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  • 半桥式开关电路

    2020-07-16 08:28:58
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  • PWM驱动MOS管H桥电路

    万次阅读 多人点赞 2018-11-09 09:32:11
    H是一个典型的直流电机控制电路,因为它的电路形状酷似字母H,故得名与“H”。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图中只是简略示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画...

    H桥是一个典型的直流电机控制电路,因为它的电路形状酷似字母H,故得名与“H桥”。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图中只是简略示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

    1、H桥驱动原理

    1)电机驱动

    电路首先,单片机能够输出直流信号,但是它的驱动才能也是有限的,所以单片机普通做驱动信号,驱动大的功率管如Mos管,来产生大电流从而驱动电机,且占空比大小能够经过驱动芯片控制加在电机上的均匀电压到达转速调理的目的。电机驱动主要采用N沟道MOSFET构建H桥驱动电路,H 桥是一个典型的直流电机控制电路,由于它的电路外形酷似字母 H,故得名曰“H 桥”。4个开关组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠。要使电机运转,必需使对角线上的一对开关导通,经过不同的电流方向来控制电机正反转,其连通电路如图所示。

    在这里插入图片描述

    2)H桥驱动原理

    实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采用两种驱动芯片,一种是全桥驱动HIP4082,一种是半桥驱动IR2104,半桥电路是两个MOS管组成的振荡,全桥电路是四个MOS管组成的振荡。其中,IR2104型半桥驱动芯片能够驱动高端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较大的栅极驱动电流,并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功用。运用两片IR2104型半桥驱动芯片能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路,而且IR2104价钱低廉,功用完善,输出功率相对HIP4082较低,此计划采用较多。

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    另外,由于驱动电路可能会产生较大的回灌电流,为避免对单片机产生影响,最好用隔离芯片隔离,隔离芯片选取有很多方式,如2801等,这些芯片常做控制总线驱动器,作用是进步驱动才能,满足一定条件后,输出与输入相同,可停止数据单向传输,即单片机信号能够到驱动芯片,反过来不行。

    2、mos管h桥电机驱动电路图

    1) 典型mos管H桥直流电机控制电路

    电路得名于“H桥驱动电路”是由于它的外形酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(留意:图1及随后的两个图都只是表示图,而不是完好的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

    如图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必需导通对角线上的一对三极管。依据不同三极管对的导通状况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

    在这里插入图片描述

    要使电机运转,必需使对角线上的一对三极管导通。例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机四周的箭头指示为顺时针方向)。

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    图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的状况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机四周的箭头表示为逆时针方向)。

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    2) 使能控制和方向逻辑

    驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通十分重要。假如三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因而电路上的电流就可能到达最大值(该电流仅受电源性能限制),以至烧坏三极管。基于上述缘由,在实践驱动电路中通常要用硬件电路便当地控制三极管的开关。

    改良电路在根本H桥电路的根底上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通讯号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门经过提供一种方向输人,能够保证任何时分在H桥的同侧腿上都只要一个三极管能导通。(与本节前面的表示图一样,图4所示也不是一个完好的电路图,特别是图中与门和三极管直接衔接是不能正常工作的)

    在这里插入图片描述

    采用以上办法,电机的运转就只需求用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。假如DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图5所示);假如DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。

    在这里插入图片描述

    实践运用的时分,用分立元件制造H桥是很费事的,好在如今市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就能够运用了,在额定的电压和电流内运用十分便当牢靠。附两张分立元件的H桥驱动电路:

    在这里插入图片描述

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  • 本文以文氏桥振荡为基础产生正弦波,介绍了原理、计算、应用时需要注意的一些点,并给出了实测可用的电路模板

    文氏桥振荡电路产生正弦波(双电源和单电源)

    正弦波产生电路

    图1:1Khz正弦波产生电路



    一、振荡原理

    正弦波振荡原理图示

    图2:正弦波振荡原理图示

    产生振荡信号的2个重要条件:

    • 正反馈组件不能产生任何相移。即反馈回同相放大器的信号与输出信号同相。

    • 振荡器的闭环增益必须为1。即如果同相放大器的增益为 A v A_{v} Av,则正反馈组件的增益必须为 1 A v \frac{1}{A_{v}} Av1,这样才能使闭环增益为1。

