电流反馈运放电路设计
运算放大器—反馈的概念(电工电子课件)
四、集成放大器在电子电路中的应用
1.电桥信号放大电路的应用
电桥信号放大电路实际上是一个差分放大电路,它是将由传感 器引起的电桥输出电压放大
当传感器的阻值没有变化时,即△R=0时,电桥平衡,电路 输出电压u0=0
因△R<<R
式中
称为传感器的灵敏度
当外接电阻R1=R2、Rf=R3,电桥放大器的输出电压为
正、负反馈
二、正、负反馈电路判断
瞬时极性法
即首先任意假定外输入信号的瞬时极性,然后根据放大原 理确定输出端的瞬时极性,再由反馈电路确定反馈信号的 极性。比较外输入信号及反馈信号,即可判断是什么反馈。 如反馈信号使外输入信号增强,而使净输入信号增大,即 为正反馈。反之,如反馈信号使净输入信号减小,则为负 反馈。
电喷发动机中,用来测量进气压力的进气压力传感器就是由 压敏电阻和集成运放制成的。许多车系都采用了这种传感器
2.光电测量电路 自动空调控制系统中,用作检测日照量的传感器
3.充电系统电压监视器电路 充电系统电压监视器是窗口比较器电路在电子电路中的典型应 用
电路主要是由LM339构成的一个窗口比较器。基准电压由R1和VZ 组成的稳压电路组成,VZ的稳压值是6V。基准电压分别接在A1的 正向端和A2的反相端。E接在充电系统电源上。
反馈在放大电路中应用
一、开环、闭环、反馈的概念
1、定义
集成运放有两个输入端,一个输出端。当输出端和输入端之间 不外接电路,即两者之间在外部是断开的,这称为开环状态
当用一定形式的网络(如R、C等)在外部将它们连接起来, 这称为闭环状态,又称为反馈状态。
Байду номын сангаас
所谓反馈,就是将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分 或全部通过一定形式的电路(反馈电路)送回到输入端,和输 入信号共同作用于基本放大电路,控制其输出。
运放反馈电阻并联电容
运放反馈电阻并联电容在电路的世界里,运放可是个神奇的小家伙,像个万能的厨师,能把各种原料调配成美味的佳肴。
不过,今天咱们聊聊运放中的反馈电阻和并联电容,这对搭档就像是好朋友,互相帮助,默契十足,绝对是电路设计中的黄金组合。
反馈电阻就像是调味品,适量加上去,效果立竿见影,太多了就让人受不了,太少了也无味无趣。
你想啊,电流在流动中需要一点控制,太猛了,可能就“飞出锅”了,这时候反馈电阻就出场了,给电流踩踩刹车,让它听话点。
然后再说说那个并联电容,哎呀,简直就像是电路里的安全气囊,冲突的时候能够吸收多余的“冲击力”,保护我们的电路。
想象一下,如果没有它,电流就像个脱缰的野马,跑得飞快,转个弯就容易翻车。
电容的存在,保证了电流的稳定,给了我们一个“软着陆”的机会。
别看它小,作用可大得很,尤其是在信号处理的时候,能够平滑一下波动,简直就像给电路喝了“镇静剂”,一切都变得温和而从容。
还有就是反馈电阻和并联电容的搭配,真的是天作之合。
就像搭配得当的调料,能让一道菜的味道升华到极致。
这个组合能让运放的增益更加稳定,反应更加灵敏。
反馈电阻调节增益,电容则负责滤波,二者相辅相成,形成了一种“合作共赢”的关系。
试想一下,如果没有这个电容,反馈电阻再好也无济于事,电流会因为反应过快而导致不必要的噪声。
而电容的并联,使得信号的波形变得更加完美,简直就像是给电流穿上了一件“绅士外套”,优雅又得体。
设计电路的时候,也得考虑到这两个“小伙伴”的参数选择。
反馈电阻的阻值如果选得不合适,就像做菜加盐太多或者太少,都影响口感。
太高的阻值可能导致增益过高,电路变得不稳定;而太低则可能使得信号衰减,失去了原本的活力。
并联电容的电容量同样也不能马虎,太小了根本起不到滤波的作用,太大了又可能导致响应时间变慢,电路变得迟钝。
