一个运放电路的分析

一个运放电路的分析,第1张

这个电路基本上是个反相放大电路的结构,直流增益接近250,交流增益接近1(这是由于C1和C2提供了较强的交流负反馈,而R3和R5由于阻值很大,对交流负反馈的强度影响很小),但是由于供电电源是单+6V,而输入信号为正,因此输出应该是0V左右。
如果TLC274是工作在正负双电源下,那么TLC274会进入负饱和状态,输出接近负电源电压
R3基本上不起身作用,经过C1和C2的隔直作用,R3对运放的直流工作状态不会产生影响,由于R3的阻值较大,在25kHz的信号频率下,对交流工作状态的影响也很有限。
最主要的是在一个反相放大电路中,运放没有接入负电源电压而输入信号却为正,它的输出就只能是0V左右。

首先你分析运算放大器的电路类型(这个要求你对基本的运放电路要足够熟悉,比如反相比例放大,同相比例放大,同相加法,反相加法,差分,加减法,乘法,三种基本电压比较器,文式电桥,仪表放大等,这些基础东西模电书里都有,先把这些书里的基本东西全部弄明白,否则你看一些工程图纸根基不稳地),这个明显是同相比例放大的改进型,电压跟随器嘛。核心弄明白了,其他也就是一些运放通用外围电路了。
然后R94,R80是分压电路,D1 、D2是输入保护电路,C30,C31是退耦电容,
R120和C120组成一个无源低通滤波器。C43应该也是滤波用的。R81是限制电流的(原理电路中这个电阻也可以省略)。

因为运放负输入端电位为0(虚短),同时运放负输入端不吃电流(虚断),就得到了一个条件:A点电压为-Vin,和一个关系:流过R1和R2的电流相等,接着就可以列出Vout和-Vin的关系了,然后你就得到Vin和Vout之间的关系了,算算看吧,那个最后的式子能解释一切。
运放的特性是保证前面找到的那个关系成立的必要条件,在这个层次是讨论不到负反馈的,反馈只是一种电路的接法。
反馈到底是什么,以及运放的工作原理,这题能帮助你加深理解。
不错的题。
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别忘了仔细看看反馈这个概念的准确定义。

一楼说得话太刻薄,年轻老师中也有很多出色的,只是你没遇到,关键看他自己能力够不够。现在关注硬件的人确实比较少,因为硬件成长慢,往往要5年、10年才有明显进步,而软件收益快嘛,2、3年就可以。
要判断运放是否工作在线性状态,有一个很简单实用的方法,就是看它是否引入了电压负反馈(注意看清楚了,不是所有负反馈都行),如果有这个负反馈就是线性状态。
例:标准的反相比例放大电路,它在反相输入端和输出端之间连着一个电阻,形成了反馈网络,这种就是引入了电压负反馈。同理,同相比例放大,差分放大也都有这个特征。
引入电压负反馈作为判断运放处于线性区的标志,在很多教科书中都有提及。个人感觉,要学好模电,多看几本书是有必要的,任何一本教科书都不可能适合所有人。

运放电路的原理运放如图有两个输入端a(反相输入端),b(同相输入端)和一个输出端o。也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。当电压U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从a 端高于公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。反转放大器和非反转放大器如下图:

     一般可将运放简单地视为:具有一个信号输出端口(Out)和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元,因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。

     运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。

     运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值,而低于正电源某一数值。经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化,甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。这种运放称为轨到轨(rail-to-rail)输入运算放大器。

     运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比,在音频段有:输出电压=A0(E1-E2),其中,A0 是运放的低频开环增益(如 100dB,即 100000 倍),E1 是同相端的输入信号电压,E2 是反相端的输入信号电压。

运放是运算放大器的简称。在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。


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