wordpress 小工具 导航,网站后台seo优化如何做,php 多语言网站建设源码,南京网站南京网站开发引言#xff1a;前几节我们已经说到硬件相关基础的电路#xff0c;以及对于运放也讲到了初步的理解#xff0c;特别是比较器的部分#xff0c;但是放大器的部分我们对此并没有阐述#xff0c;在这里通过实例进行理论结合实践的学习。而运放真正的核心#xff0c;其实就是…引言前几节我们已经说到硬件相关基础的电路以及对于运放也讲到了初步的理解特别是比较器的部分但是放大器的部分我们对此并没有阐述在这里通过实例进行理论结合实践的学习。而运放真正的核心其实就是位于 “狭窄” 区域也就是线性区但是这个区间实在是太狭窄了为了能够运用到需要引入一个概念即叫做负反馈可以这么说有了负反馈运算放大器才能被称为运算放大器。
本章进阶篇补充基础篇没有的理论以及实践具体内容如下
1.运放的放大器基础概念
2.虚断和虚短的知识补充
3.常规运放电路分析
4.Multisim设计输出产生方波-三角波-正弦波的信号发生器范围 20Hz - 20kHz连续可调
5.针对 4点 的仿真设计EDA设计出原理图以及PCB还有3D预览图 目录
放大器负反馈的概念
运放的负反馈电路
理解运放的虚断和虚短
运放通过自激振荡产生正弦波
运放产生方波信号
运放产生三角波信号
Multisim设计产生方波-三角波-正弦波的信号发生器
1.硬件选型-UA741芯片
2.桥式RC正弦波振荡产生电路
2.1.正弦波振荡器组成
2.2.起振条件
3.正弦波方波转换电路
4.方波三角波转换电路
5.图值参数计算
5.1.正弦波方波转换电路数值分析
5.2.方波三角波转换电路数值分析
6.Multisim整体电图分析
EDA设计信号发生器原理图以及PCB 放大器负反馈的概念 把运放的输出跟Un接在一起Un 2.9999x V无限接近 进行修正 推理过程假设Un Up,那么Uout 0 V。然后因为Un和Uout短接所以Un 0 V然后Uout又变为5V不断的不停的修正直到Un ≈ 3V也就是 Un ≈ Up。 综上所述当运放存在负反馈时Up ≈ Un。但是由于相差几十微伏因此我们认为 Up Un。 运放的负反馈电路
下述为我们常用的运放负反馈电路的结构图可以参考分别为比例假发积分的运算。 所谓运算放大器真的可以用来做运算的并且对于上述三种图例针对用的最多的来说就是同向比例运算电路图了。 由于左边Rs这一端会产生10mV的电压不好测量因此可以通过此电路图来放大反推电压值。 理解运放的虚断和虚短
虚断好似运放的内部是断开的一样本质理想运放的输入阻抗无穷大。 下述为运放内部电路也就是输入施加一个电压这边几乎没有电流流入。 虚短也就是我们上文有探讨过的本质当给运放引入负反馈时Un Up。
内部的线是便于理解不存在
但是大多数情况还是负反馈也就是虚短在实际运用是占大多数的下面我们开始分析上文提到的电路图同向比例运算放大电路图进行分析 1.运放输入阻抗无穷大因此输入端无电流I3 0A 即U3 R3 * I3 0VUp Uin - U3 Uin 2.因负反馈则Un Up Uin I2 ( Un - 0 ) / R2 GND 0且I1 I2,得I1 (Uout - Un/R1) 因此得到 综上总结一下同向比例运算放大电路图
输入端位于 号处放大倍数为 Au 1 Rf / R1平衡电阻 R2 R1 // Rf同相比例运算放大电路输入电阻非常大输出电阻小非常适合做电路后级的信号调理输入与输出相位相同放大倍数只能大于1没有虚地有较大的共模电压抗干扰能力差输入信号范围受输入共模电压限制
以上就是引入虚短虚断以及总结上述文章提到的所有知识点串联到一起了更深层次的会在后续的篇幅提到。 运放通过自激振荡产生正弦波
最大区别就是引入了同相端引入了RC构成的一个带通滤波器也就是选频段网络
