[求助] 两个运放电路的分析问题

shaorc   2021-7-5 18:25 楼主

1.如图上面一个电路 (1)Vbus母线直流电压经过若干降压电阻后,形成Vbus1这个信号,再经过运放输出,这是对直流信号进行等比反向输出,那么不要电容c1可以吗? (2)在运放同向输入端,为什么不用接入阻值为R4和R5并联的平衡电阻? 2.如图下面一个电路 输入为频率为工频的正弦波,那么输入经过c1这个1uf电容后,岂不是把交流信号都直接引向了大地,后级的运放反向输入就没有了?

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回复评论 (16)

(1)那么不要电容c1可以吗?

电容C1在这里起滤波作用,对直流(准确地说是极低频率信号)无影响,但对较高频率信号有衰减。如果去掉C1(开路)则该电路频率响应大体平直。

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 (2)在运放同向输入端,为什么不用接入阻值为R4和R5并联的平衡电阻?

TL074运放输入是结型场效应管,输入阻抗很高,偏置电流很小(典型值数十pA),所以同相输入端不接入所谓 “平衡电阻” 所造成的误差很小。

点赞  2021-7-5 18:59

2.如图下面一个电路 输入为频率为工频的正弦波,那么输入经过c1这个1uf电容后,岂不是把交流信号都直接引向了大地,后级的运放反向输入就没有了?

不是这样。电容C1总有一定容抗,不是直接短路(直接短路阻抗可以看作为零)。

但要保证输出为有正有负的完整波形,下面电路必须使用双电源。

本帖最后由 maychang 于 2021-7-5 19:08 编辑
点赞  2021-7-5 19:01
引用: maychang 发表于 2021-7-5 18:54 (1)那么不要电容c1可以吗? 电容C1在这里起滤波作用,对直流(准确地说是极低频率信号)无影响,但对较高 ...

”电容C1在这里起滤波作用,对直流(准确地说是极低频率信号)无影响“

首贴上面一个图中,如果输入Vbus就是完美的直流信号,则C1完全可以去掉?只不过Vbus肯定会有纹波波动,所以还是需要C1进行滤波,滤除纹波?

点赞  2021-7-5 22:06
引用: maychang 发表于 2021-7-5 19:01 2.如图下面一个电路 输入为频率为工频的正弦波,那么输入经过c1这个1uf电容后,岂不是把交流信号都直接引向 ...

“电容C1总有一定容抗,不是直接短路(直接短路阻抗可以看作为零)。

但要保证输出为有正有负的完整波形,下面电路必须使用双电源。”

 

第二个问题,我自己想通了,对于首贴下面一个图,输入的正弦波是工频,属于低频,C1滤除的只是里面的掺杂的高频信号。但是此时C1和输入是并联状态,如果C1和输入是串联状态,再串接后面的电路,两者有什么不同呢?另外,此时经过R1和C2组成的积分电路,运放的输出应该是三角波,那么Vout2的输出波形是幅值等比例缩小的三角波吗?

点赞  2021-7-5 22:15
引用: shaorc 发表于 2021-7-5 22:06 ”电容C1在这里起滤波作用,对直流(准确地说是极低频率信号)无影响“ 首贴上面一个图中,如 ...

『首贴上面一个图中,如果输入Vbus就是完美的直流信号,则C1完全可以去掉?』

实际工作环境中,总存在各种各样的干扰,“完美的直流信号” 不存在。

点赞  2021-7-6 07:55
引用: shaorc 发表于 2021-7-5 22:15 “电容C1总有一定容抗,不是直接短路(直接短路阻抗可以看作为零)。 但要保证输出为有正有负的完 ...

『如果C1和输入是串联状态,再串接后面的电路,两者有什么不同呢?』

C1和输入并联,是低通。C1和输入串联,是高通。

点赞  2021-7-6 07:56
引用: shaorc 发表于 2021-7-5 22:15 “电容C1总有一定容抗,不是直接短路(直接短路阻抗可以看作为零)。 但要保证输出为有正有负的完 ...

