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1、电子自锁互锁开关与单电源供电 发表于 2008/4/6 16:18:50 电子自锁互锁开关电子自锁互锁开关 自锁互锁开关在电器上使用很广泛，一般都是机械式，缺点是：体积大，易磨损，按触力大，转换速度低。电子开关可以克服上述缺点。一开关特点。开关的核心器件为四运放 LM324，经巧妙设计，使每个运 放有两重功能，电压比较器和施密特触发器。电压适用范围宽，档位可任意设 计，如果加一档空档，可作为总复位，与数字电路配合时，可用同一电源，开 关的输入输出电平符合数字电路的接口电平，由于运放的输入阻抗高，开关的 输入电流小，可以用轻触开关导电橡胶薄膜开关作按键，或光、电、磁等 转换信号驱动，可用三极管可
2、控硅继电器等。 二电路原理。每档电路相同，图中只画出三档。电阻根据电压选用，以 保证开关可靠工作，尽量选用大阻值。 接通电源，R1、R2 分压，为各运放反相端提供高电位，使各运放输出低电 位。接通任一键，对应运放的同相端获得高电位，高于反相端 1.4V（二极管压 降），输出变为高断开关按键。因有 R3、R4 分压的反馈，同相端电位仍高于反 相端，输出端维持高电位。当另一个键接通时，电路重复上述过程，同时，通 过两只二极管 D1D2 使所有运放的反相端电位高于 R3R4 分压形成的同相端 电位，所以输出端由高变低。总之，每一次按键，只有该运放输出高位，其余 的都是低，这就是开关的自锁互锁功能。运
3、算放大器的单电源供电方法 （收藏） 大部分运算放大器要求双电源(正负电源)供电，只有少部分运算放大器可以在 单电源供电状态下工作，如 LM358(双运放)、LM324(四运放)、CA3140(单运放) 等。需要说明的是，单电源供电的运算放大器不仅可以在单电源条件下工作，也可在双电源供电状态下工作。例如，LM324 可以在、+5+12V 单电源供电状 态下工作，也可以在+512V 双电源供电状态下工作。 在一些交流信号放大电路中，也可以采用电源偏置电路，将静态直流输出电压 降为电源电压的一半，采用单电源工作，但输入和输出信号都需要加交流耦合 电容，利用单电源供电的反相放大器如图 1(a)所示，其
4、运放输出波形如图 1(b) 所示。该电路的增益 AvfRFR1。R2R3 时，静态直流电压 Vo(DC)12Vcc。 耦合电容 Cl 和 C2 的值由所需的低频响应和电路的输入阻抗(对于 C1)或负载 (对于 C2)来确定。Cl 及 C2 可由下式来确定：C110002foRl(F)； C210002foRL(F)，式中，fo 是所要求最低输入频率。若 R1、RL 单位 用 k，fO 用 Hz，则求得的 C1、C2 单位为 F。一般来说，R2R32RF。图 2 是一种单电源加法运算放大器。该电路输出电压 Vo一 RF(V1Rl 十 V2R2 十 V3R3)，若 R1R2R3RF，则 Vo一(V
5、1 十 V2 十 V3)。需要说明 的是,采用单电源供电是要付出一定代价的。它是个甲类放大器，在无信号输入 时，损耗较大。思考题 (1)图 3 是一种增益为 10、输入阻抗为 10k、低频响应近似为 30Hz、驱动负载为 1k 的单电源反相放大器电路。该电路的不失真输入电压的 峰峰值是多少呢?(提示：一般运算放大器的典型输入、输出特性如图 4 所示)；(2)图 5 是单电源差分放大器。若输入电压为 50Hz 交流电压， V11V，V2O4V，它的输出电压该是多少呢？系统分类: 模拟技术 用户分类:无分类 标签:无标签 来源:转贴 发表评论 阅读全文(1647) | 回复(0) 0 反馈的基本知
6、识 发表于 2008/4/6 15:43:39 【题目 1】：如何判断放大电路中反馈的有无？【相关知识】：反馈的基本概念、放大电路中净输入的含义等 。 【解题方法】：从分析放大电路是否存在将输出回路与输入回路相连接的通路，且是否影响放大电路的净输 入来判断反馈的有无。【解答过程】：若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，即反馈通路，并由此影响了放大电 路的净输入，则表明电路引入了反馈；否则电路中便没有反馈。图 1 有无反馈的判断 （a）没引入反馈的放大电路 （b）引入反馈的放大电路 （c）R 的接入没有引入反馈 （d）和（c）电路等效如在图 1（a）所示电路中，集成运放的输出端与同相