选择参数的时候,就像是调配一碗“百味汤”,每种材料都得量入为出。
对了,有一点也不能忽视,反馈电阻和并联电容的影响是相互的,单独改变其中一个,另一边可能就得跟着调整了。
运放负反馈电流
运放负反馈电流
运放的负反馈电流是指负反馈引入运放输入端的电流。
在负反馈电路中,一部分输出信号会被送回至运放的输入端,以抑制运放的输入端电流,从而改善运放的性能和稳定性。
负反馈电流的大小取决于负反馈电阻和负载电阻的比例。
通常情况下,负反馈电流很小,并且可以被忽略不计。
然而,在特定的条件下,如高温、大信号等情况下,负反馈引入的电流可能会变大。
这时,就需要考虑负反馈电流对电路性能的影响。
负反馈电流对电路性能的主要影响是引入电压误差和电流失调。
电压误差会导致输入端的电压与实际输入信号之间存在偏差,从而影响运放的放大性能。
电流失调则会导致输出信号的失真,影响运放的线性性能。
为了减小负反馈电流的影响,可以采取以下措施:
1. 选择负反馈电路中的电阻值合适,使负反馈电流尽量小;
2. 使用高负载电阻来降低负反馈电流的影响;
3. 使用高性能的运放,具有低输入偏置电流和低输入失调电流。
总之,负反馈电流是运放中需要考虑和处理的一个因素,合理的选择电阻和运放,可以减小其对电路性能的影响。
运放恒流电流电路
运放恒流电流电路⼀、引⾔在电⼦电路设计中,恒流电流电路扮演着⾄关重要的⻆⾊。
这种电路能够确保电流在特定负载上保持恒定,不受外部条件(如电压波动、温度变化等)的影响。
其中,使⽤运算放⼤器(运放)构建的恒流电路因其⾼稳定性、易实现性⽽⼴受欢迎。
本⽂将详细探讨基于运放的恒流电流电路的设计原理、实现⽅法以及应⽤场景。
⼆、运放恒流电路的基本原理运放恒流电路的核⼼思想是利⽤运放的⾼放⼤倍数和负反馈机制来维持输出电压的恒定,进⽽通过负载电阻转换为恒定的电流输出。
其基本原理如下:1.电压到电流的转换:在电路中,通常利⽤⼀个精密的电阻(称为负载电阻)将运放的输出电压转换为电流。
根据欧姆定律,当电阻值固定时,电压与电流成正⽐。
2.负反馈机制:为了维持输出电压的恒定,电路中引⼊了负反馈机制。
当输出电压因外部条件变化⽽波动时,负反馈会调整运放的输⼊电压,使其恢复到原始值,从⽽保持输出电压的稳定。
3.运放的⾼放⼤倍数:运放具有极⾼的放⼤倍数,这意味着即使输⼊电压有微⼩的变化,输出电压也会发⽣显著的变化。
这种特性使得运放能够迅速响应外部条件的变化,维持电流的稳定。
三、运放恒流电路的实现⽅法实现运放恒流电路的⽅法有多种,以下是其中⼀种典型的实现⽅式:1.电路组成:该电路主要由运放、负载电阻、反馈电阻和电源组成。
其中,运放负责提供输出电压,负载电阻将电压转换为电流,反馈电阻则与运放的反相输⼊端相连,构成负反馈回路。
2.电路设计:在设计电路时,需要根据所需的恒流值和负载电阻的值来选择合适的反馈电阻。
此外,还需考虑电源的稳定性、运放的带宽和失真等指标。
3.元件选择:为了确保电路的稳定性和可靠性,应选择性能优良的运放和精密的电阻。
同时,还需注意元件的耐压、耐流等参数,以确保电路在恶劣环境下仍能正常⼯作。
四、运放恒流电路的应⽤场景运放恒流电路在众多领域有着⼴泛的应⽤,例如:1.LED驱动:LED的亮度与其电流成正⽐,因此,使⽤运放恒流电路可以为LED提供稳定的驱动电流,确保LED亮度的稳定。
运放电流采样电路原理
运放电流采样电路原理运放(Operational Amplifier)是一种非常常见且重要的电子元件,它有着广泛的应用领域。
运放电流采样电路则是一种基于运放原理的电路,用于测量电流值。
运放电流采样电路的原理相对简单,主要是通过运放反馈进行电流放大和测量的过程。
1.运放:运放是电流采样电路的核心元件。
