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  • 运算放大器滤波电路
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    2019-03-07 21:38:46

    https://blog.csdn.net/pxy198831/article/details/88249910硬件电路之运算放大器3--比较器和跟随器

    运放除了放大、比较和跟随之外,还可以作滤波电路,

    常用于音频滤波,其成本低、指标好、原理简单。

    简单的理解,C363和R383构成了基本的微分电路,具有高通的特性;

    而R351和R369构成了基本的积分电路,具有低通作用 。

    事实是不需要记得这么麻烦,电容的特性通交流阻直流。

    在低频段10KHz以下,不需要考虑容抗和感抗。

    只需要记住,交流频率越高,电容通过作用越强,所以当这个电容串在通路上,

    如C363就是个高通滤波器,而电容在旁路到地,如C369就是个低通滤波器。

    N20D及其周围的电阻电容组成了一个更为复杂的二阶低通滤波电路。

    诚然有公式可以计算,但是实际上电阻有1%~10%的误差,电容有10%~20%的误差,

    且成正态分布也就是比标称值可大可小。工程上对于这种电路有专门的仿真软件。

    比如TI的免费软件Ti的FilterPro:

    先选择滤波器类型,带通。

    设置参数根据需求,这里设置的是增益为0(有源滤波电路是有增益的),中心频率2000Hz,

    带内不平度3dB,通带带宽3000Hz,阻带带宽5000Hz,阻带衰减-30dB,阶数为10阶。

    选择一种频响较佳的模型。

    选择电路的形式,如图,最后得到了滤波器的实际电路。

    得到最后的电路,其中有详细的参数,和频响图,也可以选取对应的频率点。根据参数可以设计电路图。

     

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  • 放大滤波电路设计

    千次阅读 2020-06-18 23:40:11
    关键词:放大滤波电路运算放大器、滤波器、模拟仿真 目 录 摘 要 ⅰ 第一章 设计内容及任务 1 1.1 任务 1 1.2 任务要求 1 第二章 设计方案及工作原理 2 2.1 预期实现目标 2 2.2 各模块的论证与选择 2 2.2.1 放大...

    放大滤波电路设计

    摘 要
    研究目的主要为自主设计一个放大滤波电路,使其满足相应参数要求,并且在放大器输出端留有测试端子。本作品信号源提供正弦输入信号,基本满足电压增益40dB可调、低通滤波器、带通滤波器设计等任务要求。

    关键词:放大滤波电路、运算放大器、滤波器、模拟仿真

    目 录
    摘 要 ⅰ
    第一章 设计内容及任务 1
    1.1 任务 1
    1.2 任务要求 1
    第二章 设计方案及工作原理 2
    2.1 预期实现目标 2
    2.2 各模块的论证与选择 2
    2.2.1 放大部分 2
    2.2.2 滤波部分 2
    2.2.3 电源部分 3
    2.2.4 元器件的选择 3
    第三章 必要的调试与仿真 4
    3.1 放大器模块 4
    3.2 滤波器模块 5
    3.2.1 低通滤波器模块 5
    3.2.2 带通滤波器模块 6
    第四章 总结与展望 7
    参考文献 8
    致谢 9
    附录 10
    附录一 电路原理图 10
    附录二 AD图 11
    附录三 PCB图 12
    附录四 所用元器件清单 13

    一、设计内容及任务
    1.1 任务

    设计并制作一个能够放大模拟信号并且通过低通滤波器进行电子滤波、通过带通滤波器,屏蔽其他频段的电路。系统结构如图1.1所示。
    在这里插入图片描述
    图1.1
    1.2 任务要求

    (1)放大器输入正弦信号电压振幅为10mV,电压增益为40dB可调,通频带为100Hz~40kHz,RL=1k,放大器输出电压无明显失真。
    (2)滤波器可设置为低通滤波器,其-3dB截止频率fc为15kHz,2fc处放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB。截止频率的误差不大于10%。RL=1k。
    (3)制作一个带通滤波器,中心频率30kHz,通频带5kHz,通带内要求放大器与带通滤波器的总电压增益不大于45dB。截止频率的误差不大于10%。RL=1k。
    (4)所有电路为单电源供电。
    (5)正弦输入信号由信号源提供。
    (6)放大器输出端留出测试端子。

