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LM4890运放电路分析

LM4890运放电路分析
LM4890运放电路分析

一、电路图

先发个图来看看,这个图是LM4890在MPN中常用到的电路。

二、LM48920介绍

1、大概描述

LM4890 是一款主要为移动电话和其他便携式通信设备中的应用而设计的音频功率放大器。在5V 直流供电下,它可以将1W 的功率连续平均功率输出到8Ω 的BTL(什么是BTL 呢?)负载上,且总的谐波失真小于1%。Boomer 音频功率放大器是为使用尽可能小的外部组件来提供高质量的输出功率而专门设计的。LM4890 不需要外部的耦合电容或者自举电容,所以非常适用移动电话和其他低压应用,这些应用中的主要要求是功耗尽可能小。

LM4890 的主要特征是关断模式下功耗低。当关断引脚的电平为低时即可进入关断模式。另外,LM4890

还有一个特征是内部的热关断保护机制。

LM4890 包含一个特殊电路用来消除从开启到关断转换时产生的噪音。

LM4890 的单位增益是稳定的,它可以通过设置外部的增益电阻来配置。

注:BTL,(Bridge-Tied-load)意为桥接式负载。负载的两端分别接在两个放大器的输出端。其中一个放大器的输出是另外一个放大器的镜像输出,也就是说加在负载两端的信号仅在相位上相差180°。负载上将得到原来单端输出的2倍电压。从理论上来讲电路的输出功率将增加4倍。BTL电路能充分利用系统电压,因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中。在汽车音响中当每声道功率超过10w时,大多采用BTL形式。BTL形式不同于推挽形式,BTL的每一个放大器放大的信号都是完整的信号,只是两个放大器的输出信号反相而已。用集成功放块构成一个BTL放大器需要一个双声道或两个单声道的功放块。但是并不是所有的功放块都适用于BTL形式,BTL形式的几种接法也各有优劣。典型的功放集成块有TDA2030A LM1875 LM4766 LM3886 TDA1514等。

三、应用说明

1、桥式结构的例子

如图1 所示,LM4890 内部有两个运算放大器,可以有一些不同的放大器结构。第一个放大器的增益可由外部设置,而第二个放大器的增益是内部固定的单位增益,反向结构的。第一个放大器的闭环增益由Rf 和Ri 的比值来确定,第二个放大器的增益由内部两个10kΩ 的电阻固定。图1 可以看出,第一个放大器的输出作为第二个放大器的输入,这样使得两个放大器的输出在幅值上是相等的,而相位上相差180 度。因此,整个电路的差分增益为

AVD=2*( Rf/ Ri)

通过Vo1 和Vo2 来差分驱动负载这种结构叫做“桥式结构”。桥式结构的工作不同于经典的单端输出而载的另一端接地的放大器结构。和单端结构的放大器相比,桥式结构的设计有其独特的优点。它可以差动驱动负载,因此在工作电压一定的情况下输出电压的摆幅可以加倍。在相同的条件下,输出功率是单端结构的4 倍。为了选择放大器的闭环增益而不至于导致额外失真,请参考音频功率放大器的设计部分。桥式结构,比如LM4890 中的应用,和单端结构相比还有另外一个优点。由于是差分输出,Vo1 和Vo2偏置在1/2 的VDD,因此在负载上没有直流电压。这样就不需要输出耦合电容,而在单电源供电单端输出的放大器中这个电容是必需的。没有输出耦合电容,负载上1/2VDD 的偏置可以导致集成电路内部的功耗和可能的响度损失。

(1)功耗

不管是桥式的还是单端的,在设计一个成功的功放的时候,功耗是一个主要的考虑因素。桥式放大器输出到负载上的功率增大会直接导致内部功耗的增加。由于LM4890 在内部集成了两个运算放大器,因此最大的内部功耗是单端结构的4 倍。对于一个应用来说,最大的功耗可由功耗曲线图或者方程(1)得出

PDMAX=4*(VDD)2/(2π2RL) (1)

最大的结温TJMAX 不能超过150℃。TJMAX 使用PDMAX 和PCB 面积由功耗曲线上得出。额外的铜铂可使应用的内部电阻减小到150℃/W,从而导致高的PDMAX。额外的

铜铂可有任何连接LM4890 的导线引入。当连接VDD,GND,和输出PIN 脚的时候这种影响尤其明显。如过TJMAX 超过150℃就必须要有一定改变。这些改变包括减小供电电压,高的负载阻抗,或者减小周围的温度。内部功耗是输出功率的函数。请参考典型的功耗曲线来得到不同输出功率和输出负载下的功耗的信息。

(2)电源直通

对于任何放大器,适当的电源直通对于低噪音性能和高的电源抑制比十分关键。电源引脚和bypass引脚上的电容应该尽可能地靠近器件。典型的应用都采用5V电压和10uF 的钽电容或电气电容和陶瓷电容,用来稳定供电电压。但LM4890 的电源节点的仍需要直通滤波。直通电容尤其是CB 的选择由PSRR 的要求、毛刺和pop 性能、性能耗费和大小限制决定。

(3)关断功能

为了在不使用时能减小功耗,LM4890 含有一个关断引脚用来通过外部关断放大器的偏置电流。当关断引脚的逻辑电平为低时,放大器就被关断。把关断引脚连接在地线上可以使LM4890 的关断时的漏电流达到最小。当关断引脚的电压小于0.5VDC 时,器件将不能工作。关断引脚接地时的漏电流可能会比典型的关断电流0.1uA 要大一些。