    此处利用了运算放大器上电即产生白噪声,将该白噪声进行放大,从中通过特定的反馈组件进行选频并放大。过程图示如图 3 所示:

    选频放大图示

    图3:选频放大图示



    二、选频及正反馈组件增益设置

    本文选用了超前-滞后电路来实现选频及 1 A v \frac{1}{A_{v}} Av1

    ①超前及滞后电路

    RC超前及滞后电路

    图4:RC超前及滞后电路

    将两个电路组合得到“超前-滞后”电路

    超前-滞后电路及其幅频、相频特性

    图5:超前-滞后电路及其幅频、相频特性

    谐振频率公式
    f r = 1 2 π R 1 R 2 C 1 C 2 = 1 2 π R C f_{r}=\frac{1}{2 \pi \sqrt{R_{1} R_{2} C_{1} C_{2}}}=\frac{1}{2 \pi R C} fr=2πR1R2C1C2 1=2πRC1

    通过设置 R C RC RC的参数,从而可以实现选频的目的。

    对于该“超前滞后”电路在运放中加入反馈,计算正反馈组件的放大倍数(并非同相端反馈),其中 R 1 = R 2 = R ; C 1 = C 2 = C R_{1}=R_{2}=R;C_{1}=C_{2}=C R1=R2=R;C1=C2=C
    计算讲解电路

    图6:RC振荡电路计算讲解图

    设: C 1 、 C 2 C_{1}、C_{2} C1C2之间电压为 V p V_{p} Vp

    则: V p = Z p Z p + Z S V o V_{p}=\frac{Z_{p}}{Z_{p}+Z_{S}} V_{o} Vp=Zp+ZSZpVo

    R 2 R_{2} R2 C 1 C_{1} C1并联阻抗: Z p = R ∥ ( 1 2 π f C j ) Z_{p}=R \|\left(\frac{1}{2 \pi f C j}\right) Zp=R(2πfCj1)

    R 1 R_{1} R1 C 2 C_{2} C2串联阻抗: Z S = R + 1 2 π f C j Z_{S}=R+\frac{1}{2 \pi f C j} ZS=R+2πfCj1

    代入得到正反馈增益: B = V o V p = 1 3 + j ( f f r − f r f ) B=\frac{V_{o}}{V_{p}}=\frac{1}{3+j\left(\frac{f}{f_{r}}-\frac{f_{r}}{f}\right)} B=VpVo=3+j(frfffr)1

    A为同相增益,所以整个电路增益为
    T ( j f ) = A B = 1 + R f R 3 3 + j ( f f r − f r f ) T_{(j f)}=A B=\frac{1+\frac{R_{f}}{R_{3}}}{3+j\left(\frac{f}{f_{r}}-\frac{f_{r}}{f}\right)} T(jf)=AB=3+j(frfffr)1+R3Rf

    该式峰值会出现于 f = f r f=f_{r} f=fr处,得到 T ( j f ) = 1 + R f R 3 3 T_{(j f)}=\frac{1+\frac{R_{f}}{R_{3}}}{3} T(jf)=31+R3Rf

    其中为 T ( j f ) T_{(j f)} T(jf)为实数,净相移为0。


    为了稳定振荡,依据巴克豪森稳定性准则,电子振荡器系统信号由输入到输出再反馈到输入的相差为360°,且增益为1。因此同相反馈端的增益和正反馈的增益乘积,即为 T ( j f ) = 1 + R f R 3 3 = 1 T_{(j f)}=\frac{1+\frac{R_{f}}{R_{3}}}{3}=1 T(jf)=31+R3Rf=1,解得 R f R 3 = 2 \frac{R_{f}}{R_{3}}=2 R3Rf=2

    所以要确保在低信号时能够起振,需要使得整体增益大于1,换言之为了起振,初始的 R f R 3 > 2 \frac{R_{f}}{R_{3}}>2 R3Rf>2,但是为了稳定输出,最终又需要 R f R 3 = 2 \frac{R_{f}}{R_{3}}=2 R3Rf=2

    此外确保低信号的起振速度和高信号的限幅减小的速度相差不大的同时能够自动限制幅值(正弦波上升和下降的对称度),本制作使用了两个反向并联稳压管串联一个电阻来实现。
    振荡电路的自稳定网络结构

