最近有學(xué)員做放大電路,想把雙極性信號(正負(fù)信號)調(diào)理成單極性信號(只有正信號)。 雙極性信號是在地(0V)電位基礎(chǔ)波形,而單極性信號一般是調(diào)理成在跨壓的一半基礎(chǔ)波動,對于5V供電的電路,單極性模擬信號最好是在2.5V基礎(chǔ)之上變化。 在我的書《硬件設(shè)計指南 從器件認(rèn)知到手機(jī)基帶設(shè)計》中有相關(guān)示意圖介紹,如下圖所示??梢詫υ嫉恼?fù)信號添加一個直流偏置將其調(diào)理成正電壓信號,這個加入直流偏置的過程也叫做電壓抬升。
學(xué)員設(shè)計了幾個有趣的電壓抬升電路,我們一起看下。 下圖是第一個設(shè)計,運(yùn)放U2對信號進(jìn)行10倍放大后,學(xué)員的電壓抬升思路是U2輸出的雙極性信號Sa輸出到R1、R4分壓的2.5V,在經(jīng)過跟隨器U1就得到了Sb,Sb=Sa+2.5,?
但仿真結(jié)果卻并沒有電壓抬升的效果,下圖紅色是原始的1mV信號,橙色是最終的輸出信號Sb,可以看到Sb并沒有被抬升到正信號,這是怎么回事呢。
這是因為放大電路的輸出阻抗很小,對于R1、R4分壓電路而言,他前級的電路相當(dāng)于下圖(等效于下圖),下圖中R1、R4電阻前面所有電路等效成一個10mV理想信號源和一個很小電阻的串聯(lián),而這個小電阻阻值小到可以不計。因此Sc其實(shí)相當(dāng)于直接和信號源V2連接。
我們只看直流時,可以忽略V2信號源,因此上圖進(jìn)一步近似簡化成下圖,因此Sc位置的電壓其實(shí)是和地電位(0V)差不多的,并不是學(xué)員認(rèn)為的兩個100KΩ電阻分壓產(chǎn)生的2.5V。
我們再回到最開始的電路,測量下分壓電阻中間節(jié)點(diǎn)的電壓,可以看到其幅值僅僅只有3uV,接近0V,與我們分析的一致。
學(xué)員發(fā)現(xiàn)這個電路電壓抬升不上去的原因是R1、R4的分壓節(jié)點(diǎn)直接與前面電路連接了,因此他又提出另一種方案,但是新方案又有新的問題,他提出的是什么方案呢?這個方案又有什么問題呢,咱們下次再介紹。 更多原創(chuàng)干活課程,歡迎下單我的原創(chuàng)視頻課程《運(yùn)放秘籍》。
審核編輯 黃宇
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放大電路
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為什么這個電壓抬升電路不好用?第1集
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