文档介绍:经典运放电路分析(经典)
的电流是相同的。
流过R1的电流:I1 = (Vi - V-)/R1 ………a
流过R2的电流:I2 = (V- - Vout)/R2 ……b
V- = V+ = 0 …= V2/2 ……c
如果R3=R4, 则V- = (Vout + V1)/2 ……d
由虚短知 V+ = V- ……e
所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了。
6)积分电路:
图6
图六电路中,由虚短知,反向输入端的电压与同向端相等,
由虚断知,通过R1的电流与通过C1的电流相等。
通过R1的电流 i=V1/R1
通过C1的电流i=C*dUc/dt=-C*dVout/dt
所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫V1dt 输出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电路了。
若V1为恒定电压U,则上式变换为Vout = -U*t/(R1*C1) t 是时间,则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。
7)微分电路:
图7
图七中由虚断知,通过电容C1和电阻R2的电流是相等的,
由虚短知,运放同向端与反向端电压是相等的。
则: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt
这是一个微分电路。
如果V1是一个突然加入的直流电压,则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。
8)差分放大电路
图8
由虚短知 Vx = V1 ……a
Vy = V2 ……b
由虚断知,运放输入端没有电流流过,则R1、R2、R3可视为串联,通过每一个电阻的电流是相同的, 电流I=(Vx-Vy)/R2 ……c
则: Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 ……d
由虚断知,流过R6与流过R7的电流相等,若R6=R7, 则Vw = Vo2/2 ……e
同理若R4=R5,则Vout – Vu = Vu – Vo1,故Vu = (Vout+Vo1)/2 ……f
由虚短知,Vu = Vw ……g
由efg得 Vout = Vo2 – Vo1 ……h
由dh得 Vout = (Vy –Vx)(R1+R2+R3)/R2 上式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值确定了差值(Vy –Vx)的放大倍数。
这个电路就是传说中的差分放大电路了。
9)电流检测:
图9
        分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的0~20mA或4~20mA电流,电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号,图九就是这样一个典型电路。如图4~20mA电流流过采样100Ω电阻R1,~2V的电压差。由虚断知,运放输入端没有电流流过,则流过R3和R5的电流相等,流过R2和R4的电流相等。故:
(V2-Vy)/R3 = Vy/R5 ……a
(V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 ……b
由虚短知: Vx = Vy ……c
电流从0~20mA变化,则V1 = V2 + (~2) ……d
由cd式代入b式得(V2 + (~2)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 ……e
如果R3=R2,R4=R5,则由e-a得Vout = -(~2)R4/R2 ……f
图九中R4/R2=22k/10k=,则f式Vout = -(~)V,
即是说,将4~20mA电流转换成了- ~ -,此电压可以送ADC去处理。
注:若将图九电流反接既得 Vout = +(~)V,
10)电压电流转换检测:
图10
     电流可以转换成电压,电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈,而是串联了三极管Q1的发射结,大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路,虚短虚断的规律仍然是符合的!
由虚断知,运放输入端没有电流流过,
则                 (Vi – V1)/R2 = (V1 – V4)/R6   ……a
同理             (V3 – V2)/R5 = V2/R4         ……b
由虚短知     V1 = V2     ……c
如果R2=R6,R4=R5,则由abc式得V3-V4=Vi
上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等,则通过R7的电流