    图7:振荡电路的自稳定网络

    ①当输出小信号时,二极管截止,次数只有回路导通,同相增益,总增益为

    ②当输出大信号时,两二极管分别充分导通,使得增加,同相增益,总增益为

    调节可以调节自稳定的程度,总之要使得放大倍数小于3。

    此处实测振荡所产生的正弦波限幅限制减小需要小的增益才能匹配起振。

    注:倘若出现削波失真,注意一下同相放大倍数是不是调太高了(不是正反馈组件



    三、单电源应用电路(加偏置)

    运放供电一般为正负电源供电,倘若只有正电源的话,以上电路产生的正弦波只会有正半周输出,所以只有正电源供电时,需要考虑加偏置,修正电路如下:

    加入直流偏置

    图8:单电源供电电路

    新增 R 7 R_{7} R7,取值看自己需要的偏置电压,这个直流偏置就看 R 7 R_{7} R7 R 4 R_{4} R4的比值,此处决定了蓝色位置的直流电压,在计算交流频率时,这时需要把 R 7 R_{7} R7 R 4 R_{4} R4并联计算,公式为:

    新增 C 4 C_{4} C4,利用电容的“隔直通交”,在直流时,此处断开,反相输入端电压等于蓝色圈的电压,运放这部分电路等效于电压跟随器,输出蓝色圈电压的直流偏置。而交流回路和之前一样。但需要注意的是,电容存在容抗,此处需要计算的,我倾向于取 C 1 C_{1} C1 C 2 C_{2} C210倍值,实测此电容值会影响输出正弦波的频率(计算谐振频率时千万不要忘记 R 7 R_{7} R7),但取10倍时频率就会和接近理论计算值,这里我懒得计算了,所以就这样吧哈哈哈。

    再者,因为加了 R 7 R_{7} R7,所以“超前-滞后”电路的衰减也不再是 1 3 \frac{1}{3} 31了😆,需要计算一下,串并联网络发生变化,故同相放大这里的阻值也需要更换以匹配,很好理解。
    最后输出位置我们串联一个电容,将直流成分滤除,电路为:
    滤除直流成分电路

    图9:单电源滤除直流成分的正弦波发生电路


    在这里插入图片描述

    图10:波形对比

    在这里插入图片描述

    图11:实际波形(还行)

    图示电路输出频率因为加了 R 7 R_{7} R7,所以振荡频率不再是 1 K h z 1Khz 1Khz,需要重新调整相应数值,设计电路时按需选择并计算,不再叙述😆😏。


    2021.12.3 作 / 灵感来源于某小孩的课设

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  • 振荡电路的用途和振荡条件 不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。 ...

     

    振荡电路的用途和振荡条件

    不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说,能够产生交流信号的电路就叫做振荡电路。

    一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率 f 0 能通过,使振荡器产生单一频率的输出。

    振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压 u f 和输入电压 U i 要相等,这是振幅平衡条件。二是 u f 和 u i 必须相位相同,这是相位平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。

    振荡器按振荡频率的高低可分成超低频( 20 赫以下)、低频( 20 赫~ 200 千赫)、高频( 200 千赫~ 30 兆赫)和超高频( 10 兆赫~ 350 兆赫)等几种。按振荡波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。

    正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成 LC 振荡器、 RC 振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度,只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中,大量使用着各种 L C 振荡器和 RG 振荡器。

    LC 振荡器

    LC 振荡器的选频网络是 LC 谐振电路。它们的振荡频率都比较高,常见电路有 3 种。

    ( 1 )变压器反馈 LC 振荡电路

    1.jpg

    图 1 ( a )是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路,变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时, LC 回路中出现微弱的瞬变电流,但是只有频率和回路谐振频率 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压,这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V 的基极。从图 1 ( b )看到,只要接法没有错误,这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的,也就是说,它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。

    变压器反馈 LC 振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但频率稳定度不高。它的振荡频率是: f 0 =1 / 2π LC 。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。

    ( 2 )电感三点式振荡电路

    2.jpg

    图 2 ( a )是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 2 ( b )看到,晶体管的输入电压和反馈电压是同相的,满足相位平衡条件的,因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。

    电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但输出含有较多高次调波,波形较差。它的振荡频率是: f 0 =1/2π LC ,其中 L=L1 + L2 + 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。