    二、设计方案及工作原理

    正如该赛题所述,主要任务是设计并制作一个放大滤波电路,故本电路主要由放大部分和滤波部分组成。滤波部分又分为低通滤波部分和带状滤波部分。

    2.1 预期实现目标

    设计并制作一个放大滤波电路,单电源供电且又信号源提供正弦输入信号。放大器部分采用模拟信号放大电路,将信号的幅度由小放大,达到放大的效果;滤波部分采用低通滤波器和带状滤波器使低于截止频率的信号、特定频段的波通过而屏蔽其他频段,达到滤波的效果。

    2.2 各模块的论证与选择

    2.2.1 放大模块

    模拟信号放大电路是一种最常用,最基本的模拟电子电路。模拟信号放大电路中放大的概念是将信号的幅度由小放大,像本次实验中的实现电压的40dB增益。具体电路分解部分如图2.1。
    2.1
    图2.1
    2.2.2 滤波部分
    在有源滤波器中,常常把能通过信号的频率范围定义为通带,而把受阻或衰减信号的频率范围称为阻带,通带和阻带的界限频率称为截止频率。低通滤波器(Low-pass filter)是容许低于截止频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。在本次比赛中,我们运用的是二阶低通滤波器。相比于一阶滤波器,二阶的带外衰减是40db/十倍频,滤波效果更好,而且二阶滤波器电容更容易选择,对信号的干扰更小
    带通滤波器(band-pass filter)是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。

    2.2.3 电源部分

    由于选取的运算放大器为双电源元件,而比赛规定只能单电源供电,因此加了电源后在两个相等的电阻中加了一个接地端,实现了运算放大器需要的双电源输入。

    2.2.4 元器件选择

    在放大电路模块中,为了实现40dB的电压增益,我们选择了电阻比为99的两个定值电阻分别接在运放负极与输出端和负极与地之间。由于当前市场在售的电阻规格有限,我们将最终的电阻选择为9.9k和100,其中9.9k的电阻由9k和900的电阻等效。为了实现电压可调,我们在查阅资料后,采用了200的电位器。在运算放大器的选取问题上,我们尝试了多种规格,最后选择了3554BM型号的运算放大器,除了放大效果好之外,该放大器的突出特点是没有电压偏置,稳定性高。
    在滤波电路的选取中,由于电容的规格较为有限,因此我们先定下了电容的规格为1nF,随后再经过不同的滤波器的要求,经过计算和多次调试后确定了各个电阻的阻值。滤波电路中的运算放大器我们依旧选择了3554BM。
    电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器,由于它在电路中的作用是获得与输入电压(外加电压)成一定关系得输出电压,因此称之为电位器。在本次比赛中,电位器作三端元件使用,实现电压增益40dB可调(即0-100倍可调)功能。

    三、必要的调试与仿真

    3.1 放大器模块
    放大器模块的测试电路如图3.1、测试数据如图3.2、放大低通带通交流分析如图3.3
    在这里插入图片描述
    图3.1测试电路

    在这里插入图片描述
    图3.2测试数据

    在这里插入图片描述
    图3.3放大低通带通交流分析

    3.2 滤波器模块

    3.2.1 低通滤波器模块
    低通滤波器模块的测试电路如图3.4、测试数据如图3.5、放大低通带通交流分析如图3.6
    在这里插入图片描述
    图3.4测试电路

    在这里插入图片描述
    图3.5测试数据

    在这里插入图片描述
    图3.6放大低通带通交流分析

    3.2.2 带通滤波器模块
    带通滤波器模块的测试电路如图3.7、测试数据如图3.8、放大低通带通交流分析如图3.9
    在这里插入图片描述
    图3.7测试电路

