这是一个非常认真的学习笔记,来自学员:喜欢吃蛋炒饭,现在分享给大家。7 l1 K6 S) a9 ?* x/ w% t
需求:将一个100mV/50Hz的交流信号放大2倍并抬压4.7V以供ADC采样,我只有5V的基准电源以及一个通道的运放。该用什么电路实现。 t* j7 }0 Y% ^8 ^
(1)第一种抬压电路:
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. q* `8 v0 G! [* m抬压电路14 M& [$ `' ~( V$ w
如果使用这种抬压电路,没有抬压4.7V也没有放大两倍,分析如下:
1 Q" e( t( P# o" \( f1 g3 S①没有使用电容进行隔直,此时通过R17与R18分压产生的直流偏置信号也会被放大,导致无法抬压4.7V。且直流分析时,运放放大的并不是R17与R18产生的分压,而是V8在R11端产生的电压。 w9 K4 O2 r! m. ~: Q! ]
②交流分析时,直流电压为0,此时运放放大的就不是V6信号,而是V6在R15+R17//R18端产生的分压,运放输出虽然没有失真,但是输入并没有放大两倍。
" @, H' b, P! Q- K(2)第二种抬压电路:改进的R17与R18分压,增加了一个4.7V的电压基准。3 o# U/ a8 B7 ^. ~
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- [' r3 \5 ~1 x$ y5 i抬压电路2& d; m7 B' M; P
此抬压电路可以抬压4.7V,但是放大倍数不变,与第一种情况相同,是由于交流分析时,运放放大的是R2与R10之间的分压,导致没有放大两倍,如果调整R7=30k,会得到放大两倍的输入信号,但仍然是没有电容隔直的作用,导致最终直流偏置也被放大,无法做到抬压4.7V。0 x! y" ~' Y7 R/ N; ^
(3)第三种抬压电路:加上电容隔直。
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直流分析:交流信号接地,电容相当于断路,电路图如下:2 E, Y7 B0 ]0 R7 y, d: I- m2 H
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# f0 y7 p3 E7 T5 _; b3 }( {此时相当于一个跟随器,直接将直流信号一比一跟随到输出。. B9 ?4 x: t2 r7 k# x* M( w! q
交流分析:直流信号接地,电容相当于短路,电路图如下:, f8 j0 d* y, p; c/ G
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$ M- P5 g) a- ^$ \此时由于原来的直流信号为0,R26与R27上没有电压,此时运放的正极相当于只有正弦信号输入,此时电路为一个同相比例运算电路,示波器查看,输出信号被放大两倍。# }+ n0 t7 w0 a! G
综上,经过直流分析与交流分析可以满足需求,该电路可以使用。
' _ h( p% g3 K! c3 G' d: \问:如果我要放大一倍并抬压怎么办。
; Z+ v. I* v4 _" J! w# i' a$ L$ {/ R8 v答:使用反向放大器,如下图所示
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+ C4 M6 t, y3 C: s$ a+ d9 y满足了需求,但是反向了,后续还需要再加一个反向比例运算器进行再反向处理。这种情况怎么办?4 a8 s N9 V8 q2 ^- ^
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你的同向放大电路输出信号准确吗?看看都有哪些误差来源?9 @* {5 {7 x- y% n3 t# o& u
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