    ( 3 )电容三点式振荡电路

    3.jpg

    还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路,见图 3 ( a )。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路,从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 3 ( b )看到,晶体管的输入电压和反馈电压同相,满足相位平衡条件,因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上,因此被称为电容三点式振荡电路。

    电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高,输出波形好,频率可以高达 100 兆赫以上,但频率调节范围较小,因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是: f 0 =1/2π LC ,其中 C= C 1 C 2 C 1 +C 2 。

    上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高,而且频率稳定性好。

    RC 振荡器

    RC 振荡器的选频网络是 RC 电路,它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。

    ( 1 ) RC 相移振荡电路

    4.jpg

    图 4 ( a )是 RC 相移振荡电路。电路中的 3 节 RC 网络同时起到选频和正反馈的作用。从图 4 ( b )的交流等效电路看到:因为是单级共发射极放大电路,晶体管 VT 的输出电压 U o 与输出电压 U i 在相位上是相差 180° 。当输出电压经过 RC 网络后,变成反馈电压 U f 又送到输入端时,由于 RC 网络只对某个特定频率 f 0 的电压产生 180° 的相移,所以只有频率为 f 0 的信号电压才是正反馈而使电路起振。可见 RC 网络既是选频网络,又是正反馈电路的一部分。

    RC 相移振荡电路的特点是:电路简单、经济,但稳定性不高,而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当 3 节 RC 网络的参数相同时: f 0 = 1 2π 6RC 。频率一般为几十千赫。

    ( 2 ) RC 桥式振荡电路

    5.jpg

    图 5 ( a )是一种常见的 RC 桥式振荡电路。图中左侧的 R1C1 和 R2C2 串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定频率为 f 0 的信号电压没有相移(相移为 0° ),其它频率的电压都有大小不等的相移。由于放大器有 2 级,从 V2 输出端取出的反馈电压 U f 是和放大器输入电压同相的( 2 级相移 360°=0° )。因此反馈电压经选频网络送回到 VT1 的输入端时,只有某个特定频率为 f 0 的电压才能满足相位平衡条件而起振。可见 RC 串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。

    实际上为了提高振荡器的工作质量,电路中还加有由 R t 和 R E1 组成的串联电压负反馈电路。其中 R t 是一个有负温度系数的热敏电阻,它对电路能起到稳定振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图 5 ( b )的等效电路看到,这个振荡电路是一个桥形电路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分别是电桥的 4 个臂,放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上,所以被称为 RC 桥式振荡电路。

    RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小,频率调节方便。它的振荡频率是:当 R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的频率范围从 1 赫~ 1 兆赫。

    调幅和检波电路

    广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号,高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种,对应的解调方法就叫检波和鉴频。

    下面我们先介绍调幅和检波电路。

    ( 1 )调幅电路

    调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化,载波的频率和相应不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

    调幅是一个非线性频率变换过程,所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅 3 种。下面举集电极调幅电路为例。

    6.jpg

    图 6 是集电极调幅电路,由高频载波振荡器产生的等幅载波经 T1 加到晶体管基极。低频调制信号则通过 T3 耦合到集电极中。 C1 、 C2 、 C3 是高频旁路电容, R1 、 R2 是偏置电阻。集电极的 LC 并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分,三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的,所以集电极中的 2 个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于 LC 谐振回路是调谐在载波的基频上,因此在 T2 的次级就可得到调幅波输出。

    ( 2 )检波电路

    检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程,也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号,还必须使用滤波器滤除高频分量,所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工 作。

    7.jpg

    图 7 是一个二极管检波电路。 VD 是检波元件, C 和 R 是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时,二极管 VD 是断续工作的。正半周时,二极管导通,对 C 充电;负半周和输入电压较小时,二极管截止, C 对 R 放电。在 R 两端得到的电压包含的频率成分很多,经过电容 C 滤除了高频部分,再经过隔直流电容 C 0 的隔直流作用,在输出端就可得到还原的低频信号。

    调频和鉴频电路

    调频是使载波频率随调制信号的幅度变化,而振幅则保持不变。鉴频则是从调频波中解调出原来的低频信号,它的过程和调频正好相反。

    ( 1 )调频电路

    能够完成调频功能的电路就叫调频器或调频电路。常用的调频方法是直接调频法,也就是用调制信号直接改变载波振荡器频率的方法。图 8 画出了它的大意,图中用一个可变电抗元件并联在谐振回路上。用低频调制信号控制可变电抗元件参数的变化,使载波振荡器的频率发生变化。