    在这里插入图片描述
    图3.8测试数据

    在这里插入图片描述
    图3.9放大低通带通交流分析

    参 考 文 献
    1) 专著(教材) 著录格式: [序号] 编著者. 书名[M]. 版本,出版地:出版者,出版年. 页码.
    例:
    [1] 臧春华、葛玉蓝、施亿平 等. 电子线路设计与应用[M],北京: 高等教育出版社, 2004.7.
    [2] Isidori A. Nonlinear control systems[M]. 2nd, New York: Springer Press, 1989. 32~33.
    [3]王友仁 、李东新、 姚睿.模拟电子技术基础教程[M],北京:科学出版社,2011.2.
    [4]吴援明 唐军 主编,模拟电路分析与设计基础[M],北京:科学出版社,2006
    [5]廖惜春 主编,模拟电子技术基础[M],北京:科学出版社,2011.11
    注:初版书不标注版本,页码是可选项。
    2) 期刊 著录格式: [序号] 作者. 题目[J]. 刊名,年,卷(期):页码.
    例:
    [1] 傅惠民. 二项分布参数整体推断方法[J]. 航空学报,2000,21(2): 155~158.
    [2] Moustafa G H. Interaction of axisymmetric supersonic twin jets[J]. AIAA J, 1995, 33(5): 871~875.
    注:外文期刊的刊名可用简称;请注意标注文章的年、卷、期、页,不要遗漏。
    3) 学位论文 著录格式:[序号] 作者. 题目[D]. 地点:单位,年.
    例:
    [1] 朱刚. 新型流体有限元法及叶轮机械正反混合问题[D]. 北京:清华大学,1996.
    [2] Sun M. A study of helicopter rotor aerodynamics in ground effect[D]. Princeton: Princeton Univ, 1983.
    4) 论文集,会议录 著录格式:[序号] 主要责任者. 题名[C]. 出版地:出版者,出版年.
    例:
    [1] 辛希孟. 信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集[C]. 北京:中国社会科学出版社,1994.
    [2] 北京空气动力研究所. 第九届高超声速气动力会议论文集[C]. 北京:北京空气动力研究所,1997.
    5) 论文集中析出的文献 著录格式:[序号] 作者. 题目[A]. 见:主编. 论文集名[C]. 论文集名. 出版地:出版者,出版年:页码.
    例:
    [1] 陈永康,李素循,李玉林. 高超声速流绕双椭球的实验研究[A]. 见:北京空气动力研究所编. 第九届高超声速气动力会议论文集[C]. 北京:北京空气动力研究所,1997:9~14.
    [2] Peng J, Luo X Z, Jin C J. The study about the dynamics of the approach glide-down path control of the carrier aircraft[A]. In: GONG Yao-nan ed. Proceedings of the Second Asian-Pacific Conference on Aerospace Technology and Science[C]. Beijing: Chinese Society of Aeronautics and Astronautics, 1997: 236~241.
    注:会议文集的出版者可能不是正式的出版社;出版地指出版者所在地,不一定是会议地点。
    6) 科技报告 著录格式:[序号] 作者. 题名[R]. 报告题名及编号,出版地:出版者,出版年.
    例:
    [1] 孔祥福. FD-09风洞带地面板条件下的流场校测报告[R]. 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270,北京:北京空气动力研究所,1989.
    [2] Carl E J. Analysis of fatigue, fatigue-crack propagation and fracture data[R]. NASA CR-132332, 1973.
    注:对于NASA报告,AIAA Paper等航空航天领域知名报告,出版地和出版者可以省略。
    7) 国际、国家标准,行业规范 著录格式:[序号] 标准编号,标准名称[S]. 出版地:出版者,出版年.
    例:
    [1] MIL-E-5007 D, 航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范[S]. 美国空军,1973.
    [2] GB 7713-87, 科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式[S].
    注:对于国标GB等,出版地、出版者和出版年可省略。
    8) 专利 著录格式:[序号] 设计人. 专利题名[P]. 专利国别:专利号,公告日
    例:
    [1] 黎志华,黎志军. 反馈声抵消器[P]. 中国专利:ZL85100748,1986-09-24.

    展开全文
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  • 运算放大器典型电路及原理

    万次阅读 多人点赞 2019-06-10 20:08:24
     运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。本文收集运放电路的应用电路,希望看完后有所收获。但是在分析各个电路之前,还是先回忆一下两个运放教材...

    1.运算放大器工作原理综述:
      运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。本文收集运放电路的应用电路,希望看完后有所收获。但是在分析各个电路之前,还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能,就是“虚短”和“虚断”。

    “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。

    “虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。

    2.运算放大器工作原理经典电路图一
      图一运算放大器的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。

    在这里插入图片描述

    3.运算放大器工作原理经典电路图二
      图二中Vi与V-虚短,则 Vi = V- ……a 因为虚断,反向输入端没有电流输入输出,通过R1和R2 的电流相等,设此电流为I,由欧姆定律得: I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压, 即:Vi = IR2 ……c 由abc式得Vout=Vi(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。

    在这里插入图片描述

    4.运算放大器工作原理经典电路图三
      图三中,由虚短知: V- = V+ = 0 ……a 由虚断及基尔霍夫定律知,通过R2与R1的电流之和等于通过R3的电流,故 (V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (Vout – V-)/R3 ……b 代入a式,b式变为V1/R1 + V2/R2 = Vout/R3 如果取R1=R2=R3,则上式变为Vout=V1+V2,这就是传说中的加法器了。
    在这里插入图片描述

    (编辑者注)质疑:(V1 – V-)/R1 + (V2 – V-)/R2 = (V- – Vout)/R3 ……b 图三公式中少了个负号?

