3组成的比例式镜像电流源通过R1、R2来调节参考电流IC5与输出电流IC6的比值,这里R1与R2的电阻值是一样的因此IC5与IC6是一致的,没有电流比例的设置作用主要是用来提高电流源的內阻(这一点可以参考上一节)。

三极管Q7直流放大倍数β很大,用来进一步缩小IC5与IC6的误差因此其基极电流IB7可以忽略,则有IC3=IC4电阻R3用来设置足够的电流使Q7的放大倍数足够大(因为Q7的工作电流小会影响本身的放大倍数β)

由于差分输入放大级是对称的,因此IC3=IC4均为尾电流IC8(19uA)的┅半(不管电路对不对称这个比例式镜像电流源总会试图将两侧的电流对半分),即有IC3=IC4=9.9uA 如下图所示:

4、基本镜像电流源2:众位看官看恏了,这个电流源才是真正的有源负载由三极管Q12与Q13组成,作为中间放大级(Q15与Q17组成的共集电极-共发射极放大电路也可以看成是复合管/達林顿管)的有源负载,可以提升其放大倍数

1.2V ,如下图所示:

这个电压主要使Q14与Q20处于微导通状态用来消除AB类输出级的交越失真。

到现茬该电路中可以确定的参数如下图所示:

至于78XX三端稳压器原理图分析,可参考《串联型稳压电路》相关文章 此处不再赘述

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