模电高手看下两个运放电路输出什么波形及其原理,谢谢。

本帖最后由 gonnamakeit 于
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电路输入为0~10KHz的方波正弦波,输出为同频率的方波,电路中的电压跟随器输出的电压的作用是什么?
后级的两个运放的工作原理是什么?后级两个运放的反馈回路中的1000p和680pF
的作用是什么?接地的10uF电容的作用是什么?
感激不尽!
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前端的电压跟随器是为了提高1/2 VDD电压的驱动能力,运放跟随输出的输出阻抗很小,而输入阻抗很大,跟随器与分压电阻组成一个1/2 VDD电压的电压源为后级单电源应用运放提供虚地。后两级的运放就是简单的同相比例放大器的单电源用法之一,10uF电容是为了隔直通交,用直流和交流等效的方法就可以简单的分析电路了,理论上10uF电容处的电容是越大越好,这样子对于低频相应更好。对于在反馈电阻上加1000p和680pF的电容,主要是为了增加高频的反馈深度,防止自己,改善输出波形。
透彻明了,谢谢!&
上面那部分为什么不是给信号施加偏压呢? 因为它是单电源的解法,无法放大负压,所以加了一个偏压?请指教............另 1000p和680pF的电容是为了相位补偿防止振荡吗?10uF电容和5.1K电阻是不是构成一个低通滤波器&
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前端的电压跟随器是为了提高1/2 VDD电压的驱动能力,运放跟随输出的输出阻抗很小,而输入阻抗很大,跟随器 ...
上面那部分为什么不是给信号施加偏压呢? 因为它是单电源的接法,无法放大负压,所以加了一个偏压?请指教............另 1000p和680pF的电容是为了相位补偿防止振荡吗?10uF电容和5.1K电阻是不是构成一个低通滤波器呢?截止频率=3.12HZ...........
人有的时候真是奇怪,选择了会后悔,放弃了会遗憾,完美只能是一种理想,不是一种存在。
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单电源的情况下是没办法放大负压的,需要将其全部抬升到正电压才可对其进行放大。10uF就是隔直通交的作用,在做直流等效时,10uF处相当于是断路,后端运放的所有点都有1/2 VDD电压。而进行交流等效时,10uF相当于短路,那就是一个同相比例放大器了。
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2016东南大学模电实验1运算放大器的基本应用
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东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称:模拟电子电路实验第1次实验实验名称:运算放大器的基本应用院(系):吴健雄学院专业:电类强化班姓名:学号:610142实验室:实验组别:同组人员:实验时间:日评定成绩:审阅教师:实验目的熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法;熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法;了解运算放大器的主要直流参数(输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、温度漂移、共模抑制比,开环差模电压增益、差模输入电阻、输出电阻等)、交流参数(增益带宽积、转换速率等)和极限参数(大差模输入电压、大共模输入电压、大输出电流、大电源电压等)的基本概念;熟练掌握运算放大电路的增益、幅频特性、传输特性曲线的测量方法;掌握搭接放大器的方法及使用示波器测量输出波形。预习思考查阅LM324运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义。LM324参数值单位含义直流参数输入失调电压(Vos)(OffsetVoltage)3mV一个理想的运放,当输入电压为0时,输出电压也应为0。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。通常在输入电压为0时,存在一定的输出电压。