|
作者：Machinnneee 關(guān)于運算放大器的使用，相信大家已經(jīng)很熟悉了�，F在我針對運算放大器中常見(jiàn)的RC電路反饋做深入的分析。 在積分電路的反饋電容C并聯(lián)一電阻，則該積分電路就變形為帶有增益的低通濾波器如圖1： 
依據電路，可以很方便的列出該系統的傳遞函數：
從中可以看出，該系統有一個(gè)極點(diǎn)，
由此，畫(huà)出該系統的波特圖，圖2：
結合波特圖和傳遞函數，不難看出，當系統的頻率低于ω1時(shí)，電容c1容抗比R2的阻抗值大的多，系統可以近似看為反相放大器，表現出來(lái)的為直流的增益，電容的作用可以看做為濾波作用。當系統工作在較高的頻率上，電容c1容抗比R2的阻抗值小的多，系統可以近似看為積分電路，其在波特圖上的表現為一條-20dB/十倍頻的一條直線(xiàn)，與角頻率ω的交點(diǎn)為
再次仔細分析該系統的波特圖，還可以清除的看出 ω<ω0 ：信號無(wú)衰減通過(guò); ω>ω0 ：信號逐漸衰減或者截斷，衰減頻率為-20dB/十倍頻; 由此，該系統還具有一定程度的低通濾波作用，雖然濾波的性能不是太令人滿(mǎn)意。 另一種RC反饋的接法為正反饋，如圖3：
該電路為模擬電子教課書(shū)上經(jīng)典的RC振蕩電路：振蕩信號由同相端輸入，故構成同相放大器，輸出電壓Uo與輸入電壓Ui同相，其閉環(huán)電壓放大倍數等于A(yíng)u=Uo/Ui=1+(R4/R3)。而RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò )在ω=ωo=1/RC時(shí)，Fu=1/3,εf=0°，所以，只要|Au|=1+(R4/R3)>3,即R4>2R3,振蕩電路就能滿(mǎn)足自激振蕩的振幅和相位起振條件，產(chǎn)生自激振蕩，振蕩頻率fo等于fo=1/2πRC，采用雙聯(lián)可調電位器或雙聯(lián)可調電容器即可方便地調節振蕩頻率。在常用的RC振蕩電路中，一般采用切換高穩定度的電容來(lái)進(jìn)行頻段的轉換(頻率粗調)，再采用雙聯(lián)可變電位器進(jìn)行頻率的細調。 第三種情況為負反饋回路中RC串聯(lián)與c并聯(lián)的情況的情況，電路如圖4：
傳遞函數為
依據傳遞函數近似畫(huà)出其波特圖，圖5：
從波特圖中水平線(xiàn)為中頻放大倍數，由R2/R1決定。C2，C1保證開(kāi)環(huán)直流增益，C1保證正高頻衰減。根據閉環(huán)要求確定零點(diǎn)和極點(diǎn)的位置，從而確定電路各元件參數。一般用于具有LC輸出濾波器，而濾波電容有ESR電路校正。 小結： 分析一系統，首先要知道系統處理信號的頻率，這樣，才能有針對性的選擇合適的元器件和理解系統的工作狀態(tài);其次，針對特定的目的，采用特定的方法達到預定的目的。我之前看過(guò)論壇里經(jīng)常會(huì )有人問(wèn)，運算放大器反饋中用電容的作用，經(jīng)常會(huì )有這樣的回答：濾波，增加系統穩定性，積分……..，其實(shí)這都是電容的一部分作用，要向真的知道作用，還需要列出傳遞函數，畫(huà)出近似波特圖(或者由仿真軟件得出)，結合系統的工作頻率，只有從根本上分析系統。只有這樣，才能理解系統中元器件的作用，才能提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 |