它是一种基本的电压差放大器,具有高增益和高输入阻抗。
运放有两个输入端和一个输出端,一般用“+”表示非反相输入端,用“-”表示反相输入端。
2.反馈网络:反馈网络是运放电流采样电路中的另一个重要组成部分。
它通过连接输出端和输入端,将一部分输出电压反馈到输入端,控制运放的工作状态。
反馈网络一般包括电阻、电容等被动元件。
3.高精度电流源:高精度电流源是运放电流采样电路中的重要参考源。
它可以为运放提供稳定的输入电流,同时还能够通过反馈网络来调整电流采样电路的工作状态。
1.运放工作在线性放大区:在正常工作情况下,运放的+和-输入端的电位相等,即运放差模输入为零。
当反馈电路产生电流时,运放会放大该电流,并输出给负载。
2.反馈网络的作用:反馈网络将一部分运放输出电压反馈到运放的-输入端。
根据反馈原理,如果运放的输出电压有所变化,反馈回到-输入端的电压将会引起运放的输出电压变化,使得运放的输出电压维持在一定的范围内。
3.采样电流的测量:在电流采样时,通过将被测电流通过一个测量电阻Rf,使电流产生电压降。
然后将这个电压接入运放的-输入端,形成电压采样回路。
运放将这个采样电压经过放大处理,最终输出给负载。
需要注意的是,运放电流采样电路的设计需要根据具体的应用场景来考虑。
在实际应用中,需要注意运放的电源电压、运放的增益、反馈电阻、工作温度等因素对电路性能的影响。
总结起来,运放电流采样电路的原理是通过控制运放的非反相输入端的电位来实现电流的放大和测量。
通过合适的反馈网络和高精度的电流源,可以实现稳定和精确的电流采样,广泛应用于各种测量和控制系统中。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个部分组成,偏置电路,输入级,中间级,输出级。
图1运算放大器的特性曲线图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线,一般用到的只是曲线中的线性部分。
如图2所示。
U对应的端子为“-”,当输入U单独加于该端子时,输出电压与输入电压U 反相,故称它为反相输入端。
U+对应的端子为“ + ”,当输入U+单独由该端加入时,输出电压与q 同相,故称它为同相输入端。
输出:U0= A(U+-UJ ; A称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。
在实际运用经常将运放理想化,这是由于一般说来,运放的输入电阻很大,开环增益也很大,输出电阻很小,可以将之视为理想化的,这样就能得到:开环电压增益Ad=x ;输入阻抗r i=x ;输出阻抗r o=0;带宽f BW=^;失调与漂移均为零等理想化参数。
理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U与输入电压之间满足关系式:Ub= Ad (L+- L U),由于A ud=^,而U 为有限值,因此,U— UL^O o即U〜U-,称为“虚短”。
由于r i二X,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB = 0,称为“虚断”这说明运放对其前级吸取电流极小上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则, 可简化运放电路的计算。
运算放大器的应用(1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路, 比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示,输入信号加入反相输入端:对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为:U 。