『另外,此时经过R1和C2组成的积分电路,运放的输出应该是三角波』

根据什么,运放的输出应该是三角波?

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引用: maychang 发表于 2021-7-6 08:17 『另外,此时经过R1和C2组成的积分电路,运放的输出应该是三角波』 根据什么,运放的输出应该是三角波 ...

我之所以说运放积分电路输出的波形为三角波,是因为输入信号是无直流分量,正负半周对称的正弦波,和正负半周对称的方波输入等效,积分电容被充电和放电的速率都一样,在波形上的体现就是上升和下降斜率一样,是三角波。

点赞  2021-7-6 08:29
引用: shaorc 发表于 2021-7-6 08:29 我之所以说运放积分电路输出的波形为三角波,是因为输入信号是无直流分量,正负半周对称的正弦波,和正负 ...

『我之所以说运放积分电路输出的波形为三角波,是因为输入信号是无直流分量,正负半周对称的正弦波,和正负半周对称的方波输入等效,积分电容被充电和放电的速率都一样』

正弦波和方波等效,那怎么可能?

积分电路,就是对输入信号瞬时值积分。正弦信号积分,仍然是正弦波,只不过相位移动90度(你愿意称为余弦也可以),这只要拿出积分表来查查正弦函数积分结果是什么就知道了。方波积分,应该分段积分,方波输入为正的那段,积分结果是斜率为负的线性函数(之所以为负,是因为这是反相积分),方波输入为负的那段,积分结果是斜率为正的线性函数。

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引用: shaorc 发表于 2021-7-6 08:29 我之所以说运放积分电路输出的波形为三角波,是因为输入信号是无直流分量,正负半周对称的正弦波,和正负 ...

Int.png

含有三角函数的积分。复制自同济《高等数学》。

点赞  2021-7-6 09:03
引用: maychang 发表于 2021-7-5 18:59  (2)在运放同向输入端,为什么不用接入阻值为R4和R5并联的平衡电阻? TL074运放输入是结型场效应管 ...

输入是结型场效应管的运放不需要接平衡电阻,什么类型的运放需要接平衡电阻?比如lm324的运放,需要吗?

点赞  2021-7-6 14:55
引用: maychang 发表于 2021-7-6 08:39 『我之所以说运放积分电路输出的波形为三角波,是因为输入信号是无直流分量,正负半周对称的正弦波,和正 ...

谢谢指点,纠正了我对于积分电路的错误认知

点赞  2021-7-6 14:57
引用: shaorc 发表于 2021-7-6 14:55 输入是结型场效应管的运放不需要接平衡电阻,什么类型的运放需要接平衡电阻?比如lm324的运放,需要吗?

LM324输入偏置电流典型值数十nA,比TL072大了三个数量级。

假定LM324偏置电流50nA,本来应该使用10千欧 “平衡电阻” 而没有使用。那么运放由于没有使用 “平衡电阻” 导致失调电压增加0.5mV(50nA乘10千欧),而LM324自身的失调电压大约为数mV(TL072失调电压大致也是数mV)。0.5mV已经占数mV的相当大一部分。如果你对失调电压增加0.5mV不在乎,那就可以不用 “平衡电阻”,如果在乎,就要加上。

点赞  2021-7-6 15:15
引用: shaorc 发表于 2021-7-6 14:57 谢谢指点,纠正了我对于积分电路的错误认知

各种电路,千万别混淆在一起。

对比较器,输入为正弦波和输入为方波,输出是一样的,比较器只认两个输入端哪个电位高。

点赞  2021-7-6 17:02
引用: maychang 发表于 2021-7-6 15:15 LM324输入偏置电流典型值数十nA,比TL072大了三个数量级。 假定LM324偏置电流50nA,本来应该使用10千 ...

谢谢指导

点赞  2021-7-6 18:54
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