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这是一个非常认真的学习笔记,来自《运放秘籍》学员:喜欢吃蛋炒饭,现在分享给大家。
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需求:将一个100mV/50Hz的交流信号放大2倍并抬压4.7V以供ADC采样,我只有5V的基准电源以及一个通道的运放。该用什么电路实现。
(1)第一种抬压电路:
抬压电路1
如果使用这种抬压电路,没有抬压4.7V也没有放大两倍,分析如下:
①没有使用电容进行隔直,此时通过R17与R18分压产生的直流偏置信号也会被放大,导致无法抬压4.7V。且直流分析时,运放放大的并不是R17与R18产生的分压,而是V8在R11端产生的电压。
②交流分析时,直流电压为0,此时运放放大的就不是V6信号,而是V6在R15+R17//R18端产生的分压,运放输出虽然没有失真,但是输入并没有放大两倍。
(2)第二种抬压电路:改进的R17与R18分压,增加了一个4.7V的电压基准。
抬压电路2
此抬压电路可以抬压4.7V,但是放大倍数不变,与第一种情况相同,是由于交流分析时,运放放大的是R2与R10之间的分压,导致没有放大两倍,如果调整R7=30k,会得到放大两倍的输入信号,但仍然是没有电容隔直的作用,导致最终直流偏置也被放大,无法做到抬压4.7V。
(3)第三种抬压电路:加上电容隔直。
直流分析:交流信号接地,电容相当于断路,电路图如下:
此时相当于一个跟随器,直接将直流信号一比一跟随到输出。
交流分析:直流信号接地,电容相当于短路,电路图如下:
此时由于原来的直流信号为0,R26与R27上没有电压,此时运放的正极相当于只有正弦信号输入,此时电路为一个同相比例运算电路,示波器查看,输出信号被放大两倍。
综上,经过直流分析与交流分析可以满足需求,该电路可以使用。
问:如果我要放大一倍并抬压怎么办。
答:使用反向放大器,如下图所示
满足了需求,但是反向了,后续还需要再加一个反向比例运算器进行再反向处理。这种情况怎么办?
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