运算放大器的交流放大分析
运算放大器交流放
1.1单电源运放交流放大
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在采用电容耦合的交流放大电路中,静态时,当集成运放输出端的直流电压不为零时,由于输出耦合电容的隔直流作用,放大电路输出的电压仍为零。所以不需要集成运放满足零输入时零输出的要求。因此,集成运放可以采用单电源供电,其-VEE端接"地"(即直流电源负极),集成运放的+Vcc端接直流电源正极,这时,运放输出端的电压V0只能在0~+Vcc之间变化。在单电源供电的运放交流放大电路中,为了不使放大后的交流信号产生失真,静态时,一般要将运放输出端的电压V0设置在0至+Vcc值的中间,即V0=+Vcc/2。这样能够得到较大的动态范围;动态时,V0在+Vcc/2值的基础上,上增至接近+Vcc值,下降至接近0V,输出电压uo的幅值近似为Vcc/2。 图3请见原稿
1.2.1 单电源同相输入式交流放大电路
图3是使用单电源的同相输入式交流放大电路。电源Vcc通过R1和R2分压,使运放同相输入端电位由于C隔直流,使RF引入直流全负反馈。所以,静态时运放输出端的电压V0=V-≈V+=+Vcc/2;C通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压串联负反馈。放大电路的电压增益为
放大电路的输入电阻Ri=R1/R2/rif≈R1/R2,
放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
1.2.2 单电源反相输入式交流放大电路
图4是使用单电源的反相输入式交流放大电路。电源V cc通过R1和R 2分压,使运放同相输入端电位
为了避免电源的纹波电压对V+电位的干扰,可以在R2两端并联滤波电容C3,消除谐振;由于C1隔直流,使RF引入直流全负反馈。所以,静态时,运放输出端的电V0=V≈V+=+Vcc/2; C1通交流,使RF引入交流部分负反馈,是电压并联负反馈。放大电路的电压增益为
放大电路的输入电阻Ri≈R,放大电路的输出电阻R0=r0f≈0。
摘抄 https://wenku.baidu.com/view/54b5698d011ca300a7c39069.html
1.2单电源与双电源的区别
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运放作为模拟电路的主要器件之一,百度在供电方式上有单电源和双电源两种,而选择何种供电方式,是初学者的困惑之处,本人也因此做了详细的实验,在此对这个问题作一些总结。首先,运放分为单电源运放和双电源运放,在运放的datasheet上,如果电源电压写的是(+3V-+30V)/(±1.5V-±15V)如324,则这个运放就是单电源运放,既能够单电源供电,也能够双电源供电;如果电源电压是(±1.5V-±15V)如741,则这个运放就是双电源运放,仅能采用双电源供电。但是,在实际应用中,这两种运放都能采用单电源、双电源的供电模式。具体使用方式如下:
1:在放大直流信号时,如果采用双电源运放,则最好选择正负双电源供电,否则输入信号幅度较小时,可能无法正常工作;如果采用单电源运放,则单电源供电或双电源供电都可以正常工作;
2:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,采用正负双电源供电都可以正常工作;
3:在放大交流信号时,无论是单电源运放还是双电源运放,简单的采用单电源供电都无法正常工作,对于单电源运放,表现为无法对信号的负半周放大,而双电源运放无法正常工作。要采用单电源,就需要所谓的“偏置”。而偏置的结果是把供电所采用的单电源相对的变成“双电源”。具体电路如图:首先,采用耦合电容将运放电路和其他电路直流隔离,防止各部分直流电位的相互影响。然后在输入点上加上Vcc/2的直流电压,分析一下各点的电位,Vcc是Vcc,in是Vcc/2,-Vcc是GND, 然后把各点的电位减去Vcc/2,便成了Vcc是Vcc/2,in是0,-Vcc是-Vcc/2,相当于是“双电源”!!在正式的双电源供电中,输入端的电位相对于输入信号电压是0,动态电压是Vcc是+Vcc,in是0+Vin,-Vcc是-VCC,而偏置后的单电源供电是Vcc是+Vcc,in是Vcc/2+Vin,-Vcc是GND,相当于Vcc是Vcc/2,in是0+Vin,-Vcc是-Vcc/2,与双电源供电相同,只是电压范围只有双电源的一半,输出电压幅度相应会比较小。当然,这里面之所以可以相对的分析电位,是因为有了耦合电容的隔直作用,而电位本身就是一个相对的概念。
摘抄 https://wenku.baidu.com/view/74259af0f90f76c661371af6.html
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