在许多的应用中,常用微控制器或微处理器的输出来控制关断电路以便于使电路快速平稳的转换到关断模式。另外一个方法就是使用单极单掷的开关在外部连接一个上拉电阻。当开关合上时,关断引脚接地使得放大器不能工作。当开关断开时,外部的上拉电阻将使得LM4890 工作。这种方案确保了关断引脚不会悬空,因此不会导致不希望的状态改变。(4)外部组件的适当选择

在集成功率放大器的应用中,适当的外部组件选择对于优化器件和系统的性能十分关键。由于LM4890对于外部组件的要求很宽松,因此必须考虑外部元件的值使得系统的整体性能最佳。LM4890 单位增益非常稳定,这就给予设计者最大的系统灵活性。LM4890 应该使用低增益结构,这样可使THD+N 最小而使得信噪比最大。低增益结构需要大的输入信号来获得一定的输出功率。一般要求从信号源比如音频解码器获得的输入信号等于或者略大于1Vrms。请参考音频放大器的设计部分来获得更完整的关于适当增益选择的解释。

除增益外,放大器的另一个主要考虑因素是放大器闭环回路的带宽。在很多情况下,带宽是由外部组件的选择决定的,如图(1)所示。输入耦合电容Ci 组成第一级高通滤波器,它限制了低频信号的反应。这些值的选择应该基于特定条件下对频率响应的要求。

(5)输入电容大小的选择

大的输入电容不仅昂贵,而且对于便携式设备的设计来说占空间。显然,一定大小的电容用来耦合进低频信号而不至于使其变弱是必要的。但是在很多情况下,便携式系统中的喇叭,不管是外置的还是内置的,几乎都不能使频率低于100Hz 到150Hz 的信号重生。因此使用大的输入电容将不会提高系统的实际性能。

另外,系统的花销和大小、毛刺和pop 性能也受输入耦合电容Ci 大小的影响。大的输入电容需要更多的电荷来达到它需要的静态电压DC(一般是1/2VDD)。这些电荷来自输出经由反馈而且容易产生pop 噪音。因此,在需要的低频响应的基础上,使输入电容的尽可能小能使开机的pop 噪音最小。除了输入电容要尽可能小,直通电容的大小也必须仔细考虑。直通电容CB 决定了LM4890 的开启速度,因此它是使开启pop 噪音最小的最关键组件。LM4890 的输出信号相对于静态电压DC 变化越慢,开启的噪音就越小。选择1.0uF 的CB和和小的Ci(0.1uF 到0.39uF)可以使关断时无毛刺和噪音。在器件正常工作的情况下(无高频和低频的振荡),CB 为1.0uF 时,器件将更容易受毛刺和pop 噪音的影响。因此,除了在非常敏感的设计中,都建议使CB 为1.0uF。

(6)音频功率放大器的设计

一个1W/8Ω 的音频放大器

要求:

功率1Wrms

负载阻抗8Ω

输入电平1Vrms

输入阻抗20kΩ

带宽100Hz 到20kHz±0.25dB

一个设计者必须首先确定最小供电电压的来获得一定要求的输出功率。通过推测输出功率与供电电压的曲线中可以很容易找出。第二种确定的方法是利用方程(2)和输出电压来计算所需的Vopeak。用这种方法,

最小的电压为(Vopeak+(VODTOP+VODBOT)),其中VODTOP 和VODBOT 是从dropout 电压和供电电压的曲线推测出来的。

Vopeak=(2RLPO)1/2 (2)

在许多应用中,5V 是标准的电压。常把它作为供电电压。额外的供电电压会产生大的电压摆动余度,

从而允许高于1W 的峰值而不至于失真。此时,设计者必须确保供电电压的选择与输出阻抗没有违背功耗

部分所说过的条件。一旦功耗方程确定,所需的差分增益可由方程(3)来确定。

AVD≥(PORL)1/2/(VIN)=Vorms/Vinrms (3)

Rf/Ri=AVD/2

从方程(3),最小AVD 是2.83,我们使用AVD=3。我们期望的输入阻抗是20kΩ,AVD=2,Rf/Ri=1.5/1,取Ri=20kΩ,Rf=30kΩ。最后的设计步骤是确定带宽,它由两个频率下降3dB 的点来确定。此点频率的5 倍处是下降0.17dB。这比要求的0.25dB 更好。fL=100kHz/5=20Hz

fH=20kHz*5=100kHz

如在外部组件部分所述,Ri 和Ci 组成一个高通滤波器。

Ci≥1/(2π*20kΩ*20Hz)=0.397uF;

我们使用0.39uF。高频截止点由所需的高频截止频率fH,差分增益AVD 来确定。

在AVD=3,fH=100kHz 时,GBWP=150kHz,这比LM4890 的4MHz 的GBWP 要低得多。这说明,设计者要设计一个高差分增益的放大器,LM4890 仍然可以被采用而不至于使其进入带宽限制的条件。

(7)更高增益的音频放大器

LM4890 的单位增益非常稳定。在典型的应用中,除了增益设置电阻、输入耦合电容和适当的电源直

通滤波,它不需要其他外部组件。但是,当需要闭环增益大于10 的时候,就需要一个反馈电容C4,如图2 所示。这个反馈电容组成一个低通滤波器来消除可能产生的高频振荡。在计算-3dB 频率的时候必须注意,因为R3 和C4 不适当的组合会导致20kHz 之前rolloff。典型的不导致音频范围内高频rolloff 反馈电阻和电容的组合是R3=20kΩ 和C4=25pf。这些组件使得-3dB 点大约在320kHz。在低于100kHz 时,反馈电阻和