其次就是稳幅网络位于运算放大器的反向端二极管用来非线性的环节二极管电流增大时动态电阻减少反之就相反。 如下图为实际值图。 幅值扰动后趋于稳定。 运放产生方波信号
主体电图是滞回比较器反向端是RC充放电路具体如下所示。 运放产生三角波信号
方波通过积分电路后就变成三角波因此左边就是滞回比较器右边就是积分电路。 Multisim设计产生方波-三角波-正弦波的信号发生器
要求输出方波-三角波-正弦波波形频率 范围为 20Hz-20kHz 且连续可调 1.硬件选型-UA741芯片
如下为内部结构图以及相关管脚图示。 2.桥式RC正弦波振荡产生电路
2.1.正弦波振荡器组成
正弦波振荡器由四部分组成放大电路选频网络反馈网络和稳幅电路。常用的正弦波振荡器有电容反馈岩兆振荡器和电感反馈振荡器两种。后者输出功率小频率较低而前者可以输出大功率频率也较高。我采用的电路图如 下图左 所示。RC串并联电路作为正反馈回路和选频网络这是振荡电路必不可少的部分RC串并联网络同时实现了两个功能。其引入的负反馈超过正反馈便可以减小工作频率的谐波成分减少波形失真改善波形。 2.2.起振条件
前文在产生正弦波有提到相关起振的公式忘记了可以回去看看在起振过程中刚接通电源时电路中存在各种电扰动通过频率选择网络通过反馈产生较大的反馈电压。通过线性放大和反馈的连续循环振荡电压将不断增加。如 上图右 为 RC正弦波振荡产生电路幅频、相频特性曲线由上图右 可知当AF1时即当F等于三分之一时电路起振。 3.正弦波方波转换电路
如下图所示方波产生电路该模块由滞回比较器组成其功能为产生方波。由于集成运放工作处于非线性状态即输入信号对电路阈值电压起了决定性作用稳压管D1、D2的作用是钳位将滞回比较器输出电压稳定在正负Uz。那么他的输出就只有以下两种可能正向饱和电压U和负向饱和电压-U。当|U||-U|时输出正饱和电压反之输出负饱和电压。如此便形成了方波的信号输出。滞回比较器工作原理当输入信号逐渐增大或减少时它有两个阈值其传输特性具有“滞回”曲线的形状。 4.方波三角波转换电路
如下图所示三角波产生电路该模块主要功能是将方波通过积分电路转换为三角波输出。积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理是基于电容的充放电原理其中重要的是电路的时间常数RC构成积分电路的条件是电路的时间常数必须大于或等于10倍输入波形的宽度。 幅值分析同相滞回比较器的输出高、低电平分别为UohUz,Uol-Uz即为方波的幅值。滞回比较器的阈值电压±Ut为三角波的峰峰值。 5.图值参数计算
5.1.正弦波方波转换电路数值分析
电路的振荡频率为由此易得 因此改变电路中的R或者C可以调节起振频率本电路中采用了调节R的方法。由此选频网络选用800Ω的定值电阻与800kΩ的电位器串联通过滑动电位器达到频率可调的目的。
RC选频网络对于中心频率f0的放大倍数F1/3而回路起振条件为AF1。故放大电路的电压放大倍数AR3R4R5/R53即R4R5/R32。为了减小失调电流和漂移的影响选R3为20kΩ的电位器R4为10kΩ电阻R5为10kΩ的电位器。
5.2.方波三角波转换电路数值分析 同相滞回比较器的输出高低电平分别为UOHUZUOL-UZ RC正弦波振荡电路的输出电压UO作为输入电压A1同相输入端的电位 令Up1Un10并将Uo1±Uz带入得
并且对具体方波幅值没有需求有需求另其估算即可。 6.Multisim整体电图分析
如下为整体设计图 方波仿真结果如下所示 EDA设计信号发生器原理图以及PCB
原理图如下所示具体电路图不在分析上文已经提到由于UA741在仿真用的是DIP-8的封装格式所以在此我们也要用此封装就不再改了。。 PCB如下所示分别为顶部以及底部。 3D预览图如下所示