    5.运算放大器工作原理经典电路图四
      请看图四。因为虚断,运算放大器同向端没有电流流过,则流过R1和R2的电流相等,同理流过R4和R3的电流也相等。故 (V1 – V+)/R1 = (V+ - V2)/R2 ……a (Vout – V-)/R3 = V-/R4 ……b 由虚短知: V+ = V- ……c 如果R1=R2,R3=R4,则由以上式子可以推导出 V+ = (V1 + V2)/2 V- = Vout/2 故 Vout = V1 + V2 也是一个加法器,呵呵!

    在这里插入图片描述

    6.运算放大器工作原理经典电路图五
      图五由虚断知,通过R1的电流等于通过R2的电流,同理通过R4的电流等于R3的电流,故有 (V2 – V+)/R1 = V+/R2 ……a (V1 – V-)/R4 = (V- - Vout)/R3 ……b 如果R1=R2, 则V+ = V2/2 ……c 如果R3=R4, 则V- = (Vout + V1)/2 ……d 由虚短知 V+ = V- ……e 所以 Vout=V2-V1 这就是传说中的减法器了。

    在这里插入图片描述

    7.运算放大器工作原理经典电路图六
      图六电路中,由运算放大器的虚短知,反向输入端的电压与同向端相等,由虚断知,通过R1的电流与通过C1的电流相等。通过R1的电流 i=V1/R1 通过C1的电流i=CdUc/dt=-CdVout/dt 所以 Vout=((-1/(R1C1))∫V1dt 输出电压与输入电压对时间的积分成正比,这就是传说中的积分电路了。若V1为恒定电压U,则上式变换为Vout = -Ut/(R1*C1) t 是时间,则Vout输出电压是一条从0至负电源电压按时间变化的直线。

    在这里插入图片描述

    8.运算放大器工作原理经典电路图七
      图七中由虚断知,通过电容C1和电阻R2的电流是相等的,由虚短知,运算放大器同向端与反向端电压是相等的。则: Vout = -i * R2 = -(R2*C1)dV1/dt 这是一个微分电路。如果V1是一个突然加入的直流电压,则输出Vout对应一个方向与V1相反的脉冲。

    在这里插入图片描述

    9.运算放大器工作原理经典电路图八
      图八.由虚短知 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b 由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,则R1、R2、R3可视为串联,通过每一个电阻的电流是相同的,电流I=(Vx-Vy)/R2 ……c 则: Vo1-Vo2=I*(R1+R2+R3) = (Vx-Vy)(R1+R2+R3)/R2 ……d 由虚断知,流过R6与流过R7的电流相等,若R6=R7, 则Vw = Vo2/2 ……e 同理若R4=R5,则Vout – Vu = Vu – Vo1,故Vu = (Vout+Vo1)/2 ……f 由虚短知,Vu = Vw ……g 由efg得 Vout = Vo2 – Vo1 ……h 由dh得 Vout = (Vy –Vx)(R1+R2+R3)/R2 上式中(R1+R2+R3)/R2是定值,此值确定了差值(Vy –Vx)的放大倍数。这个电路就是传说中的差分放大电路了。

    在这里插入图片描述

    10.运算放大器工作原理经典电路图九
      分析一个大家接触得较多的电路。很多控制器接受来自各种检测仪表的020mA或420mA电流,电路将此电流转换成电压后再送ADC转换成数字信号,图九就是这样一个典型电路。如图420mA电流流过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.42V的电压差。由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,则流过R3和R5的电流相等,流过R2和R4的电流相等。故: (V2-Vy)/R3 = Vy/R5 ……a (V1-Vx)/R2 = (Vx-Vout)/R4 ……b 由虚短知: Vx = Vy ……c 电流从0~20mA变化,则V1 = V2 + (0.4~2) ……d 由cd式代入b式得(V2 + (0.4~2)-Vy)/R2 = (Vy-Vout)/R4 ……e 如果R3=R2,R4=R5,则由e-a得Vout = -(0.4~2)R4/R2 ……f 图九中R4/R2=22k/10k=2.2,则f式Vout = -(0.884.4)V,即是说,将420mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压,此电压可以送ADC去处理。