电容并不建议使用。

一个简单功放设计制作与电路图分析

一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 - dickmoore的日志 - 网易博客 默认分类 2009-11-09 19:01 阅读32 评论0 字号:大中小 一个简单功放设计制作与电路图分析|电路图 电子资料 2009-11-06 11:15 功放电路图 一个简单功放设计制作与电路图分析 我的电脑音响坏了快一年了,每次看电影都用耳机,每次用的耳朵都痛,很不爽.因此就想亲手做一个小功放用用,前几天又去了趟电子市场发现有LM386,很便宜,所以干脆用386做了一个单声道的功放先用着,有时间把另外一个声道也加上.在这里把功放设计到调试基本完成的过程写写,纪念这个过程. 1.设计 我们是听听就算的门外汉,对20~20K的音域也不是完全敏感.所以幅频特性不用考虑太多,但是自己要用得爽声音一定要大,因此LM386一般的输出功率肯定是不够拉(好像极限功率也就1W左右,具体还是看芯片资料吧),所以就浪费些多加个LM386做成BTL电路,提高一倍再说.设计出来的电路就是这个样子,原理很简单,就不说了 2.调试 a. 两个104的电容本来是用来隔直的,不过好像电脑主板和声卡上出来的音频都不带直流成份,而且用104时输入电平 比较高的时候声音有失真,(估计是低频过滤在输入电平高的时候人听起来比较明显).于是去掉两个104的电容. b. 在这个时候上电(我用的是12V),接上我的MP3一听,嗯!还不错,可是就是杂声比较厉害,调了调R1的大小,当R1被 调到最大的时候杂声没有了,最小的时候也没有了(这不是废话么,最小的时候输入都没有了 .把连接到功放的音频线拔了也没杂音了,原因可能有两个音频线上有电容在输入电阻R1比较小的时候,和LM386自激产生杂音,一放大就不得了了.于是决定R1就直接调到50K,音量就让MP3调去吧. c. 好像一切都没有问题了,拿到电脑上吧,刚接上去,嗯声音停大,不错!!刚以为要完事,电脑里一首歌就放完了,本来该是安静的却听见喇叭里噼噼啪啪,这个噪声奇了怪了,开始还是以为是R1的问题,索性就把R1去掉(反正LM386也不希罕从前级得到能量),噪音仍然存在,怀疑是主板上的高频噪声,于是在输入端并上一个102的电容---不起作用.这个电容也不敢并大了,大了要影响高频特性.又怀疑是功率大了C1吃不消,于是又在电源上并了一个100uF的电容,还是不行....... d. 就在这个时候用手一抓我的功放输入端的焊点,好了!没杂音了,仔细一想,原来是这样:我从电脑接出来的线是一个声

集成运放基本运算电路的分析与设计

实验报告 实验名称集成运放基本运算电路的分析与设计 课程名称模电实验 院系部:控计专业班级: 学生姓名:学号: 同组人:实验台号: 指导老师:成绩: 实验日期: 华北电力大学 一、实验目的和要求 1.掌握使用集成运算放大器构成反相输入比例运算电路、同相输入比例运算电路、反相输入求和运算电路、减法运算电路的方法。2.进一步熟悉该基本运算电路的输出与输入之间的关系。 二、实验设备 1.模拟实验箱 2.数字万用表 3.运算放大器LM324 4.10K、20K、100K的电阻若干

5.模拟实验箱上有滑动变阻器可供同学使用 三、实验原理. 实际运放具有高增益、低漂移、高输出阻抗、低输出阻抗、可靠性高的特点,可视为理想器件。运放的理想参数: 1.开环电压增益 A=∞vd2.输入电阻 R=∞,R=∞icid3.输出电阻 R =0 o4.开环带宽 BW= ∞ KCMR =∞.共模抑制比5 .失调电压、电流6 、=0VI=0 ioio 根据分析时理想运放的条件,得出两个重要结论: =V 虚开路:I=0 V虚短路:i+-下图为反相比例运算放大器与同相比例运算放大器。 四、实验方法与步骤: 1.反向输入比例运算 按实验原理中所示电路接线,接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号U,测量对应的输出信号U的值,算出A,将实验值与理论值uiO相比较,分析误差产生的原因。 2.同向输入比例运算 参照反相输入比例运算的电路,设计比例系数为6的同相比例运算电路,设计出相应的电路图及表格,得到四组数据。并将测量值与设计要求进行比较。 输入电压不能过大,要保证运放工作在线性区。

3.反向输入比例求和运算 按实验原理中所示电路接线,接通电源。从实验箱的直流信号源引入输入信号U,测量对应的输出信号U的值,算出A,将实验值与理论值uOi相比较,分析误差产生的原因。 4.减法运算 参照反相输入求和运算的电路,设计比例系数为5的减法运算电路,设计出减法运算的电路图及相应的表格,得到四组数据。然后将测量值与设计要求进行比较。. 输入电压不能过大从而保证运放工作在线性区。五、实验结果与数据处理反向输入比例运算(V) U i U(V) o A 实验值u A-5 计算值 -5 -5 -5 u同向输入比例运算自行设计的电路图 自行设计的表格 (V)i (V) U o A 实验值u A6 6 6 6 计算值u反向输入求和运算 U(V) i1U-1 1 -1 (V) 1 i2U实验值o U计算值o减法运算自行设计电路图 自行设计表格 U (V) i1. -1 1 -1 1 (V) U i2U 实验值o U 计算值o六、思考题第

经典运放电路分析

从虚断,虚短分析基本运放电路 运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出及输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出 Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了! 今天,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。 1)反向放大器: 图1 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,