    8.jpg

    ( 2 )鉴频电路

    能够完成鉴频功能的电路叫鉴频器或鉴频电路,有时也叫频率检波器。鉴频的方法通常分二步,第一步先将等幅的调频波变成幅度随频率变化的调频 — 调幅波,第二步再用一般的检波器检出幅度变化,还原成低频信号。常用的鉴频器有相位鉴频器、比例鉴频器等

    转载于:https://www.cnblogs.com/tdyizhen1314/p/5194806.html

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  • 这是不变的,基于此,搭建最基本的文氏桥振荡电路就是 这个电路,当把RC串并联电路用复数域分析,得到的正反馈增益是约为1/3的,所以需要负反馈有3的放大倍数。但是实际电路中能够实现3是很难的,所以这个电路基本...

    文氏桥电路原理分析

    文氏电桥振荡电路原理详解及Multisim实例仿真

    最基本的,运算放大器的Vo = Av*(V+ - V-)。这是不变的,基于此,搭建最基本的文氏桥振荡电路就是在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    这个电路,当把RC串并联电路用复数域分析,得到的正反馈增益是约为1/3的,所以需要负反馈有3的放大倍数。但是实际电路中能够实现3是很难的,所以这个电路基本无实际应用。
    那么就需要改进。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    引入自动调节的负反馈网络。
    当电路开始振荡时保证放大倍数大于3,这样可以使得电路容易起振,而当电路的振荡幅度增大到某个程度时,将其放大倍数自动切换为小于3,这样就能限制振荡的最大幅度,从而避免振荡波形出现削波失真。

    这里增加了R5、D1、D2,当振荡信号比较小时,二极管没有导通,因此R5、D1、D2支路相当于没有,因此放大倍数大于3,而当振荡信号比较大时,二极管导通,相当于R5与R4并联,这样放大倍数就会小一些(合理设置R5的阻值,可以使其放大倍数小于3)。

    而对于单电源供电时
    在这里插入图片描述在单电源供电系统中,我们增加了电阻R6与电容C3,电阻R6的值通常与R1相同,这样两者对直流正电源VCC分压,则有A点的电位为(VCC/2),再利用电容C3的“隔直流通交流”特性,使R4(R5)引入直流全负反馈,此时相当于一个电压跟随器,因此输出静态时输出电压为VCC/2,此时电路的直流通路等效如下图所示:在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述输出正弦波是以6V(即12V的一半)作为中点的。

    在这里插入图片描述
    这个也是相似原理,当最开始振幅较小的时候,D1D2支路断路,R4R5串联,此时放大倍数大,当振荡增大到一定时,D1D2导通,此时R5被短路,放大倍数减小,维持平衡。这就是我们的DZ006电路的分析。

    DZ006电路分析

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    这个电路,实际用示波器观察到的波形很差,下半周有一段被截止了,仿真出来也是很差的结果。

    拓展1——JFET

    (注意,是JFET,不是MOS,是不同的JFET与MOSFET的基本特性比较)
    从原理上很容易看出,电路输出波形的幅度与二极管的正向压降有很大的关系,我们可以用下图所示电路来摆脱这个问题:
    在这里插入图片描述
    N沟道JFET的阀值电压VTH为负压,当VGS=0时(即电路刚上电时),源-漏导通而将R5短接到地,R5与R3并联再与R4组成负反馈,此时电路的放大倍数约为3.3(大于3),电路开始起振,振荡的幅度也会越来越大;当输出负压足以使VGS<VTH时,JFET截止,此时电路的放大倍数约为2.9(小于3),此电路的输出幅值约为JFET的阀值电压(负压)加一个二极管压降,即VTH+VD,也就是刚好达到这个值的时候,放大倍数就会减小,所以这个临界点就是赋值。

    MOS管GS并联电阻的作用

    MOS管GS并联电阻的作用,在MOS管的驱动电路里,某些场合下,会看到这个电阻,在某些场合中,又没有这个电阻.这个电阻的值比较常见的为5k,10k.但是这个电阻有什么用呢?

