這是一個非常認(rèn)真的學(xué)習(xí)筆記,來自《運放秘籍》學(xué)員:喜歡吃蛋炒飯,現(xiàn)在分享給大家。
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需求:將一個100mV/50Hz的交流信號放大2倍并抬壓4.7V以供ADC采樣,我只有5V的基準(zhǔn)電源以及一個通道的運放。該用什么電路實現(xiàn)。
(1)第一種抬壓電路:
抬壓電路1
如果使用這種抬壓電路,沒有抬壓4.7V也沒有放大兩倍,分析如下:
①沒有使用電容進行隔直,此時通過R17與R18分壓產(chǎn)生的直流偏置信號也會被放大,導(dǎo)致無法抬壓4.7V。且直流分析時,運放放大的并不是R17與R18產(chǎn)生的分壓,而是V8在R11端產(chǎn)生的電壓。
②交流分析時,直流電壓為0,此時運放放大的就不是V6信號,而是V6在R15+R17//R18端產(chǎn)生的分壓,運放輸出雖然沒有失真,但是輸入并沒有放大兩倍。
(2)第二種抬壓電路:改進的R17與R18分壓,增加了一個4.7V的電壓基準(zhǔn)。
抬壓電路2
此抬壓電路可以抬壓4.7V,但是放大倍數(shù)不變,與第一種情況相同,是由于交流分析時,運放放大的是R2與R10之間的分壓,導(dǎo)致沒有放大兩倍,如果調(diào)整R7=30k,會得到放大兩倍的輸入信號,但仍然是沒有電容隔直的作用,導(dǎo)致最終直流偏置也被放大,無法做到抬壓4.7V。
(3)第三種抬壓電路:加上電容隔直。
直流分析:交流信號接地,電容相當(dāng)于斷路,電路圖如下:
此時相當(dāng)于一個跟隨器,直接將直流信號一比一跟隨到輸出。
交流分析:直流信號接地,電容相當(dāng)于短路,電路圖如下:
此時由于原來的直流信號為0,R26與R27上沒有電壓,此時運放的正極相當(dāng)于只有正弦信號輸入,此時電路為一個同相比例運算電路,示波器查看,輸出信號被放大兩倍。
綜上,經(jīng)過直流分析與交流分析可以滿足需求,該電路可以使用。
問:如果我要放大一倍并抬壓怎么辦。
答:使用反向放大器,如下圖所示
滿足了需求,但是反向了,后續(xù)還需要再加一個反向比例運算器進行再反向處理。這種情況怎么辦?
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審核編輯 黃宇
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