7、输入端、反相输入端均无通路，故电路中没有引入 反馈。在图(b) 所示电路中，电阻 R2 将集成运放的输出端与反相输入端相连接，因而集成运放的净输入量不 仅决定于输入信号，还与输出信号有关，所以该电路中引入了反馈。在图(c) 所示电路中，虽然电阻 R 跨接在 集成运放的输出端与同相输入端之间，但是由于同相输入端接地，所以 R 只不过是集成运放的负载，等效于 （d）电路，而不会使 vO 作用于输入回路，可见电路中没有引入反馈。【题目 2】：如何区分直流反馈和交流反馈？【相关知识】：直流反馈和交流反馈的定义、直流通路和交流通路等。【解题方法】：分别画出直流通路和交流通路，仅在直流通路中存在的反馈称为
8、直流反馈，仅在交流通路中 存在的反馈称为交流反馈。 【解答过程】：仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈，仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。分析 电路时要注意反馈网络中有无电抗元件（如电容等），并注意其接法，分清反馈是在什么工作状态下起作用， 从而分清直流反馈和交流反馈。如图 2（a）所示电路中，已知电容 C 对交流信号可视为短路，因而它的直流通路和交流通路分别如图 (b)和图 (c)所示，可见图 2（a）电路中只引入了直流反馈，而没有引入交流反馈。图 2 直流反馈和交流反馈的区分（一） (a)电路 (b) 直流通路 (c) 交流通路而在图 3 所示电路中，电容 C 对直流量相当于开路，即在
9、直流通路中不存在反馈回路，故电路中没有直流反馈。电容 C 对交流量相当于短路，R2 将集成运放的输出端与反相输入端相连接，故电路中引入了交流反 馈。图 3 直流反馈和交流反馈的区分（二）【题目 3】：如何判断正负反馈？【相关知识】：瞬时极性法的含义；各种组态放大电路中输入量与输出量之间的相位关系等。 【解题方法】：用瞬时极性法判断，如引入反馈后使净输入量减小，则为负反馈；反之，若引入反馈后使净 输入量增大，则为正反馈。【解答过程】：正负反馈的判断一般采用瞬时极性法。瞬时极性法的基本思路是先假设输入信号在某一时刻 对地的瞬时极性，然后根据各级放大电路的组态逐级推出电路中各点电位的瞬时极性和各相关
10、支路电流的瞬 时流向，直至推出反馈信号的瞬时极性或方向，选取包含输入信号、反馈信号、净输入信号这三个量的回路 或节点进行比较综合，最后看引入反馈后对净输入量的影响。与未引入反馈时（未引入反馈时，基本放大器 的输入就是外加的输入信号）相比，若引入反馈后使净输入量减小，则为负反馈；反之若引入反馈后使净输 入量增大，则为正反馈。为了迅速准确地判断反馈极性，应该注意以下几点：（1）正确理解电路中各点瞬时极性的含义。所谓正极性，在输入正弦波时，可以指正弦波的正半周；在 输入非正弦波时，表示该点的电位增大或该支路的瞬时电流增大。反之，所谓负极性指交流信号的负半周或 瞬时量减少。（2）熟悉常用放大电路输入输
11、出之间的相位关系。在共射组态中，信号由基极输入，集电极输出，输入 与输出之间相位相反。在共基组态中，信号由发射极输入，集电极输出，输入与输出之间相位相同。在共集 组态中，信号由基极输入，发射极输出，输入与输出之间相位相同。同理也不难确定差分放大电路和集成运 算放大电路中的相位关系。（3）理解放大器件中输入输出间的控制原理，以确定净输入量。如对于运算放大器，不难看出运放两个 输入端之间的差模输入电压或输入电流可以控制运放的输出电压或电流；对于三极管组成的放大电路来说， 三极管的基极输入电流或发射结电压的大小控制输出电压或电流；对于差分放大电路来说，差模输入电压或 基极输入电流控制输出电压或电流。
