2024年5月15日发(作者:无醉波)
运放电路常见错误总结
1、没有直流通路;
(运算放大器)的输入端是(晶体管)的基极或者栅极。在完
全浮空的情况下,晶体管是不会导通的。任何一个晶体管要想正常工
作,必须具有合适的静态工作点,也就是它必须有正常的直流通路,
或者说它不能浮空。如果忽略了这一点,会导致工作异常。
错误
正确
虽然实际电路中偏置(电流)的存在会给(电容)缓慢充电或
者放电,导致输入级具有微弱的直流通路,也可以从输入端看到正弦
波,但是输入的直流电平是缓慢、不确定地变化的,这不是我们期待
的。在右图中增加了一个电阻R接地后,就可以建立起合适的静态工
作点。
第 1 页 共 4 页
下面这个原理图设计就犯了类似的错误:运放的正输入没有直
流通路。
2、单电源供电运放不能处理交流(信号)(双极性信号);
如果交流信号是正负半轴对称的正弦信号,我们很多情况下只
关心这个交流信号的有效值,所以就希望只采集正信号,负信号就不
管它。认为将双极性信号输入到单电源运放中,运放输出端自然就只
保留正信号,然而这种用法是错误的!
这会造成运放工作不正常,虽然输出信号波形有时候也的确很
像只保留了正信号的输入波形,但仔细观察,会发现是不正确的。那
么应该如何处理这种情况呢?我们以下图为例;
错误
这是工频电流的采样电路,J3接电流(传感器),输出是50HZ
的交流信号,首先进入电压跟随器,再经过正向放大31倍进入(AD),
第 2 页 共 4 页
由于运放只提供单电源,这就会导致第一级的跟随器工作不正常。虽
然负信号消除了,但正信号可能会抬升,跟随的功能失效。
正确的做法如下图:
输入信号是基于0V的交流信号,即静默电位为0,我们期望输
出信号抬升到AD的中值1.65V,可以通过R2,R3从Vcc分压得到。
首先,R1的介入是可以实现衰减,衰减比为(R 2//R3)/(R1+R2//R3),
R2和R3的选择,除实现分压提供1.65V中值电平外,还兼具(高通)
(滤波器)的截至频率设置:f1=1/2π(R1+R2//R3)C1,代入图中参数,
算出f1=15.9HZ,也就是低于15.9HZ的信号将会被衰减。C2很关键,
如果C2短接,(放大器)会对直流电压也进行放大,会引起联动,C2
的存在,阻断了直流电压的放大,仅有(Rf)反馈,电路为跟随器,
增益为1倍,存在和交流信号的频率分界线,f2=1/2πRgC2,代入图
中参数,算出f2=33.9HZ,也就是33.9HZ以上的交流信号才会被放大,
比如我们采集的50HZ的工频,而小于这个频率的低频信号不会放大,
只能作为跟随器。
第 3 页 共 4 页
注意这里选择的运放是(RS)8552,它的供电范围是2.7V~5.5V,
如果采用双(电源),只能在±1.35V~±2.75V中工作,如果用±3.3V就
超出运放的正常工作电平,也会导致工作不正常!所以,要么只能用
单电源供电,通过电平抬升的方式,要么就更换更宽供电范围的运放,
用双电源供电,再经过半波整流只保留正信号。
总结:
1、 运放的输入端需要提供直流通路,以保证运放内部的静态
工作点;
2、 切记单电源供电运放不能处理交流信号;
3、采用双电源供电需注意运放的供电范围;
第 4 页 共 4 页
2024年5月15日发(作者:无醉波)
运放电路常见错误总结
1、没有直流通路;
(运算放大器)的输入端是(晶体管)的基极或者栅极。在完
全浮空的情况下,晶体管是不会导通的。任何一个晶体管要想正常工
作,必须具有合适的静态工作点,也就是它必须有正常的直流通路,
或者说它不能浮空。如果忽略了这一点,会导致工作异常。
错误
正确
虽然实际电路中偏置(电流)的存在会给(电容)缓慢充电或
者放电,导致输入级具有微弱的直流通路,也可以从输入端看到正弦
波,但是输入的直流电平是缓慢、不确定地变化的,这不是我们期待
的。在右图中增加了一个电阻R接地后,就可以建立起合适的静态工
作点。
第 1 页 共 4 页
下面这个原理图设计就犯了类似的错误:运放的正输入没有直
流通路。
2、单电源供电运放不能处理交流(信号)(双极性信号);
如果交流信号是正负半轴对称的正弦信号,我们很多情况下只
关心这个交流信号的有效值,所以就希望只采集正信号,负信号就不
管它。认为将双极性信号输入到单电源运放中,运放输出端自然就只
保留正信号,然而这种用法是错误的!
这会造成运放工作不正常,虽然输出信号波形有时候也的确很
像只保留了正信号的输入波形,但仔细观察,会发现是不正确的。那
么应该如何处理这种情况呢?我们以下图为例;
错误
这是工频电流的采样电路,J3接电流(传感器),输出是50HZ
的交流信号,首先进入电压跟随器,再经过正向放大31倍进入(AD),
第 2 页 共 4 页
由于运放只提供单电源,这就会导致第一级的跟随器工作不正常。虽
然负信号消除了,但正信号可能会抬升,跟随的功能失效。
正确的做法如下图:
输入信号是基于0V的交流信号,即静默电位为0,我们期望输
出信号抬升到AD的中值1.65V,可以通过R2,R3从Vcc分压得到。
首先,R1的介入是可以实现衰减,衰减比为(R 2//R3)/(R1+R2//R3),
R2和R3的选择,除实现分压提供1.65V中值电平外,还兼具(高通)
(滤波器)的截至频率设置:f1=1/2π(R1+R2//R3)C1,代入图中参数,
算出f1=15.9HZ,也就是低于15.9HZ的信号将会被衰减。C2很关键,
如果C2短接,(放大器)会对直流电压也进行放大,会引起联动,C2
的存在,阻断了直流电压的放大,仅有(Rf)反馈,电路为跟随器,
增益为1倍,存在和交流信号的频率分界线,f2=1/2πRgC2,代入图
中参数,算出f2=33.9HZ,也就是33.9HZ以上的交流信号才会被放大,
比如我们采集的50HZ的工频,而小于这个频率的低频信号不会放大,
只能作为跟随器。
第 3 页 共 4 页
注意这里选择的运放是(RS)8552,它的供电范围是2.7V~5.5V,
如果采用双(电源),只能在±1.35V~±2.75V中工作,如果用±3.3V就
超出运放的正常工作电平,也会导致工作不正常!所以,要么只能用
单电源供电,通过电平抬升的方式,要么就更换更宽供电范围的运放,
用双电源供电,再经过半波整流只保留正信号。
总结:
1、 运放的输入端需要提供直流通路,以保证运放内部的静态
工作点;
2、 切记单电源供电运放不能处理交流信号;
3、采用双电源供电需注意运放的供电范围;
第 4 页 共 4 页