复杂直流电路的分析与计算试题及答案

基尔霍夫方程组 基尔霍夫方程组 (1)基尔霍夫第一方程组又称结点电流方程组,它指出,会于节点的各支路电流强度的代数和为零 即:∑I = 0 。 上式中可规定,凡流向节点的电流强度取负而从节点流出的电流强度取正(当然也可取相反的规定),若复杂电路共有n个节点,则共有n-1个独立方程。 基尔霍夫第一方程组是电流稳恒要求的结果,否则若流入与流出节点电流的代数和不为零,则节点附近的电荷分布必定会有变化,这样电流也不可能稳恒。 (2)基尔霍夫第二方程组又称回路电压方程组,它指出,沿回路环绕一周,电势降落的代数和为零 即:∑IR —∑ε= 0。 式中电流强度I的正、负,及电源电动势ε的正、负均与一段含源电路的欧姆定律中的约定一致。由此,基尔霍夫第二方程组也可表示为:∑IR = ∑ε 。 列出基尔霍夫第二方程组前,先应选定回路的绕行方向,然后按约定确定电流和电动势的正、负。 对每一个闭合回路都可列出基尔霍夫第二方程,但要注意其独立性,可行的方法是:从列第二个回路方程起,每一个方程都至少含有一条未被用过的支路,这样可保证所立的方程均为独立方程;另外为使有足够求解所需的方程数,每一个方程都至少含有一条已被用过的支路。 用基尔霍夫方程组解题的步骤: 1.任意地规定各支路电流的正方向。 2.数出节点数n,任取其中(n-1)个写出(n-1)个节点方程。 3.数出支路数p,选定m=p-n+1个独立回路,任意指定每个回路的绕行方向,列出m 个回路方程。 4.对所列的(n-1)+ (p-n+1)=p个方程联立求解。 5.根据所得电流值的正负判断各电流的实际方向。

第九章 复杂直流电路的分析与计算 一、填空题 1.所谓支路电流法就是以____ 为未知量,依据____ 列出方程式,然后解联立方程得到____ 的数值。 2.用支路电流法解复杂直流电路时,应先列出____ 个独立节点电流方程,然后再列出_____个回路电压方程(假设电路有n 条支路,m 各节点,且n>m )。 3.图2—29所示电路中,可列出____个独立节点方程,____个独立回路方程。 4.图2—30所示电路中,独立节点电流方程为_____,独立网孔方程为_______、______。 5.根据支路电流法解得的电流为正值时,说明电流的参考方向与实际方向____;电流为负值时,说明电流的参考方向与实际方向____。 6. 某支路用支路电流法求解的数值方程组如下: 1020100202050 2321321=-+=--=++I I I I I I I 则该电路的节点数为____,网孔数为___。 7.以___ 为解变量的分析方法称为网孔电流法。 8.两个网孔之间公共支路上的电阻叫____ 。 9.网孔自身所有电阻的总和称为该网孔的_______。 图2—36 图2—37 图2—38 10.图2—36所示电路中,自电阻R 11=____,R 22=_____,互电阻R 12=___。 11.上题电路,若已知网孔电流分别为I Ⅰ、I Ⅱ,则各支路电流与网孔电流的关系式为: I 1=___、I 2=____、I 3=____。 12.以____ 为解变量的分析方法称为结点电压法。 13.与某个结点相连接的各支路电导之和,称为该结点的_____ 。 14.两个结点间各支路电导之和,称为这两个结点间的____ 。 15.图2—42所示电路中,G 11=_____ 、 G 22=_____ 、G 12=_____ 。 图2—42 图2—41

音响灯光汽车功放电源电路分析

音响灯光汽车功放电源电路分析 时间:2010-09-20 10:13来源:unknown 作者:admin 点击:5次 汽车功放电源电路分析2010-06-10 18:43一。电源电路采用开关电源方式,将蓄电池的+12V直流电变换成为±22V供功放电路使用。它由一片集成电路TL494CN和几只大功率场效应管以及一只开关变压器等组成了比较典型的并联型开关稳压电路。为了提高输出功率。两路开关管均采用双管并联的方式,即Q1和Q2并联,Q3和Q4并联。在电路中,B+端接蓄电池的正极,REMOTE为开机控制端。开机时,控制电压+12V通过D4加到TL494的电源脚12脚,其14脚输出基准电压5V,13脚为输出状态控制端,当13脚接地时,两路输出晶体管同时导通或截止,形成单端工作状态。在图中,13脚与14脚相连,形成双端工作状态,其内部两路输出晶体管交替导通。TL494的⑤脚和⑥脚上外接的电阻R9和电容c4及内部电路组成振荡电路,可输出约几十千赫的振荡信号。该信号经片内处理后,从⑨脚和⑩脚输出两路相位差180度、宽度可变的调制脉冲,加到Q1、Q2和Q3、Q4的基极,使两路开关管轮流处于饱和与截止状态。在变压器B1初级得到的交流脉冲电压感应到次级绕组,经高频整流滤波后获得末级功放所需的±22V直流电压;再经过7815、7915稳压后得到±15V的直流电压作为功放前级的电源。从次级输出电压反馈回来的电压分别经R15与R13和R14与R12分压送到TL494的误差放大器的同相输入端①脚和反相输入端②脚。当输出的±22V电压不稳时,反馈到①脚和②脚的电压经片内误差放大器放大后,调整振荡脉