訓为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻 R'= R// R F 。
电压反馈和电流反馈运算放大器的比较
阻 R 2 和内部电路 C P 决定, 而与增益设置电阻 R 1 无 体管匹配, 将不会产生失调电压。
关。 因此, CFB 放大器适用于带宽可编程放大器。
两个输入端是两个晶体管的基极。 虽然基极电
由(10) 式还可以看出, 对于 CFB 放大器, 如果 流 (偏置电流) 的绝对大小会随工艺及温度的变化而
(S ichuan Institu te of S olid 2S ta te C ircu its, C h ina E lectron ics T echnology G roup C orp ora tion, C hong qing 400060, P 1 R 1 C h ina)
Abstract: D ifferences betw een cu rren t feedback (CFB ) and vo ltage feedback (V FB ) op erational am p lifiers are
V o l133, № 2 A p r12003
文章编号: 100423365 (2003) 0220132204
电压反馈和电流反馈运算放大器的比较
庞佑兵, 梁 伟
(中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060)
摘 要: 从闭环特性、开环特性、输入级、噪声等几个方面, 对电流反馈 (CFB ) 放大器和电压反馈 (V FB ) 放大器进行了详细的比较, 得出了 CFB 放大器和 V FB 放大器的一些基本特性和应用场合。 通过对这两种电路的比较, 有助于电路设计师在实际应用中选择最适合自己要求的运算放大 器。
CFB 放大器的开环跨导增益 Z (s) 均为无穷大。 因 此, 对于同相放大器, 其电路的理想传输特性推导如 下:
轨到轨运放的电流反馈环
轨到轨运放的电流反馈环
轨到轨运放是一种特殊类型的运算放大器,它的特点是能够输
出电压接近于供电电压的上下限,也就是能够输出接近于正电源和
负电源电压的信号。
而电流反馈环是指在运放的反馈电路中使用电
流作为反馈量来控制放大器的增益和性能。
在轨到轨运放的电流反馈环中,电流反馈被用来控制运放的输
出电流,从而影响输出电压。
这种设计可以使运放的输出电压范围
更广,同时保持良好的线性和稳定性。
通过电流反馈环,可以调节
运放的增益和带宽,以满足不同的应用需求。
从电路设计角度来看,电流反馈环可以提高运放的输出能力和
稳定性,同时减小非线性失真。
这对于需要处理大信号和高精度要
求的应用非常重要。
此外,电流反馈环还可以降低运放的输入阻抗,提高共模抑制比,改善电路的噪声性能。
从应用角度来看,轨到轨运放的电流反馈环广泛应用于需要较
大输出动态范围和精确放大的领域,如传感器接口、数据采集、电
源管理等。
在这些应用中,电流反馈环能够保证信号的准确放大,
并且能够适应不同的输入和输出要求。
总的来说,轨到轨运放的电流反馈环是一种重要的电路设计技术,它能够提高运放的性能和适用范围,满足复杂应用的需求。
通过合理的电流反馈环设计,可以实现更稳定、更精确的信号放大和处理,推动电子技术的发展和应用。
运放+mos管构成的恒流电路设计
运放+mos管构成的恒流电路设计
设计一个由运放和mos管构成的恒流电路可以通过控制mos
管的工作状态来实现恒定的电流输出。
以下是一个简单的基于运放和mos管的恒流电路设计:
1.选择一个合适的运放芯片,例如TL074或LM324。