12、因此，根据输入回路中输入信号与反馈信号的接法，可以判断净输入信 号是增加还是减小，从而确定电路中的反馈极性是正反馈还是负反馈。图 4 反馈极性的判断 (a) 通过净输入电压的变化判断反馈极性 (b) 通过净输入电流的变化判断反馈极性 (c)电路引入了正反馈图 4(a)所示电路中，设输入电压的瞬时极性对地为正，由于从同相端输入，则输出电压对地也为正，由此得反馈电压对地也为正，因此集成运放的净输入电压减小，说明电路引入了负反馈。图 4(b)所示电路中，设输入电压的瞬时极性对地为正，由于从反相端输入，则输出电压对地为负，由此可得三个支路中、的瞬时流向，并由此判断出集成运放的净输入电流减小，说明电路引
13、入了负反馈。将图 4(a) 电路中运放的同相输入端和反相输入端互换，得图 4(c) 电路，设输入电压的瞬时极性对地为正，由于从反相端输入，则输出电压对地为负，由此得反馈电压对地也为负，因此集成运放的净输入电压增大，说明电路引入了正反馈。【题目 4】：根据净输入量的增减来判断正负反馈和根据闭环增益的增减来判断正负反馈是否一致？【相关知识】：输入量、反馈量和净输入量之间的关系、闭环增益表达式等。 【解题方法】：将净输入量和增益联系起来，由闭环增益对正负反馈的定义推出正负反馈下净输入量的变化，得出两者是一致的结果。 【解答过程】：根据净输入量的增减来判断正负反馈：反馈后使净输入量减小的反馈为负反馈；
14、反馈后使净输入量增大的反馈为正反馈。而根据闭环增益的增减来判断正负反馈：当时，为负反馈；当时，为正反馈。这两种说法其实是一致的。因为：净输入量：，即：所以， - 由式 1 可知，当时， 输入量减小，而按闭环增益表达式，所以均确认为负反馈。反之，当时，净输入量增大，所以均确认为正反馈。可见根据净输入量的变化来判断正负反馈和根据闭环增益的变化来判断正负反馈其实是一致的。【题目 5】：如何判断串联反馈与并联反馈？【相关知识】：了解串联电路中可以进行电压量的比较；并联电路中则只能进行电流量的比较。 【解题方法】：若反馈量与输入量以串联方式相连，即反馈量与输入量连到放大电路的两个不同的输入端， 则可表示
15、为电压串联比较求和，即为串联反馈。若反馈量与输入量以并联方式相连，即反馈量与输入量连到 放大电路的同一个输入端，则可表示为电流并联比较求和，即为并联反馈。【解答过程】：从概念上说，如果反馈量与输入量均为电压，净输入量可表示为，则为串联反馈；反之，如果反馈量与输入量均为电流，净输入量表示为，则为并联反馈。实际应用时，根据反馈量与输入量的连接方式不难区分串联反馈与并联反馈。若反馈量与输入量以串联方式相连，即反馈 量与输入量连到放大电路的两个不同的输入端，则可表示为电压串联比较求和，即为串联反馈。若反馈量与 输入量以并联方式相连，即反馈量与输入量连到放大电路的同一个输入端，则可表示为电流并联比较求和
16、， 即为并联反馈。对于运算放大器构成的反馈电路，运放的同相输入端和反相输入端是两个输入端；对于三极 管组成的放大电路来说，三极管的基极和发射极是两个输入端；对于差分放大电路来说，两个基极 b1、b2是 两个输入端。图 5 串联反馈与并联反馈的判断如图 5(a)，信号加在运放的同相输入端，反馈接到运放的反相输入端，所以是串联反馈；图 5(b)，信号加在运放的同相输入端，反馈也接到运放的同相输入端，所以是并联反馈；图 5(c)，信号加在差分放大电路的基极 b1，反馈接到差分放大电路的基极 b2，所以是串联反馈。【题目 6】：如何判断电压反馈与电流反馈？【相关知识】：电压反馈与电流反馈的定义。 【解题方法】：若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈。通常 可以采用负载短路法来判断。【解答过程】：从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则 为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不