功放电路设计说明书

功率放大器(OTL ) 一、基本原理及原理图 下图为乙类推挽功率放大器的电路原理图。图中,Q1和Q2为两个特 性配对的互补功率管(NPN 型和PNP 型);若忽略功率管发射结导通电压,则当V1正半周时,NPN 型Q1管导通、PNP 型Q2管截止,i 1C (≈i 1E )为处于正半周的半个正弦波;当V1负半周时,Q1管截止、Q2管导通,i 1C (≈i 1E )为处于负半周的半个正弦波,通过R L 的电流i L = i 1E -i 2E ,合成完整的正弦波。但在实际电路中由于有导通电压,零偏置会使输出电压波形产生交越失真,图中选用二极管偏置电路为互补功率管加合适的偏置电压,使之工作在乙类状态,减小失真且具有高热稳定性;采用单电源供电(加大容量的C3)使两互补管电压均是2 1V CC ;互补管间加两个电阻帮助两管散热;输入信号为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压,产生自举效应;设计合适的参数使此电路高效地使功率放大相应的倍数驱动负载。 功率放大器电路原理图 二、设计步骤 1.设计要求: (分立元件)设计并仿真功率放大器(OTL ),要求: ① 电压增益:5倍以上

②负载:0.5W以上(8Ω扬声器) ③频率范围:20Hz~20kHz 2.设计过程: ①电源的选取: 由P=I2R L =U2/R L (R L =8Ω)得U=2V ∴U P P-=2×2√2≈5.7V ∴V CC =15V ②电阻的选取: P=I2R L =U2/R L ,令U=3v,I L R = 2 1U P P- /R L ≈350mA (β=100) ∴i 1 B =I L R /β=3.5mA 取i 3 R =20mA ∴R 5+R 6 =3/(20mA)≈150 ∴R 5 =10Ω,R 6 =90Ω ∵R2/(R 1+R 2 +R 9 )=3+0.7=3.7 即R 1 /(R 2 +R 9 )≈4 取调试好的R 1=10kΩ,R 2 =41kΩ(R 2 为1kΩ,起保护作用;R 9 可 调) 令R 3=600Ω,R 4 可调,不要取太大,起到作用即可 取R 7=R 8 =1Ω(一般取小点) ③电容的选取: C1=10uF,C2=47uF,C3=470 uF (电容大,交流压降趋于零) 三、仿真调试 1. 仿真电路图:

奇声AV-757DB功放电路原理与分析

奇声AV-757DB功放电路原理与分析 奇声A V-757DB功放电路原理与分析整机电路由系统控制、信号源选择、杜比定向逻辑解码、卡拉OK、前置、功放与保护等电路组成,如图2-63所示。 (1).系统控制电路 系统控制电路由IC501(767DB)和有关外围元件组成,如图2-64所示。 767DB是微处理器集成电路,内部结构及引脚功能(见表2-6)均与89C55基本相同。 767DB根据键矩阵电路送入的键控指令脉冲,去控制杜比环绕声解码等电路的工作,同时驱动LED显示电路显示整机的工作状态。 767DB⑦脚为复位端,外接复位电容C501。在每次开机时,+5V电压均会经C501在⑨脚产生一个高电平脉冲电压,使微处理器内部电路清零复位,进入初始化状态。 767DB⑦脚为工作模式控制端,外接控制开关K702-2,可分别选择DSP声场处理、PRO杜比定向逻辑解码、3CH三声道和2CH二声道共四种工作模式。 IC502(4094)在微处理器767DB的作用下,通过C1~C3、D1和D2的输出信号去控制杜比定向逻辑解码电路。

(2).信号源选择电路 信号源选择电路由电子开关集成电路IC001(4052)、转换开关K001和有关外围元件组成,如图2-65所示。 K001为四挡转换开关,可控制IC001⑨脚和⑩脚的电平,从而控制其内部的电子开关,分别选择ID,VCD、TAPE和TUNER四路音频信号。

(3).杜比定向逻辑解码电路 杜比定向逻辑电路由IC704(M69032P)和IC2701(YSS228)、IC702(4053)等组成,见图2-66和图2-67。 信号源选择电路选出的左、右声道音频信号分别从IC2704的(15)脚和(22)脚输人,经环绕声解码处理后的左、右声道信号分别从(32)脚和(33)脚输出,经信号直通/解码处理转换继电器J801送往前置放大电路的E端和F端。中置声道信号从(38)脚输出,经C761送往前置放大电路的C端。 解码后的环绕声道信号从IC704(39)脚输出,经IC702转换后送入IC701进行延时处理。延时处理后的环绕声信号经IC704(47)脚内部的7kHz低通滤波器滤波后从其(42)脚馈入,再经杜比B降噪电路降噪后,从(29)脚输出,经C762送往前置放大电路的D端。 IC704的(36)脚外接中置声道模式控制电路,(23)脚~(25)脚接受来自微处理器IC501的测试控制信号和IC502的调配组合转换控制信号。IC501还通过DA TA、CLK和REQ信号对IC701进行控制。 IC704(34)脚输出L+R信号,经C765、11743加至前置放大器的B端。

动态电路的分析与计算

1 .如图所示的电路中,电源电压不变?闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时, 变小的是( ) A. 电压表V 示数 B. 电压表V 示数与电流表A i 示数的乘积 C. 电流表A i 示数 D. 电压表V 示数与电流表A 示数的乘积 2.如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同?当开关闭合时,电流表读数最大 开关S 2闭合,开关S i 断开 5 .在如图所示的电路中,电源电压不变,R 2=10 0.2A .两开关都闭合时,电流表的示数为0.5A , 6 .如图甲所示电路,闭合开关S 后,两相同电压表的指针偏转都如图乙所示,( ) A. 电压表V i 的读数为i.5V B. 电压表V 2的读数为7.5V C . L i 和L 2两灯的电阻之比为i : 5 D . L i 和L 2两灯的电压之比为i : 4 的是( A. 只有甲 B. 只有乙 C. 甲和丙 D. 甲和丁 L i 、 L 2均正常发光.则( ) B . C . D. 甲是电流表, 甲是电压表, 乙是电流表, 乙是电压表, 丙是电压表 丙是电流表 丙是电压表 丙是电流表 4 .如图所示的电路,电源两端的电压一定,开关S i 闭合,如果要使电压表的示数减小, 电流表的示数增大,则下列操作中可行的是( A . B . C . 滑动变阻器的滑片P 向上移 滑动变阻器的滑片P 向下移 开关S 2闭合,滑动变阻器的滑片P 向下移 D. Q . S i 闭合、S 2断开时,电流表的示数为 则电阻R i = Q . 乙A . 3 .如图所示的电路中,甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表.闭合开关S 后,灯