输入偏置电流(Inputbiascurrent)-20nA输入偏置电流保证放大器工作在线性范围,为放大器提供直流工作点。输入失调电流(Inputoffsetcurrent)50nA在电流反馈运放中,输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。这两个偏置电流之差为输入失调电流。温度漂移(OffsetDrift)7uV/°C由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因,因此也称零点漂移为温度漂移,简称温漂。共模抑制比(CMRR)80dB放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比。开环差模电压增益\\指不带反馈网络时的状态下在输入功率相等的条件时,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。差模输入电阻\\差模输入电阻是指输入差模信号时,运放的输入电阻。为运放开环条件下,从两个差动输入端看进去的动态电阻。差模输出电阻\\负载开路时,从输入端向放大电路看进去的交流等效阻抗。交流参数增益带宽积(GBW)1.2MHz增益带宽积是用来简单衡量放大器的性能的一个参数。这个参数表示增益和带宽的乘积。转换速率(SlewRate)0.5V/us运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。极限参数最大差模输入电压32V差模输入电压的最大值最大共模输入电压28V共模输入电压的最大值最大输出电流60mA输出电流的最大值最大电源电压30V电源电压的最大值设计一个反相比例放大器,要求:|AV|=10,Ri&10K?,RF=100k?,并用multisim仿真。其中分压电路由100k?的电位器提供,与之串联的510?电阻起限流的作用。设计一个同相比例放大器,要求:|AV|=11,Ri&10K?,RF=100k?,并用multisim仿真。实验内容基本要求内容一:反相输入比例运算电路各项参数测量实验(预习时,查阅LM324运放的数据手册,自拟表格记录相关的直流参数、交流参数和极限参数,解释参数含义)。图1.1反相输入比例运算电路LM324管脚图图1.1中电源电压±15V,R1=10kΩ,RF=100kΩ,RL=100kΩ,RP=10k//100kΩ。按图连接电路,输入直流信号Ui分别为-2V、-0.5V、0.5V、2V,用万用表测量对应不同Ui时的Uo值,列表计算Au并和理论值相比较。其中Ui通过电阻分压电路产生。Ui/VUo/VAu测量值理论值-213.365-6..06-10.12-100.5-4.92-9.84-102-13.964-6.982\分析:根据数据表格可知,当Ui小于1.5V时,放大倍数与理论值10倍基本一致;当超过1.5V时,如表格中的2V,其放大后的理论值Uo应为-20V,但是由于电源电压为+15V和-15V,根据放大器的性质,不能提供比电源电压更高的电压,所以最大也只能在13-14V,比电源电压略小1-2V。Ui输入0.2V(有效值)、1kHz的正弦交流信号,在双踪示波器上观察并记录输入输出波形,在输出不失真的情况下测量交流电压增益,并和理论值相比较。注意此时不需要接电阻分压电路。可以看到,此时输入电压有效值为215mV,输出电压有效值为2.01V,放大倍数基本上与理论值10倍相符,而且可以看到,此时输出与输入波形相位相反,符合反向放大比例电路的作用。输入信号频率为1kHz的正弦交流信号,增加输入信号的幅度,测量最大不失真输出电压值。此时输
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这几天关于调运放的心得
& && &&&好多年没写东西了,现在记一下这几天调运放的心得,当做学习笔记。
& && &&&毕设里有个电路部分是关于噪声采集的,利用Mic传感器采集环境噪声,Mic也俗称咪头。此部分的电路原理,是通过用运放放大来自Mic的微弱正弦信号,从而使STM32的ADC进行正常采集,再用FFT傅立叶运算采样,然后算出其各谐波的频率,再在LCD上绘制其频谱,并进行分析。
& && &&&由Mic的PDF得知其输出电压峰峰值在1mv~15mv。在考虑需要放大多少倍的时候,要参考STM32自带的ADC。STM32的ADC为12位,为了提高ADC采集的精度,最好放大到1V~2V。由公式得2000mv/1mv=200倍。
