op 分析 这个绝对值电路OP1是怎么工作的?
运放电源±5V
图(01) 仿真电原理图
图(01)是仿真电原理图。图中可见,这是一个精密整流电路。
图(02) 输入及合成输出波形
图(03) 运放OP2输出波形
图(03)中绿色曲线是运放OP2输出波形。
图(04) 运放OP1输出波形
图(04)中绿色曲线是运放OP1输出波形。
此电路对电阻R1和R3有数值要求的,必须R1=R3。
OP1和OP2的工作是完全一样的。
VG1负半周期,OP1和OP2输出均为正,二极管D1和D2导通。OP2反相输入端为地电位(所谓虚短),那么OP1同相输入端接地,D1右端与VG1恰反相(大小相等,方向相反)。
VG1正半周期,OP1和OP2输出均为负,二极管D1和D2截止,OP1同相输入端电位就是VG1,D1右端电位也是VG1。
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OP2怎么会没起作用?VG1负半周期,OP2反相输入端接地,VG1正半周期,OP2反相输入端跟随VG1变化。
运放必须处于线性工作区域,才能够使用虚短和虚断。
OP1在VG1正半周期输出端为负,D1不会导通。D1左端跟随VG1变化,完全是靠电阻R1和R3。
此电路缺点:VG1正半周期和负半周期,该电路输出电阻相差很远。负半周期,OP1线性工作,因为存在强烈负反馈,输出电阻很低。正半周期,输出电阻就是R1加R3。
第二路:VG1正半周时,OP2断开,所以OP1的正相端电压就是VG1, 而OP1的正相端电压为VG1时(此时VG1为正),OP1是可以构成反馈回路的
VG1为正时,D2截止,OP2反相输入端电流可以忽略,故R2中没有电流,OP1同相输入端电位等于VG1。运放OP1同相输入端电流也可以忽略,故电阻R1中有没有电流要由R3有没有电流决定。如果OP1“可以构成反馈回路”,那必定是二极管D1导通,电流自右向左流过R3再流过R1进入VG1。这会使R1两端电压左负右正,OP1反相输入端电位高于VG1(注意OP1同相输入端为VG1)。因OP1反相输入端高于同相输入端,OP1输出端为负,与D1导通的假设矛盾。所以“可以构成反馈回路”不能成立。
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单二极管精密整流,负半周经运放反向比例运算输出,正半周直接由电阻分压输出,电路结构不对称性造成馒头波幅度高低
解决办法
负半周输出U-=ViRf/Re,正半周输出U+=ViRz/(Rz+Re+Rf),令U-=U+,即
ViRf/Re=ViRz/(Rz+Re+Rf),整理得,
Re=(RfRz+RfRf)/(Rz-1),设负载电阻Rz=10K,取Rf=1K,即,
Re=(1*10+1*1)/(10-1)=1.222K,取1.3K。
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