OCL功率放大器的设计报告解析

课程设计报告 题目:由集成运放和晶体管组成的OCL 功率放大器的设计 学生姓名:郭二珍 学生学号: 07 系别:电气学院 专业:自动化 届别: 2015年 指导教师:廖晓纬 电气信息工程学院制 2014年3月

OCL功率放大器的设计 学生:郭二珍 指导老师:廖晓纬 电气学院10级自动化 1、绪论 功率放大器(简称功放)的作用是给音频放大器的负载R L(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出信号的非线性失真尽可能地小,效率尽可能高。 OCL是英文Output Capacitor Less的缩写,意为无输出电容的功率放大器。采用了两组电源供电,使用了正负电源。在输入电压不太高的情况下,也能获得较大的输出频率。省去了输出端的耦合电容,使放大器的频率特性得到扩展。OCL 功率放大器是一种直接耦合的功率放大器,它具有频响宽、保真度高、动态特性好及易于集成化等特点。性能优良的集成功率放大器给电子电路功放级的调试带来了极大的方便。集成功率放大电路还具有输出功率大、外围元件少、使用方便等优点,因此在收音机、电视机、扩音器、伺服放大电路中也得到了广泛的应用。 功率放大器可分为三种工作状态:(1)甲类工作状态Q点在交流负载的中点,输出的是一种没有削波失真的完整信号,但效率较低。(2)乙类工作状态Q点在交流负载线和IB=0输出特性曲线的交界处,放大器只有半波输出,存在严重的失真。 (3)甲乙类工作状态Q点在交流负载线上略高于乙类工作点处,克服了乙类互补电路产生交越失真,提高了效率。 因此,本设计可采用甲乙类互补电路。

2、内容摘要 本设计中要求设计一个由集成运放和晶体管组成的OCL功率放大器。在输入正弦波幅度Ui等于200mV,负载电阻R L等于8Ω的条件下最大输出不失真功率P ≥2W,功率放大器的频带宽度BW≥80Hz~10KHZ o 功率放大电路实质上是能量转换电路,它主要要求输出功率尽可能大,效率尽可能的高,非线性失真尽可能要小,功率器件的散热较好。 本设计选用的是双电源供电的OCL互补推挽对称功放电路。 此推挽功率放大器的工作状态为甲乙类,其目的是为了减少“交越失真”。 由于两管的工作点稍高于截止点,因而均有一很小的静态工作电流I CQ。这样,便可克服管子的死区电压,使两管交替工作处的负载中电流能按正弦规律变化,从而克服了交越失真。 OCL互补推挽对称功放电路一般包括驱动级和功率输出级,前者为后者提供一定的电压幅度,后者则向负载提供足够的信号频率,以驱动负载工作。 因此,需要设计两部分,即驱动级和功率输出级。

功率放大电路分析

B类OTL功率放大电路原理 发布: | 作者:--| 来源: --| 查看:351次| 用户关注: 三极管Hi-Fi放大器的功率级大部分使用B类SEPP.OTL功率放大电路。因为B类放大电路功率较高,最高达78.5%,除非是发烧级的音响,为求完美的不失真才会用A类。就三极管的散热以及电源电路的容量,B类都比A类好很多。PP电路中虽然有输出电路产生的偶次高谐波可互相抵销的优点,但实际上, 三极管Hi-Fi放大器的功率级大部分使用B类SEPP.OTL功率放大电路。因为B类放大电路功率较高,最高达78.5%,除非是发烧级的音响,为求完美的不失真才会用A类。就三极管的散热以及电源电路的容量,B类都比A类好很多。PP电路中虽然有输出电路产生的偶次高谐波可互相抵销的优点,但实际上,主放大器推动PP电路中的A类驱动级就会产生二次高谐波,因此高谐波还是很多。不过,B类PP电路为减少交叉失真,须特别注意偏压的稳定。以下介绍几个代表性的B类SEPP.OTL电路 图a 半对称互补OTL放大电路 图b 全对称互补OTL放大电路

图一输入变压器式功放电路输入变压器式SEPP电路如图一,利用输入变压器进行相位反转作用。线路简单而中心电压又稳定,如果使用两电源方式,可简单剪掉输出电容器。又,输出短路时,不容易流出大电流,对过载引起的破坏,有很大的防止作用。不过因为输入变压器的影响,不能有较深的负反馈,所以不能获得较低的失真,在高频特性及失真会显著恶化是主要缺点。 CE分割方式

图二CE分割方式 如图二所示,利用三极管Q1 集电极与发射极之相位相反进行反向的方式,与真空管的PK分割相同。因为可以由NPN型三极管构成,所以很容易找到特性整齐的三极管。但是,因为有电路比较复杂,需用的交连电容多,低频特性不好,所以一直不能成为主流的电路。 互补方式

集成运放基本应用之一—模拟运算电路

集成运放基本应用之一—模拟运算电路

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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性: 在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运算放大器称为理想运放: 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性: (1)输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O=A ud(U+-U-) 由于A ud=∞,而U O为有限值,因此,U+-U-≈0。即U+≈U-,称为“虚短”。

