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这个威廉希尔官方网站 图左边的IC1A是个跟随器,右边的是个反向放大器,就是合并了或者说加上了Vo这个电压。这个传递函数就是左边的运放的一个传递函数。因为右边的传递函数就是跟随,写出来右边的传递函数如下:
(Vo-Vin)/R2=(Vout-Vo)/R3
化简以后得出来:
Vout=(1+R3/R2)*Vo-R3/R2*Vin
如果放大倍数为K=R3/R2的话,那么其传递函数为下面的式子。
VOUT=(1+K)*VO–K*V
当输入为正的时候,即VIN》0;那么VO=Vin。那么上面的式子可以变为:
Vout=(1+K)Vin-KVin=Vin
当输入为负的时候,即Vin《0;那么此时Vo=0,因为运放只有正电平,所以此时Vo只能为0。那么此时的传递函数为:
Vout=-kVin
如果R2=R3,那么K=1,那么Vout就是-Vin,就是把负的电压变成了正的了。
R1就是在电压输入为负的时候作为,作为限流电阻来用的,限制输入电流的大小。没有R1的话,输入端的大的幅负电压可能会打坏运放。
下面在画一下等效工作原理图,帮助更好的理解。
这个威廉希尔官方网站 做一个简单的改进,加入两个电阻,就可以引入增益。威廉希尔官方网站 图如下。
R4和R5的比与K值有关,也就是与R3/R2有关。
R4/R5=(K–1)/(K+1)
来看一下推算方法,前面我们算的输入为正的时候的传递函数为:
Vout=(1+R3/R2)*Vo-R3/R2*Vin
那么可以得出来此时的增益:
Vout/Vin=1+R4/R5+R4/R5*R3/R2
如果我们想让总的增益为K,也就是Vout/Vin=K,这样输入为正的时候是K。而在输入为负的时候总的增益为R3/R2,其值也是K,即K=R3/R2。把K带入就可以的传递函数。
K=1+R4/R5+R4/R5*K
整理一下,可以得出来:
R4/R5=(K–1)/(K+1)
举个例子,如果想获得一个10倍的增益,那么R3=10*R2。把10带入上面的式子以后,得出来的值就是0.818,也就是R4/R5=0.818。器件可以如此选择:R2=3.3k,R3=33k,R4=8.2k,R5=10k,Vs=5V,IC1选择OPA2374.如果输入是400mV,那么输出就4V。
下面是另一个类似的不用二极管的整流威廉希尔官方网站 ,工作原理和上面的类似。
输入大于0时,IC1A是个跟随器,V1Bi+=Vhalf=1/2*Vin,因此V1Bi-=1/2Vin,很容易得出来Vout=Vin。此时的传递函数为:
(Vout-Vhalf)/R4+(Vin-Vhalf)/R3=Vhalf/R2
把Vhalf=R5/(R1+R5)*Vin=1/2*Vin带入,就可以很容易算出来,输入为输出。
在输入小于0时,Vhalf=0,那么后面就是个反相器了。此时R2没有电流流过,就相当于没有作用。所以:
Vout=-R4/R3*Vin=-Vin
这一部分的功能等效图跟上面的差不多,因此不再赘述了。
责任编辑人:CC
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