放大器的單電源應(yīng)用(參考版)
2025-06-26 02:10本頁面
【正文】 3) 交流耦合利用交流耦合型電路實現(xiàn)低通濾波器，具有一個。精確SK電路與雙電源電路完全相同，在此不贅述。通過兩個電阻2R3串聯(lián)分壓，而對交變信號，兩個2R3并聯(lián)形成一個R3。VDR1R3R4UiUoUARL圖749 一階同電位同相低通濾波器R2C二階同電位SallenKey濾波器簡化SK濾波器如圖7410（a）所示。注意截止頻率為：因此，選擇R4時，需要先選擇電容C，再確定R4以滿足截止頻率要求。R1=R2，靜態(tài)時，RR4上沒有電流。一階同電位反相低通濾波器VDR2R1R3R4UiUoUARL圖748 一階同電位反相低通濾波器VD/2C如圖748。如果假設(shè)單電源電壓為5V。這個電路復(fù)雜，但避免了電源噪聲。因此，采用RD和RE進(jìn)一步分壓得到VREF。但是這種方法引入了電源噪聲。注意。仿真結(jié)果也近似表達(dá)了這個結(jié)論。理論上2000Hz輸入時，出現(xiàn)115176。在仿真電路中，分別輸入20Hz信號和2000Hz信號，得到兩個輸出波形如圖746所示。而增益約為1。從圖中可以看出，幅頻特性具有一個較為明顯的隆起，這是切比雪夫濾波器的典型特征。相移以及1倍的增益。其中決定截止頻率的電阻是R1，R2和R5的并聯(lián)，兩個電容選擇相等。因此，其次再被運(yùn)放放大（1+R/）倍。當(dāng)兩個R3相等時，當(dāng)兩個R3不相等時。其次，運(yùn)放的輸出靜態(tài)電壓通過反饋電阻R4在R3分壓，作用到運(yùn)放的負(fù)輸入端。本電路的Q值和增益是相互影響的，常用到以下公式：要確保R1A//R1B=R2，且一般選擇R1A=R1B，則 (715) (716)這個電路與雙電源電路的主要區(qū)別在于增加了靜態(tài)工作點的設(shè)置。粗略一看，(a)圖更加復(fù)雜一些，稱之為簡化型實在是不合適。關(guān)于精確SK濾波器，僅需注意兩個電阻R1A/R1B合并形成了R1即可，其余選擇電阻電容的方法與雙電源電路完全相同。增益分析方法和電阻選擇與72節(jié)相同。如果需要阻抗平衡，可采用與圖729電路相同的方法。VDR2R1R3R4UiUoUARL圖741 單電源提升式反相一階低通電路C首先確定R4和C，以保證低通截止頻率滿足下式：其后根據(jù)G=R4/R3確定R3。本節(jié)介紹一階反相、一階同相、二階SallenKey、二階MFB型低通濾波器。仿真實驗中輸入了220mV，5000Hz的正弦信號。運(yùn)放同相端形成偽地的兩個分壓電阻選擇了整數(shù)20kΩ，而不是精確計算的值——10kΩ和100kΩ并聯(lián)值的2倍。RLUAUoUiR1R2VDC1R4R3R3C1圖7220 阻容耦合反相放大電路圖7221給出的是一個阻容耦合式10倍增益的反相放大器。分析如下：圖733 減法R2靜態(tài)分析，當(dāng)輸入信號均為0時：R2R1UiBUiAR1. 交流耦合型交流耦合反相加法器圖7220是一個典型的阻容耦合反相放大器，設(shè)計和使用都很容易。表達(dá)式如下：電路結(jié)構(gòu)如圖736所示。仿真電路和結(jié)果如圖735。R2VDUoR1UAVD/2RLR3BR4R3AUiBUiAVD/2圖734反相加法電路確定R4，其它電阻計算如下： （712）由于此電路在靜態(tài)時UA為VD/2，運(yùn)放負(fù)輸入端和輸出端靜態(tài)時也為VD/2，所以R1=R2，且R1//R2=R3A//R3B//R4，易得 （713）舉例：。要實現(xiàn)它們之間的加法或者減法。動態(tài)分析，利用疊加原理分別分析每個輸入引起的輸出交變量。