(2)由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5-1所示。对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的 关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R 2=R 1 // R F 。 图5-1 反相比例运算电路 图5-2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3=R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5-3(a)是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为 i 1 F O )U R R (1U + = R 2=R 1 / R F 当R 1→∞时,U O =U i ,即得到如图5-3(b)所示的电压跟随器。图中R 2=R F , i 1 F O U R R U -=

运放电路分析

从虚断,虚短分析基本运放电路 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的 时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的 输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi ,那是一个反向放大器,然后得出 Vo=-Rf*Vi 今天,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。 1)反向放大器: 图 1 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

基于LM386的功放电路设计

基于LM386的简单功放系统设计 一、系统概述、设计思路 功率放大器的作用是给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出概率。当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出的信号的非线性失真尽可能小,效率尽可能高。 LM386是美国的国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20,但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻或电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。输入端以地为参考,同时输出端被自动地偏置到电源电压的一半,工作电压范围宽,4~12V 或5~18V,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mV,且外围元件少。 二、系统组成及工作原理 (1)外形与引脚功能 LM386是8引脚双排直插式塑料封装结构,其外形与引脚排列如图所示, 2脚为反向输入端,3脚为同向输入端,5脚为输出端,6脚与4脚分别为电源和地端,1脚和8脚为电压增益设定端;使用时,引脚7和地之间接旁路电容,通常为10uf。 (2)其内部电路如下 由图可知,该集成OTL型功放电路的常见类型,与通用型集成运放的特性相似,是一个三级放大电路:第一级为差分放大电路;第二级为共射放大电路;第三级

为准互补输出级功放电路。 第一级为差分放大电路,T1和T3、T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。 第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,可以消除交越失真。 引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,故为OTL电路。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。 电阻R7从输出端连接到T2的发射极,形成反馈通路,并与R5和R6构成反馈网络,从而引入了深度电压串联负反馈,使整个电路具有稳定的电压增益。 当1脚和8脚之间开路时,电压增益为26db;若在1脚和8脚之间接阻容串联元件,则增益可达46DB,改变阻容值则增益可在26db-46db之间任意选取。电阻值越小增益越大。 (3)功能框图 LM386集成功放属于直接耦合的多级放大器结构,它是一个三级放大电路,如下图所示。 输入级由差分放大器组成,它可以克服直接耦合产生的零漂现象,使电路工作稳定。中间放大要求有较高的电压增益,因此由共射放大电路组成,它为输出级提供足够大的信号电压。输出级要驱动负载,所以要求输出电阻小,输出电压幅度高,输出功率大,因此采用互补对称功放电路。 (4)设计电路图

电路的分析与计算

电路的分析与计算 主要内容: 1、电路结构与状态分析 2、电路中的能量分析 3、含电容电路的分析与计算 4、电路动态分析 一、电路结构与状态分析 1、电路结构的分析 在处理电路问题中,首先要能够认识电路的结构,画出清晰的等效电路图。在实际操作中,一般可采用下述方法画等效电路图。 A、利用“回路法”画等效电路图 具体做法: 在部分电路中假设电流的起点,根据电流经过各元件的先后情况确定串、并联关系。 原则: 电流要由高电势流向低电势,每流过一个阻值为R的电阻,电势就降低一个IR。 例如: 如下图在初中我们常见的一个电路就可以采用这种方法来分析。 假设a点接电源正极,b点接电源负极,则电流的流向为: ①a→R1→c→E→b ②a→F→d→R2→c→E→b ③a→F→d→R3→b 可见电流从电源正极出发,分别经3个电阻又回到电源负极,所以三个电阻为并联关系。 如图:

B、利用“等势法”做等效电路图 对于一段电路,根据U=IR可知: ①若I≠0,R=0,则U=0,即:等势(如,理想导线) ②若I=0,R≠0,则U=0,即:等势(如,断路支路) 所以,无电阻的导线或无电流的电阻上,各个点的电势相等。 画等效电路图时,可将它们缩为一点,也可以将其变成任意形状的导线。下面我们再利用“等势法”来重新画上面电路的等效电路。 由图可知: a-F-c为一根导线各点电势相同,所以可减化为一点a',与a'连接的电阻我们可以画符号“√”。 d-E-b为一根导线,各点电势相同,也可以减化为一点b',与b'连接的电阻我们画符号“×”,可见三个电阻均连接在a'b'间,(由符号“√”、“×”可看出),为并联关系。 如图: C、电学元件或仪表在电路中的等效 ①理想电压表: 内阻为无穷大,所以其所在支路为断路。与电压表串联的电阻由于没有电流流过,所以电阻两端没有电势的降落,即等势,可视为一根导线。 ②理想电流表: 内阻为0,所以其可视为一根导线。与电流表直接并联的电阻,由于电流走捷径,都通过电流表,没有电流流过电阻,电阻被短路。