    在这里插入图片描述

    11.运算放大器工作原理经典电路图十
      电流可以转换成电压,电压也可以转换成电流。图十就是这样一个电路。上图的负反馈没有通过电阻直接反馈,而是串联了三极管Q1的发射结,大家可不要以为是一个比较器就是了。只要是放大电路,虚短虚断的规律仍然是符合的!

    在这里插入图片描述

    由虚断知,运算放大器输入端没有电流流过,

    则 (Vi – V1)/R2 = (V1 – V4)/R6 ……a

    同理 (V3 – V2)/R5 = V2/R4 ……b

    由虚短知 V1 = V2 ……c

    如果R2=R6,R4=R5,则由abc式得V3-V4=Vi

    上式说明R7两端的电压和输入电压Vi相等,则通过R7的电流I=Vi/R7,如果负载RL<<100KΩ,则通过Rl和通过R7的电流基本相同。

    12.运算放大器工作原理经典电路图十一
      来一个复杂的,呵呵!图十一是一个三线制PT100前置放大电路。PT100传感器引出三根材质、线径、长度完全相同的线,接法如图所示。有2V的电压加在由R14、R20、R15、Z1、PT100及其线电阻组成的桥电路上。Z1、Z2、Z3、D11、D12、D83及各电容在电路中起滤波和保护作用,静态分析时可不予理会,Z1、Z2、Z3可视为短路,D11、D12、D83及各电容可视为开路。由电阻分压知, V3=2R20/(R14+20)=200/1100=2/11 ……a 由虚短知,U8B第6、7脚 电压和第5脚电压相等 V4=V3 ……b 由虚断知,U8A第2脚没有电流流过,则流过R18和R19上的电流相等。 (V2-V4)/R19=(V5-V2)/R18 ……c 由虚断知,U8A第3脚没有电流流过, V1=V7 ……d 在桥电路中R15和Z1、PT100及线电阻串联,PT100与线电阻串联分得的电压通过电阻R17加至U8A的第3脚, V7=2(Rx+2R0)/(R15+Rx+2R0) ……e 由虚短知,U8A第3脚和第2脚电压相等, V1=V2 ……f 由abcdef得, (V5-V7)/100=(V7-V3)/2.2 化简得 V5=(102.2V7-100V3)/2.2 即 V5=204.4(Rx+2R0)/(1000+Rx+2R0) – 200/11 ……g 上式输出电压V5是Rx的函数我们再看线电阻的影响。Pt100最下端线电阻上产生的电压降经过中间的线电阻、Z2、R22,加至U8C的第10脚,由虚断知, V5=V8=V9=2R0/(R15+Rx+2R0) ……a (V6-V10)/R25=V10/R26 ……b 由虚短知, V10=V5 ……c 由式abc得 V6=(102.2/2.2)V5=204.4R0/[2.2(1000+Rx+2R0)] ……h 由式gh组成的方程组知,如果测出V5、V6的值,就可算出Rx及R0,知道Rx,查pt100分度表就知道温度的大小了。

    在这里插入图片描述
    本文改自:http://forum.eepw.com.cn/thread/196953/1
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    经典运算放大器的应用电路分析