这些芯
片是常见的一般用途运放芯片,适用于大多数应用。
2.选择一个合适的N沟道MOS管作为恒流源。
例如IRF540N
或IRFZ44N。
这些MOS管具有低导通电阻和较高的耐压能力。
3.将运放的非反向输入引脚连接到电压参考源,以提供参考电压。
4.将运放的输出引脚连接到MOS管的栅极引脚上。
5.将MOS管的漏极连接到负载电阻上,以提供所需的恒流输出。
6.将MOS管的源级连接到负电源上,以提供必要的电源。
7.调整运放的反馈网络以实现所需的电流输出水平。
可以使用
电阻、电容或电位器来设置反馈网络。
8.可以通过调整电压参考源来改变恒流输出的水平。
注意:要确保所选的运放和MOS管具有足够的功率和电流能
力来满足所需的输出要求。
电路中的元件和连接方式可以根据实际需求进行调整和优化。
运放mos管组成恒流电路原理
运放mos管组成恒流电路原理
恒流电路是一种重要的电路设计方案,它能够在不同的负载条件下保持恒定的电流输出。
运放mos管组成恒流电路是一种常用的实现方式,其原理如下。
运放mos管恒流电路由运放和mos管两部分组成。
其中,运放作为反馈控制器,负责对mos管的电流进行控制,以保持输出电流的恒定。
mos管则作为可控电阻,通过控制mos管的阻值来调整输出电流。
具体来说,运放控制mos管的电流输出方式是通过调整其反馈电压来实现的。
运放通过反馈电路获取输入和输出之间的差异,然后将这个差异转化为反馈电压,作用于mos管的基极或栅极上。
mos管的阻值与其栅极电压呈正比例关系,因此,通过调整反馈电压,可以控制mos管的阻值,从而使输出电流保持恒定。
在实际设计中,运放mos管恒流电路还需要进行一些辅助电路的设计,例如稳压电路、保护电路等,以保证电路的稳定性和可靠性。
总之,运放mos管组成恒流电路是一种常用的电路设计方案,其原理简单、实现方便,适合于各种恒流输出的应用场合。
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电流反馈运放电路设计
电流反馈运放电路设计一、设计原理电流反馈运放电路的基本原理是将运放输入端与输出端之间的电流进行采样并进行反馈。
通过调节反馈电流的大小和方向,可以控制运放的增益、频率响应和非线性失真等性能。
具体来说,当输入电流在运放输入端产生时,一部分电流会流入运放输入端,另一部分则会反馈到运放输出端,形成一个回路。
通过调节反馈电流的大小和方向,可以改变运放输出端的电流,从而控制整个运放电路的性能。
二、性能分析1.增益稳定性:电流反馈运放电路可以通过调节反馈电流的大小和方向来控制运放的增益,使其在整个工作频率范围内保持稳定。
一般来说,当反馈电流的大小增加时,运放的增益会减小,相应的频率响应也会改善。
2.频率响应:电流反馈运放电路可以通过调节反馈电流的频率响应来改善整个电路的频率响应特性。
通过选择合适的反馈电路结构和元件参数,可以使运放的频率响应在特定频率范围内增益趋近于线性。
3.非线性失真:电流反馈运放电路可以通过调节反馈电流的大小和方向来减小运放的非线性失真。
当反馈电流的大小增加时,运放的非线性失真也会减小,从而提高整个电路的线性度。
三、具体实现方法在具体实现电流反馈运放电路时,需要选择合适的电路结构和元件参数。
常用的电流反馈运放电路有两种结构:电压串联反馈和电流并联反馈。
1.电压串联反馈:电压串联反馈是将反馈电流引入到运放的负反馈环路中,从而改变运放的增益和频率响应特性。
具体实现上,可以在运放输入端和输出端之间串联一个反馈电阻,通过调节反馈电阻的大小和方向,可以控制反馈电流的大小和方向,从而改变运放的增益和频率响应。
2.电流并联反馈:电流并联反馈是将反馈电流引入到运放的输入端,从而改变运放的增益和非线性失真特性。