OCL功放电路详解与维修

OCL功放电路调试与维修总结 本功放采用最简洁的单差分OCL功放电路。 输入级Q1、Q2按惯例采用差分放大级,但与一般常见电路稍不同的是采用PNP管,这与采用NPN管相比,两管配对容易且一致性好,噪声较低。 第二级Q3为主电压放大级,它提供大部分电压增益。但未采用常见的“自举”电路,大功率放大器采用“自举”电路,对增大输出功率意义不大,且能省去一个对音质有影响的电解电容,并有利于减少元件简化电路,C12为相位补偿电容。 IC1、R12、D4、C14、R13、Q8、K1等组成功放过载保护电路,当负载发生短路时,继电器动作切断功放电源,保护功放电路避免故障扩大化。当负载短路 故障排除自动恢复工作。 因 电路板上搭锡,线路明显损坏 引起的故障可以直接排查解 决。 1、现象:无电; 解决方案:查找变压器有无电 压输出;无,查看保险丝是否 损坏;未损坏,则查找变压器 有无市电输入;无,察看保险 丝管是否接触不良或未接触, 查电源线是否损坏。 2、现象:输出小 解决方案:查看电阻是否装 错,分别查2.7K(常见错装为 4.7K,100K,10K等),100K (常见错装为10K,4.7K);电 阻阻值正确的情况下,检查差 动放大电路后的C2383是否 良好。 3、现象:输出大 解决方案:察看电阻是否装 错,如100K装为150K等。 4、现象:波形失真 解决方案:察看电阻是否装 错,如4.7K电阻装错,10K 电阻装错。电位器阻值无限大(半波)等。 5、现象:无声音输出 解决方案:检查有无管子损坏,输入短路、断路,0欧姆电阻缺失、损坏等。 6、现象:开码后不断自保护

解决方案:查有无2N4007虚焊,装反,检测电路板铜线有无断开,5W水泥电阻有无损坏等。 7、现象:开码后,功率瞬时达到最大,又逐渐减小 解决方案:查缺0.1uF电容。 8、现象:交付使用后,出现半夜机鸣,不定时开机 解决方案:查功放板缺0.1uF电容两个。 9、现象:输出声音有电流声 解决方案:查7805输出电压波动,将其供电端的1000uF电容更换为2200uF电容(较少出现)。 10、现象:在元器件都正确无损的情况下,输出略微大或小 解决方案:可以对100K电阻进行其它阻值代替。 11、现象:波峰略有失真 解决方案:查2N5408有一脚虚焊。

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案) 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测,并通过三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示,分别测量该电路的输出情况,并分析电压放大倍数。 R1 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 R1 15kΩR2 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 函数信号发生器函数信号发生器 (a)无反馈电阻(b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim) 【信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1.集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似,主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成,如图3.3所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成;中间级的作用是获得较大的电压放大倍数,可以由共射极电路承担;输出级要求有较强的带负载能力,一般采用射极跟随器;偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。

图3.3集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端,即当信号在该端进入时, 输出相位与输入相位相反; 而“+”称为同相输入端,输出相位与输入信号相位相同。 2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压 U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称,当输入电压为零时,输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下,为了使输出电压为零,需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压,称之为输入失调电压U OS ,U OS 越小越好,一般约为 0.5~5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数 A od 集成运放在开环时(无外加反馈时),输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od 。它是决定运放运算精度的重要因素,常用分贝(dB)表示,目前最高值可达 140dB(即开环电压放大倍数达 107 )。 ⑶共模抑制比 K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,即od CMRR oc A K =A ,其含义与差动放大器中所定义的 K CMRR 相同,高质量的运放 K CMRR 可达160d B 。 ⑷差模输入电阻 r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比,即从输入端看进去的动态电阻,一般为M Ω数量级,以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时,把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运 放绝大部分接近理想运放。对于理想运放,A od 、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻 r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小,说明运放的带负载能力越强。理想集成运放r o 趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS 、输入偏置电流 I B 、输入失调电压温漂 d UOS /d T 和输入失调电流温漂 d IOS /d T 、最大共模输入电压 U Icmax 、最大差模输入电压 U Idmax 等,可通过器件

十一种经典运放电路分析

十一种经典运放电路分析 从虚断,虚短分析基本运放电路 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)。

1)反向放大器: 传输文件进行[薄膜开关] 打样 图1 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

加减运算电路的设计及分析

实验2《电子技术》课程设计任务书 设计工作计划 本设计时间为2天,具体安排如下: 熟悉课设目标,查阅相关资料,对相关理论进行剖析:天 设计电路图,计算相关参数,根据电路图进行仿真与测量:1天 撰写报告:天

1. 实验原理 通常在分析运算电路时均设集成运方位理想运放,因而其输入端的净输入电压和净输入电流均为0,即具有“虚短路”和“虚断路”两个特点,这是分析运算电路输出电压和输入电压关系的基本出发点。 从对比例运算电路的分析可知,输出电压与同相输入信号电压极性相同,与反相输入端电压极性相反,因而如果多个信号同时作用于两个输入端,那么必然可以实现加减运算电路。 第一级电路实现加减运算,第二级电路通过运用反响比例运算电路来放大第一级的输出信号。 图(a ) 根据虚断iN=iP=0 (1) 虚短UN=UP (2) iN=(U1-UN )/R1+(U2-UN )/R2-(Uo1/Rf1-UN ) (3) iP=(U3-UP )/R3 (4) 根据式(1)(2)(3)(4)可知,当满足R1//R2//Rf=R3时 Uo1=Rf1(U3/R3-U2/R2-U1/R1) OPAMP_3T_VIRTUAL Rf1100kΩ 图(b )这是一个电压串联负反馈电路 根据电路分析可得U02=-Uo1*Rf2/R5 将两级电路连到一起,可得

U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 40kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ R4 40kΩ 代入各具体数值可得Uo2=(2Uo1+) 2.用软件的仿真结果 U1 OPAMP_3T_VIRTUAL U2 OPAMP_3T_VIRTUAL R1 50kΩ R2 50kΩ R3 20kΩ Rf1 100kΩ R5 40kΩ R6 20kΩ Rf2 40kΩ XSC1 A B C D G T XFG1 XFG2 XFG3 实验结论 当U1=,U2=,U3=时,Uo2=,与仿真实验结果一样。

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