    以下来自链接http://www.kiaic.com/article/detail/1413
    在分析这个问题之间,可以做一个简单的实验:
    找一个mos管,让它的G悬空,然后在DS上加电压,结果是怎样?结果是在输入电压才几十V的时候,管子就烧掉了,因为管子导通了.

    为什么mos管在没有加驱动信号(比如驱动芯片在没启动或者损坏的情况下芯片驱动脚为高阻态)的前提下会导通,那是因为管子的DG,GS之间分别有结电容,Cdg和Cgs.所以加在DS之间电压会通过Cdg给Cgs充电,这样G极的电压就会抬高直到mos管导通.
    所以在驱动电路没有工作,而且没有放电回路的时候,mos管很容易被击穿.假如采用变压器驱动,变压器绕组可以起到放电作用,所以即使不加GS电阻,在驱动没有的情况下,管子也不会自己导通 。

    MOS管GS并联电阻的作用小结

    1、防静电损坏MOS(看到个理由是这么说的:由于结电容比较小根据公式U=Q/C,所以较小的Q也会导致较大的电压,导致mos管坏掉
    2、提供固定偏置,在前级电路开路时,这个较小的电阻可以保证MOS有效的关断(理由:G极开路,当电压加在DS端时候,会对Cgd充电,导致G极电压升高,不能有效关断)
    3、下面还有就是对电阻大小的解释,如果太小了,驱动电流就会大,驱动功率增加;如果太大,MOS的关断时间会增大;

    MOS管击穿的原因及解决方案详解

    第一、MOS管本身的输入电阻很高,而栅源极间电容又非常小,所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电,而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压(U=Q/C),将管子损坏。虽然MOS输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待,在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装,不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。组装、调试时,工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如不宜穿尼龙、化纤衣服,手或工具在接触集成块前最好先接一下地。对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地。
    第二、MOS电路输入端的保护二极管,其导通时电流容限一般为1mA,在可能出现过大瞬态输入电流(超过10mA)时,应串接输入保护电阻。因此应用时可选择一个内部有保护电阻的MOS管应。还有由于保护电路吸收的瞬间能量有限,太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必须可靠接地,以防漏电击穿器件输入端,一般使用时,可断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚。

    MOS是电压驱动元件,对电压很敏感,悬空的G很容易接受外部干扰使MOS导通,外部干扰信号对G-S结电容充电,这个微小的 电荷可以储存很长时间。在试验中G悬空很危险,很多就因为这样爆管,G接个下拉电阻对地,旁路干扰信号就不会直通了,一般可以1020K。这个电阻称为栅极电阻
    作用1:为场效应管提供偏置电压;
    场效应管实用偏置电路分析
    场效应管放大电路的直流偏置电路及偏置电路工作原理是什么?
    作用2:起到泻放电阻的作用(保护栅极G源极S)。第一个作用好理解,这里解释一下第二个作用的原理:保护栅极G~源极S:场效应管的G-S极间的电阻值是很大的,这样只要有少量的静电就能使他的G-S极间的等效电容两端产生很高的电压,如果不及时把这些少量的静电泻放掉,他两端的高压就有可能使场效应管产生误动作,甚至有可能击穿其G-S极;这时栅极与源极之间加的电阻就能把上述的静电泻放掉,从而起到了保护场效应管的作用。

    mos管作用
    1.可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。
    2.很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
    3.可以用作可变电阻。
    4.可以方便地用作恒流源。
    5.可以用作电子开关。
    6.在电路设计上的灵活性大。栅偏压可正可负可零,三极管只能在正向偏置下工作,电子管只能在负偏压下工作。另外输入阻抗高,可以减轻信号源负载,易于跟前级匹配。

    拓展2——

    在这里插入图片描述
    LM358的输出接到5点,输出会通过R3R4的分压在反向输入端形成一个电压,随着输出增大,当输出增大到一定值时,这个分压值会大于6点的电压,使其正向导通,此时R4与R6并联,放大倍数减小,稳幅。

    问题:这里5点的电压肯定会随着输出而改变,这没问题,所以,这里的输出限幅值,应该是Vo*R3/(R3+R4) = (12-Vo)*R5/(R5+R6)+Vo,解这个式子可以得到一个赋值,这个是负的。

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