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运算放大器11种经典电路详解

学电源和单片机的人,不会对运放陌生,但是真正理解掌握运用好运放的牛人,想必也是少数,大多数工程师对运放的分析还是停留在一知半解上,要么就是套用经典电路依葫芦画瓢,下面将介绍11个经典的运放电路,互通互比较,对深入理解很有帮助。


芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。


 虚短和虚断的概念

  由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。

  “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。

  由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的 输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“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。

  在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。

  好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。

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2016-03-26 13:56


图一运放的同向端接地=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。

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2016-03-29 16:39
@黑夜公爵
[图片]图一运放的同向端接地=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。

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 = I*R2 ……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。

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2016-03-29 16:44
@黑夜公爵
[图片]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 = I*R2 ……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。

继续

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。

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2016-03-29 16:57
@黑夜公爵
继续[图片]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。

请看图四。因为虚断,运放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

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梁宇
LV.1
6
2016-03-29 22:47
@黑夜公爵
[图片]请看图四。因为虚断,运放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
很通俗易懂,赞一个!
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2016-03-30 13:42
@黑夜公爵
[图片]请看图四。因为虚断,运放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

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。

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2016-03-30 17:11
@黑夜公爵
[图片]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。

图六电路中,由虚短知,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=C*dUc/dt=-C*dVout/dt所 以 Vout=((-1/(R1*C1))∫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 = -U*t/(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。

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majianhai
LV.6
9
2016-03-30 17:31
@黑夜公爵
[图片]图六电路中,由虚短知,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=C*dUc/dt=-C*dVout/dt所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫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 = -U*t/(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。
学习了
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hmy123456
LV.6
10
2016-03-30 19:57
@majianhai
学习了
楼主讲得简明扼要,希望继续介绍
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2016-03-31 15:11
@黑夜公爵
[图片]图六电路中,由虚短知,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=C*dUc/dt=-C*dVout/dt所以 Vout=((-1/(R1*C1))∫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 = -U*t/(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。

还有几个,继续

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,运放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。

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2016-03-31 16:05
@黑夜公爵
还有几个,继续[图片]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,运放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。

图八.由虚短 知 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b由虚断知,运放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。

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2016-03-31 16:21
@黑夜公爵
[图片]图八.由虚短知 Vx = V1 ……a Vy = V2 ……b由虚断知,运放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。

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0~20mA或4~20mA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4~20mA电流 流 过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.4~2V的电压差。由虚断知,运放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 = -(0.88~4.4)V,即是说,将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V 电压,此电压可以送ADC去处理。

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2016-04-01 13:01
@黑夜公爵
[图片]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0~20mA或4~20mA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4~20mA电流流 过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.4~2V的电压差。由虚断知,运放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 = -(0.88~4.4)V,即是说,将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压,此电压可以送ADC去处理。

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!

  由虚断知,运放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。

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2016-04-01 14:07
@黑夜公爵
[图片]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!  由虚断知,运放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


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=2*R20/(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=(102.2*V7-100V3)/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=2*R0/(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。

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2016-04-02 21:28
@黑夜公爵
[图片]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=2*R20/(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=(102.2*V7-100V3)/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=2*R0/(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。
基础知识没学好,俺是来补课的l楼主的介绍简单明了,请继续,加油
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2016-04-05 16:30
@流淌的歌声1104
基础知识没学好,俺是来补课的[图片]l楼主的介绍简单明了,请继续,加油[图片]
结束了哦,一共就11个经典放大器电路,能吃透的话,什么复杂的运放电路都是小case,加油
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kkwd
LV.1
18
2016-04-07 13:38
@黑夜公爵
[图片]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!  由虚断知,运放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

恶补一下,多谢

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2016-04-07 16:02
收藏收藏!
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szg001
LV.5
20
2016-04-08 17:17
@小跃同学
收藏收藏!

讲解得很好,赞一个,

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于豆豆
LV.4
21
2016-04-12 10:49
@黑夜公爵
结束了哦,一共就11个经典放大器电路,能吃透的话,什么复杂的运放电路都是小case,加油
学习啦
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zhenxiang
LV.10
22
2016-04-12 16:25
@szg001
讲解得很好,赞一个,[图片]
早些时候在其它地方看到过跟你这个一样一样的文章。那也是你写的吗
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wsyy1998
LV.4
23
2016-04-12 23:30
@黑夜公爵
[图片]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!  由虚断知,运放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
简单明了,回顾学习!!!感谢
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邹世波
LV.2
24
2016-04-24 20:50
@黑夜公爵
继续[图片]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。
这个有点没有搞懂,为什么 是Vout-V-,而前几个是V- 一Vout,有什么说明吗,新人求罩
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2016-04-26 16:35
@邹世波
这个有点没有搞懂,为什么是Vout-V-,而前几个是V-一Vout,有什么说明吗,新人求罩
哪个图
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2016-04-26 16:35
@zhenxiang
早些时候在其它地方看到过跟你这个一样一样的文章。那也是你写的吗
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2016-04-30 14:31
@黑夜公爵
[图片]

辛苦了。

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2016-05-10 21:54
@黑夜公爵
哪个图

同感。

4贴中加法器,为何输出是正电压?从I3流向看,应该输出为负呀?

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av-rgb
LV.6
29
2016-05-16 21:05
“虚短”和“虚断”,两个概念太好了,对于电路理解。
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wyl_66
LV.2
30
2016-07-16 00:16
@黑夜公爵
[图片]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=2*R20/(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=(102.2*V7-100V3)/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=2*R0/(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。
很好的讲解,辛苦了。
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chen_hong
LV.3
31
2016-11-29 16:07
@黑夜公爵
[图片]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0~20mA或4~20mA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4~20mA电流流 过采样100Ω电阻R1,在R1上会产生0.4~2V的电压差。由虚断知,运放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 = -(0.88~4.4)V,即是说,将4~20mA电流转换成了-0.88 ~ -4.4V电压,此电压可以送ADC去处理。

这个电路和13楼的有区别?可以用13楼的这个计算方式吗?如果可以的话,请把计算过程写上。非常感谢!

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