設(shè)，根據(jù)輸出靜態(tài)電位等于UOZ根據(jù)三個輸入信號增益，得R4R3VDRLUoUAR1CUiCR1BUiBR1AR2UiA圖732 反相加法減法兩個基于0的信號輸入，分別為uiA、uiB，要求輸出基于UOZ，實現(xiàn)電路如圖733所示。VDC2VDR2R2UoC2UoR1UAR1UiUARLUiRLC2R4C1R4R3R5圖7223 阻容耦合同相放大電路 . 加法器和減法器. 直耦型—交流信號進(jìn)入單電源系統(tǒng)同相加法有三個基于0的信號輸入，分別為UiA、UiB、UiC，要求輸出基于UOZ，增益分別為GA、GB、GC。這與估算是吻合的。圖7229給出了本電路的頻率特性仿真。圖7226 阻容耦合同相增益=1仿真電路及結(jié)果圖7227 阻容耦合同相增益1仿真電路的頻率特性，頻率特性如圖7229。圖7225 阻容耦合同相放大電路頻率特性同相增益為1的電路如圖7226所示。頻率特性仿真結(jié)果為圖7225。這兩個環(huán)節(jié)在信號流向上是相乘的關(guān)系，因此可以按照估算公式，=計算得到總的下限截止頻率。為盡量降低下限截止頻率，選擇C1=10μF，得到輸入端的高通下限截止頻率為Hz。又要求增益為10，則R4/R3=9，且R4//R3約等于R1//R2=10kΩ。綜合考慮，可以選擇20kΩ（如何平衡功耗和噪聲，是一個復(fù)雜的計算過程，本節(jié)不詳述）。VDR2R5R3R4UoUARL圖7223 阻容耦合同相放大電路UiC1C2R1VDR2R4UiUoUARLC2R1圖7224是一個10倍同相增益的阻容耦合放大電路。注意此處的偽地不需要電流輸出，僅用兩個相等的電阻進(jìn)行分壓即可，電阻值的大小需要考慮功耗、噪聲等指標(biāo)要求，以及與RR4的匹配。其中要求增益大于1時，使用左圖電路，增益等于1時，使用右側(cè)電路且將R5短接，如果要求增益小于1，使用右側(cè)電路，利用R5實現(xiàn)信號的衰減。我希望用一個實際電路來證明這一點。已知F=1/11，解得A301=，301kHz=。讓我們試著估算一下，這個截止頻率是否與運(yùn)放的數(shù)據(jù)吻合。與理論分析吻合。從結(jié)果看，增益大約為10倍，反相輸出。為了降低下限截止頻率，適當(dāng)選擇C1和R3都比較大。設(shè)計中采用了簡單估算方法。4） 為減少因偏置電流引入的偏置電壓，可以考慮設(shè)計R1//R2=R3//R4。因此，就形成了一個高通濾波器，其截止頻率是。G=R4/R3，符號表示輸入輸出反相。需要注意的是，這個電路在靜態(tài)時輸出即為偽地電位。一般情況下，可以選擇這兩個電阻相等，以得到UA=VD/2作為偽地電位。它可以對一個含直流量或者不含直流量的交變信號實施有效的放大或者衰減。這使得單電源電路擺脫了復(fù)雜的直流電平計算，而只考慮交變成分的放大或者衰減，電路結(jié)構(gòu)就與前述電路完全不同——相對來說變得更容易理解和設(shè)計。解：可知G=，選擇R4=1000，根據(jù)式（717）（718）計算得R1=4000，R2=R5=2667，仿真如圖7217。用三電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計如下：VDR1R5R4UiUoUARL圖7216 同電位同相衰減電路VD/2VD/2R2有如下要求，第一，R2=R5，以確保在沒有輸入的情況下，UA=；第二，UA處信號被衰減到原先的G倍（G1），第三，RRR5的并聯(lián)值等于R4。也可以在保證運(yùn)放沒有輸入保護(hù)的情況下，直接短路兩個電阻。圖7215 同電位同相放大仿真電路及結(jié)果
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