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比例运算和求和电路
比例运算电路
一 反向比例运算电路(反向放大电路)
具体分析
首先,我们来看看为什么电路是这么设计的,因为是反向,所以输入连到-极,R2我一看有点奇怪为什么存在,一看上面书上说了是信号源的内阻。。。
然后,为了让放大器工作在线性区,需在输入端加反馈,我一开始很疑惑为什么是并联电压负反馈,用电压反馈我倒是能理解,但是为什么用并联反馈,并联时信号源为恒压源不就不会对净输入产生影响了吗。。但是仔细一想,加反馈是为了使其工作在线性区,本来就不应该影响输入,并联电压就刚好输入输出都是电压的形式。就应该用这个。
再说说R1,因为放大器里面是差动放大电路,要求两边对称,因此R1=R2//R3约等于10k欧 以上均为个人看书的理解,若有错误难免,望指正。
计算:还是看下面这幅图比较方便
在算之前,我加一点内容,虚短是两个输入端电压差很小,达到这个效果可以靠输入电压差很小,也可以靠负反馈调节,由于负反馈的存在使得U+-=0 即U+=U- 我一开始看书不仔细 以为U+=U-=0 ......,另外,如果输入电压很大,大于输出最大电压,则虚短也就不能用了
而虚断是由于输入电阻无穷,而输入电压有限,所以I+=I-=0 ,一直都成立
另外在百度知道上看到一个关于反馈的很不错的分析,模拟电路中信号的变化过程都是连续的,当差分输入一对信号时,输出会逐渐增大,由于反馈回路的存在,输出的增大会使-极这边电压升高,这又会让输出减小,两个作用相结合达到稳定时,便是负反馈的放大倍数了
在运算电路之中,我看到的都是负反馈,所以输出标正极性则必须连到负极构成负反馈
要求Auf 就是要找出Uo和Ui的关系 Uo=-If*Rf 那只要找出If和Ui的关系就行了 由虚断可得,I-=0 所以I1=If I1=R1/(Ui-U-) 由虚短可得U-=U+ ,U+=I+ *R‘ U+=U-=0
所以If=Ui/R1
Uo/Ui=-Rf/R1
也就是放大倍数由Rf和R1的比值决定,但是R1和Rf的取值还是不知道,我百度了两个答案作参考
仿真:
我用的是proteus 仿真 这里简单说一下步骤,点左边这个component mode(组件模式)在出来的框里查找要用的组件,电阻resistor lm358运算放大器,双击就加到左边的框子里了,然后选择后左键单击加到图上的位置,双击电阻设定好阻值,lm358加上电源【termina mode(末端模式)中的power】设置正负12v电源(参考这里点击打开链接)然后是输入:点generator mode(发生器模式)的sin放到图中,双击它设置如下
amplitude是振幅,为1v 频率1000hz,最后放上探针 在probe mode(探测器模式)的第一个voltage,命名为UO
然后添加图表的analog,左键在图中画出图表框,双击它可以设置名字和横轴时间(我是1ms)再点下面的这个或者在图表处右键选择add traces 弹出来的框名字自己填,probe选择所要测的探针
完成后 在图表右键点simulate graph 就可以看到输出,我多加了一根输入的,貌似一幅图同时显示2根曲线要第一次加P1,ok后再加P2,效果如下
可以看见输入输出反向且放大了十倍,要是只像上面说的那样选UO就只有红色那根线显示了
二 反向比例运算电路
先直接上仿真结果
计算:
三 差动比例运算电路
稍微说一下 串联电压负反馈的作用原理 Ui2输入增大,则Uo增大 则负极被拉高,使输出降低,最终达到稳定。。。
以下为仿真结果 输入为1.4v和1.2v的正弦电压
求和电路
一 反相求和电路
求和电路计算思路和前面差不多 所以只拍一下书上的过程 再仿真一下
两个输入都为0.5v的正弦
二 同相求和电路
仿真输入同上
三 代数求和电路
仿真输入同相1v 反相0.5v
比例运算和求和电路