& && &&&在网上搜了些原理图进行参考,目前手头有袖珍的示波器,但没有信号发生器,前2年帮同学买元件买多了一块AD9850,想结合STM32做个简易的信号发生器,但无论我怎么调9850硬是没有输出,全部补焊过一遍,测通信波形,全部正常,怀疑已经坏了,放弃之。翻抽屉,发现前2年做了一块烂尾的51的板,上面有个TLC5615,是个10位的DAC,拆下来并成功驱动它输出了正弦波。由于手头的示波器比较简易,显示被测信号幅值和频率并不准,所以用万用表测正弦波得其有限值为0.7V,乘以1.4后得其峰峰值,0.98V约1V输出。应该已经符合实验需要了。
& && &&&由于手头上运放只有LM358,就随便找了块万板焊了个单运放放大器,电阻全用精密可调电位器替代,以方便调试。接上来自TLC5615的正弦信号,再接上示波器,无失真放大倍数只有2倍,调了很久实现放大200倍的初衷,即再放大就削顶了,此时用万用表测输出电压为1.3V,即峰峰值为1.3*1.4=1.82V。
& && &&&才放大2倍就已经要削顶了,调了整整一天没有头绪,起初是怀疑输入电容把低频信号都滤除的原因,更换了47uF的电容后,只是上电时信号缓冲时间长了些,并不会影响放大倍数,恨自己模电没学好。通过和同学讨论,直到调到半夜明白其原因。
& && &&&原来是输入信号的幅值过大造成的放大倍数很低。
(输入信号的幅值x放大倍数)+基准电压&输出
& && && &如图,为这次实验采用的原理图,采用反向放大。
& && &&&由于LM358运放非轨对轨运放,所以输出电压不可能和电源电压一样或相近,一般都是VCC-1~2v左右,实验中运放用的是单电源+5V 供电,即输出不可能超过4V。由于Mic输出的为正负周期的音频信号,如运放不对信号进行处理,使去在0V以上进行放大的话,其放大后的信号会被削掉负半周期。而解决办法就是抬升正弦信号的中点,使其中点电压在电源范围内。由于运放电源使用的是-+5V,故在运放的正向输入端利用电阻偏置,得到VCC/2的偏置电压,也就是2.5V的中点电压。
& && &&&结合上面的公式,也就是输入信号放大后为1.82V峰峰值,加上2.5V中点电压后为 4.32V,即超过了运放的最大输出电压,再对信号进行放大后必然然削顶!而解决办法是增加电源电压。
& && &&&显然我的要求是放大10mv以内的信号,故信号可以放大至150倍即可接近运放最大输出电压。
& && &&&第二天立马调了放大倍数为100倍,去掉TLC5615的 正弦波,直接接上Mic,上电,喊话,熟悉的波形出现了。
& && &&&但由于LM358属于普通运放,存在失调电压,即把输出短接到GND后,也会有几mv的电压,而且其带宽增益积为1MHz,人声为20Hz~20kHz,所以在放大20Khz信号200倍后,其需要2Mhz的带宽,显然LM358不够,而且我只需要一级放大即可满足要求。故解决办法是更换运放型号。
& && &&&常用的仪用运放OP07性能优越,但带宽增益积只有0.6Mhz,也不满足要求,所以目标瞄准了它的兄弟型号OPA277 。
& && &&&OPA277也是单运放芯片,SO8封装不是很占我的板子上的空间, 带宽增益积有8Mhz,而且可以低电压供电,正负5V电压可以从板子上的RS3232的电荷泵取。遂用Multisim10进行了仿真。
& && &&&如图,放大倍数用预设的200倍,即10mv放大至输出2V,则由公式(R1/R2)+1=200,取R1=200K,R2=1K。为了输入端与输出端电阻值的匹配,R3取1K。为了使输出电压不超过4V,所以运放正向输入端的电压值取2V以下,实测得R4/(R4*R5)*5V=1.84V,即R4=17.5K,R5=30K。OP系列只能用双电源供电以得到最高性能,如把运放同向输入端的+5V改为-5V可以把信号拉低于0V,中点电压为-2.5V。
& && &&&此时输入信号为10mv,1kHz的正弦波,输出电压有效值为1.4V :
此时输出的波形如图,上波形为放大后的波形。由示波器看到,输入信号为9.455mv,输出为反向的1.944V,即1944mv/9.455mv=205倍。已满足需求。
 楼主,真心做的不错。
 有个小错误,楼主用的是反向放大电路,放大倍数直接就是-R1/R2...
不知道楼主有没有试过正相放大。我最近也在调mic,只不过用的正相放大,我用信号发生器产生的正弦信号代替麦克信号放大,发现频率升到2khz以上,波形就会失真,楼主知不知道是什么问题
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