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    上图是典型的有源滤波电路(赛伦-凯 电路,是巴特沃兹电路的一种)。有源滤波的好处是可以让大于截止频率的信号更快速的衰减,而且滤波特性对电容、电阻的要求不高。
    该电路的设计要点是:在满足合适的截止频率的条件下,尽可能将R233和R230的阻值选一致,C50和C201的容量大小选取一致(两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路),这样就可以在满足滤波性能的情况下,将器件的种类归一化。其中电阻R280是防止输入悬空,会导致运放输出异常。
    滤波最常用的3种二阶有源低通滤波电路为:巴特沃兹,单调下降,曲线平坦最平滑。
    巴特沃兹低通滤波中用的最多的是赛伦凯乐电路,即仿真的该电路。
    一个滤波器,要知道其截至频率是多少,或者能写出传递函数和频率响应也可以。如果该滤波器还有放大功能,要知道该滤波器的增益是多少。
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    当两级RC电路的电阻、电容值相等时,叫赛伦凯电路,在二阶有源电路中引入一个负反馈,目的是使输出电压在高频率段迅速下降。
    二阶有源低通滤波电路的通带放大倍数为 1+Rf/R1 ,与一阶低通滤波电路相同。如下两图分别是二阶Sallen-Key低通滤波器电路,及其振幅响应。Sallen相关文章请移步此处:Sallen-Key 有源滤波器。
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    滤波器截止频率为:
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    注:m的单位为欧姆, n的单位为uF。
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    所以计算得出 截止频率为:
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    切比雪夫 ,迅速衰减,但通带中有纹波。
    贝塞尔(椭圆),相移与频率成正比,群延时基本是恒定。

    运放在电压比较器中的应用

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    电压比较

    上图是典型信号转换电路,将输入的交流信号,通过比较器LM393,将其转化为同频率的方波信号(存在反相,让软件处理一下就可以),该电路在交流信号测频中广泛使用。
    该电路实际上是过零比较器和深度放大电路的结合。
    将输出进行(1+R292/R273)倍的放大,放大倍数越高,方波的上升边缘越陡峭。
    该电路中还有一个关键器件的阻值要注意,那就是R275,R275决定了方波的上升速度。

    恒流源电路的设计

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    如图所示,恒流原理分析过程如下:

    U5B(上图中下边的运放)为电压跟随器,故V1=V4。
    由运算放大器的虚短原理,对于运放U4A(上图中上边的运放)有:V3=V5。
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    有以上等式组合运算得:
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    当参考电压Vref固定为1.8V时,电阻R30为3.6,电流恒定输出0.5mA。
    该恒流源电路可以设计出其他电流的恒流源,其基本思路就是:所有的电阻都需要采用高精度电阻,且阻值一致,用输入的参考电压(用专门的参考电压芯片)比上阻值,就是获得的输出电流。
    但在实际使用中,为了保护恒流源电路,一般会在输出端串一只二极管和一只电阻,这样做的好处第一是防止外界的干扰会进入恒流源电路,导致恒流源电路的损坏,二是可以防止外界负载短路时,不至于对恒流源电路造成损坏。
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    在整流电路中的应用

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    整流电路

    上述电路是一个整流电路,将输入的一定频率的脉冲整流成固定的电平电压,再用此电压控制4-20mA电流的输出电流。该电路功能类似一些DAC功能的接口。
    热电阻测量电路

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    上图的电路是典型的热电阻/电偶的测量电路,其测量思路为:将1-10mA的恒流源加于负载,将会在负载上产生一定的电压,将该电压进行有源滤波处理,处理后在进行信号的调整(信号放大或衰减),最后将信号送入ADC接口。
    该电路应用时,要注意在输入端施加保护,可以并TVS,但要注意节电容对测量精度的影响,当然,如果在一些低成本场合,上述电路图可简化为如下电路。
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    电压跟随器

    在运放的使用中,电压跟随器是一种常见的应用,该电路的好处是:一是减小负载对信号源的影响;二是提高信号带负载的能力。

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    上图是运用运放实现了电阻分压的功能,首先用电阻获得需要输出的电压,然后用运放对该电压进行跟随,提高其输出能力。

    单电源的应用

    在运放的实际使用,我们一般为了保持运放的频率特性,一般都采用双电源供电,但有的时候在实际使用,我们只有单电源的情况,也能实现运放的正常工作。

    首先我们运用运放跟随电路,实现一个VCC/2的分压,电路如下。

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    当然,如果在要求不是很高的场合,我们可以直接电阻分压,获得+VCC/2,但由于电阻分压的特性所在,其动态的响应速度会非常慢,请谨慎使用。

    获得+VCC/2后,我们可以用单电源实现信号放大功能,如下图:

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    该电路中 R66=R67//R68, 信号的输出增益G=-R67/R68 。

    具体应用如下图:运放为单+5V_AD供电,AD芯片的电压是3.3V(基准电压芯片REF3033得到),该3.3V再电阻分压和经过运放跟随后得到1.65V,给到运放的同相输入端。

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    附:运放的应用要点

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