几种基本放大电路详解

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了几种基本放大电路详解。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

可提前了解的文章:运算放大器(运放)介绍

注意,此处我们采用的是Multisim软件仿真 ,链接中有详细安装教程。

注意:仿真只是数学运算,实际情况的话,就不是数学运算那么简单,有很多复杂的因数在里面。所以具体情况要参照实际电路搭建。比如说,之前我们搭建蔡氏电路的时候,明明1700欧左右就能产生双周期的波形,但是按照仿真搭建的电路,具体确实1430欧左右才产生双周期的波形。这是需要注意的!!!

目录

同向放大电路

Multisim器件打开位置

同向放大电路图分析

同向放大原理

阻值选择

同向放大电路运用——电压跟随器

总结

反向放大电路

Multisim中操作注意事项

反向放大电路图分析

反向放大原理

利用反向放大电路实现电压同向等比缩小

总结

求和电路

求差电路 

积分电路

Multisim函数发生器打开位置

 积分电路图分析

积分电路原理及三角波产生


同向放大电路

Multisim器件打开位置

如下为相应器件位置。

几种基本放大电路详解几种基本放大电路详解

几种基本放大电路详解

几种基本放大电路详解

 因为LM358P内部是存在两个运放的,所以弹出的选项点击A还是B都可以。

几种基本放大电路详解

几种基本放大电路详解

同向放大电路图分析

几种基本放大电路详解

同向放大原理

 首先我们需要知道运放电路存在虚断(不清楚的可以看运算放大器(运放)介绍),所以说Vp和Vn之间不存在电流,因此R2和R1是串联的,流经R2的电流和流经R1的电流是一样的。于是我们可以列方程,最后可以得出几种基本放大电路详解

之前我们介绍过,当负反馈存在的时候,运放一般会处于线性区(说一般的原因是有可能输入电压*放大倍数已经超过了饱和电压,例如输入电压5V,放大倍数3,饱和电压12V,那么就不是处于线性区。)。又因为在线性区间存在虚短,那么Vp=Vn。因此得出几种基本放大电路详解。于是,我们带入R2=10K,R1=5K,Vp=3.3V既可以得出此电路的放大效果为3倍,输出电压值为9.9V。

阻值选择

但是我们就会有人会想,为什么设置的是10k和5k呢?10欧和5欧不行吗?既然10欧和5欧不行,那么10M和5M呢?详情看运算放大器(运放)介绍中的 输出端负载阻值影响部分。

如果不想看,直接说结论,我们外接的电阻尽量以千欧作为单位最佳。

同向放大电路运用——电压跟随器

首先,我们抛出一个问题。如果一个信号源Vs内阻很大,有100k,而我们需要被驱动的负载只有1k。根据电阻分压原理,我们可以得出负载电压Vo为几种基本放大电路详解。很明显最后负载上所得到的电压非常小。那么我们就可以利用电压跟随器来让信号源的电压Vs全部到负载上。

我们已经知道了同向放大电路的公式为几种基本放大电路详解,那么我们如果需要做一个电压跟随器只需要让R2为0,R1为无穷大即可。当短路时,电阻为0,断路时,电阻无穷大。那么我们就可以画出下面的电路。几种基本放大电路详解

但是有人会问了,如果只让R2=0,保留R1,不任然有电压跟随的效果吗? 是的,的确有电压跟随效果,但是没有必要而且徒增麻烦,也增加成本。因为我们知道,运放的外接电阻不能过大,不能过小(运算放大器(运放)介绍中 输出端负载阻值影响有详解)。如果我们选择错了电阻,会导致跟随效果出问题。就算选择对了,增加成本,何必呢?

因为电压跟随器具有几乎无穷大输入电阻,无穷小输出电阻,所以常常把他作为阻抗变换器,在高阻电压信号源低阻负载中,起到隔离作用。故电压跟随器又称缓冲器隔离器

总结

同向放大电路公式几种基本放大电路详解

选择外接电阻以千欧为单位

电压跟随器可以起到在高阻电压信号源低阻负载中,起到隔离作用。

反向放大电路

Multisim中操作注意事项

我们需要注意,选中运放的时候一般都是正向输入端在上面,反向输入端在下面。如果我们想调整两个位置,可以按Alt+Y,进行以Y坐标轴对称变换。

当我们以Y轴进行对称变换的时候,需要注意此时上方是接负压,下方接正电压。否则运行的时候会报错。

反向放大电路图分析

反向放大原理

几种基本放大电路详解

首先我们看Vp,可以知道他是直接接地的,所以Vp=0V,又因为运放处于线性区的时候存在虚断,那么Vp≈Vn≈0V,此时我们把Vn≈0V的现象称之为虚地 

因为运放存在虚断,所以说运放的反向输入端没有电流,可以列公式。因为Vn≈0V,所以可以解出。我们带入R2=R1=5k可以得出此刻为等比反向放大电路。

利用反向放大电路实现电压同向等比缩小

首先我们知道了反向放大电路的公式为 ,那么我们可以先将V2反向缩小0.6倍,再进行一次等比反向放大。这样最终就输出了3V的电压

几种基本放大电路详解

总结

反向放大电路公式(注意,这个R1R2可能因为有些书上的电路图R1R2跟我摆放是相反的,最后显示的是。但是我们需要知道公式是一样的)

可以利用两个反向放大电路实现同行等比缩小。

求和电路

 几种基本放大电路详解

上方就是一个求和电路。依旧是根据虚短可知Vn≈Vp≈0。

由于虚断可知,i1+i2≈i3。因此列方程几种基本放大电路详解

结合两个公式可得到,几种基本放大电路详解。带入数值R1=10K,R2=5K,R3=10K,V1=V2=3.3V。最后可以求出Vo的值应该为-9.9V。这个时候有人会有疑惑,这不是没有求和啊,Vo还变成负数了。要做改变很简单,R1=R2=R3,然后在后面加一个反向等比放大即可。几种基本放大电路详解

求差电路 

几种基本放大电路详解

依旧是先虚短Vn≈Vp。

再虚断列出两个公式: ; 

结合三个公式可以得出,几种基本放大电路详解,当R1=R2=R3=R4的时候,我们可以得出Vo=Vp-Vn。

积分电路

Multisim函数发生器打开位置

几种基本放大电路详解

下面我的示波器两个都连接了,为了区分AB两个波形,我将原来波形B设置为白色,通过运放处理后的波形为红色。先右击B这条线——>点击Segment color——>点击中间的白色——>点OK即可

几种基本放大电路详解 几种基本放大电路详解

 积分电路图分析

积分电路原理及三角波产生

几种基本放大电路详解

 依旧是先虚短Vn≈Vp≈0。因为电容公式。

再虚断,i1≈i2=。

结合可得,。

当输入电压Vi为阶跃信号方波时,Vi为定值。最后可以得出,

我们首先利用函数发生器输出一个1KHZ频率,占空比为50%,峰值为10V的方波,设置如下

几种基本放大电路详解

之后运行结果如下

 几种基本放大电路详解

 首先开白色的线,半个周期是500us,意思是一个周期就算1ms,表明函数发生器是正常输出了一个1KHZ的方波。然后看红色的线,他的这个斜率为10.211V/500us=10.211V/0.0005S≈20000。我们再将C=100nf,R4=5K,V1=10V带入,发现数值与20000一样。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-404084.html

到了这里,关于几种基本放大电路详解的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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