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一個運放的輸出擴壓擴流電路實現(xiàn)了高壓運放功能用在smu原表中和高電位醫(yī)療器械

2023-07-06 07:35 作者:武漢八飛科技  | 我要投稿

在學習ADI的資料時,看到一個運放的擴壓擴流電路,如下圖所示:

運放擴壓電路,放大倍數(shù)20

? ? ? ? 這個是一個放大20倍的反相放大電路,雖然輸入連接在了運放的同相端,但是后級的擴壓擴流是反相的,所以,總體電路是反相放大電路。

? ? ? ? 忽然好奇,這個電路如果輸入方波會怎樣?好奇就試試了,沒有找到LTC1152的運放,就找了一個其他的代替。

運放擴壓后輸入方波進行仿真

? ? ? ? 可以看到,信號的上升沿和下降沿都很緩慢,這是因為反饋電容C1太大了,積分時間長。

? ? ? ? 通過環(huán)路增益仿真,選擇合適的反饋電容參數(shù),順便練習一下前面的運放環(huán)路增益的測量方法。這里使用簡單測量即可,不需要精確。

運放增益和相位預(yù)度仿真

? ? ? ? 看圖,也就是C1=220pF的時候,0dB的相位裕度略大于90度,是沒有過沖的。來看一下時域仿真的情況??梢钥吹?,C1=220pF的時候,上升速度最快,且沒有過沖。

增益和相位預(yù)度仿真

? ? ? ? 最后單獨看一下C1=220pF的效果:

積分電容改小后輸入方波的仿真結(jié)果

? ? ? ? 這個就是一個很簡單的根據(jù)環(huán)路增益,來調(diào)整反饋電容的示例。因為實際電容誤差很大,一般在10%都20%之間,而且還會受到溫度和電壓的影響。因此,實際使用的電容要略大于220pF,比如270pF或者300pF。仿真的好處就是可以任意修改,隨時切換時域和頻域去查看仿真結(jié)果。

? ? ? ? 當然,實際情況是,很多人會拿著一個電容盒,挑選一個電容,更換焊接,然后看示波器的輸出信號,最后決定出多大的反饋電容合適。

? ? ? ? 該電路的后級功率放大電路自身帶有負反饋,快速分析其放大倍數(shù)如下圖所示。因為將三極管等效為運算放大器時,三極管的放大倍數(shù)不夠大,因此計算誤差會大一些,實際仿真可以看到,反相放大倍數(shù)達不到20倍,大約13倍左右。電路圖的畫法會影響對電路的理解。

運放擴壓20倍電路仿真

? ? ? ? 最后再補充說明一下:再分析放大倍數(shù)(交流)時,通常電壓源可以認為是短路,電流源可以認為是開路。在偏置電流足夠的時候,三極管的基極電流可以忽略,達到類似理想放大器輸入電流為零的效果。比如上圖對于Q5來說,同相輸入端的125V電壓源,就可以認為是短路到地,輸出的Q2是緩沖器,輸入在基極,輸出在集電極,就構(gòu)成了反相放大電路。


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