具体实现上,可以在运放输入端并联一个反馈电流源,通过调节反馈电流源的大小和方向,可以控制反馈电流的大小和方向,从而改变运放的增益和非线性失真。
综上所述,电流反馈运放电路是一种能够改善运放性能的重要电路设计。
反馈电路带RC的运放输出电压计算
反馈电路带RC的运放输出电压计算顾名思义,运算放大器积分器是执行积分的数学运算的运算放大器电路,也就是说,随着运算放大器积分器产生输出电压,我们可以使输出响应输入电压随时间的变化。
与输入电压的积分成正比。
换句话说,输出信号的大小由在输入端存在电压的时间长度确定,因为通过反馈环路的电流会在电容器上产生所需的负反馈时,通过反馈环路的电流会使电容器充电或放电。
首先将阶跃电压Vin施加到积分放大器的输入端时,未充电的电容器C的电阻很小,其作用有点像短路,允许最大电流流经输入电阻Rin,因为两个电容之间存在电位差。
两个盘子。
没有电流流入放大器输入,并且点X是虚拟接地,导致输出为零。
由于此时电容器的阻抗非常低,因此XCR IN的增益比也非常小,因此总电压增益小于1(电压跟随器电路)。
随着反馈电容器C由于输入电压的影响而开始充电,其阻抗Xc 与充电速率成比例地缓慢增加。
电容器以串联RC网络的RC时间常数(τ)确定的速率充电。
负反馈迫使运算放大器产生输出电压,从而在运算放大器的反相输入端保持虚拟接地。
由于电容器连接在运算放大器的反相输入(处于虚拟地电位)和运算放大器的输出(现在为负)之间,因此电容器两端产生的电位电压Vc缓慢增加,导致充电电流降低随着电容器阻抗的增加。
这导致XcRin之比增加,从而产生线性增加的斜坡输出电压,该电压持续增加直到电容器充满电为止。
此时,电容器起开路作用,阻止了直流电流的流动。
反馈电容器与输入电阻器的比值现在是无限的,从而导致无限的增益。
这种高增益(类似于运算放大器的开环增益)的结果是,放大器的输出进入饱和状态,如下所示。
(当放大器的输出电压严重摆动至一个供电轨或另一供电轨而其间几乎没有控制或没有控制时,就会发生饱和)。
电流反馈运放大器
7 电流反馈运放大器Erik Barnes,Analog Devices Inc.问:与普通运放相比,我不太明白电流反馈运放如何工作?我听说电流反馈运放带宽恒定,不随增益变化而改变,那是怎么实现的?它与互阻放大器是否一样?答:在考察电路之前,我们先给电压反馈运放(VFA)、电流反馈运放(CFA)和互阻放大器这三个概念下定义。
顾名思义,电压反馈是指一种误差信号为电压形式的闭环结构。
传统运放都用电压反馈,即它们的输入对电压变化有响应,从而产生一个相应的输出电压。
电流反馈是指用作反馈的误差信号为电流形式的闭环结构。
CFA其中一个输入端对误差电流有响应,而不是对误差电压有响应,最后产生相应的输出电压。
应该注意的是两种运放的开环结构具有相同的闭环结果:差动输入电压为0,输入电流为0。
理想的电压反馈运放有两个高阻抗输入端,从而使输入电流为0,用电压反馈来保持输入电压为0。
相反,CFA有一个低阻抗输入端,从而使输入电压为0,用电流反馈来保持输入电流为0。
互阻放大器的传递函数表示为输出电压对输入电流之比,从而表明开环增益Vo/Iin用欧姆(Ω)表示。
因此,CFA可称作互阻放大器。
有趣的是,利用VFA闭环结构也可构成互阻特性,只要用电流(如来自光电二极管的电流)驱动低阻求和节点,就可产生一个电压输出,其输出电压等于输入电流与反馈电阻的乘积。
更有趣的是,既然理想情况下,任何一个运放应用电路都可以用电压反馈或电流反馈来实现,那么用电流反馈也能实现上面的I V变换。
所以在用互阻放大器这一概念时,要理解电流反馈运放与普通运放闭环I V变换电路之间的差别,因为后者也可表现出类似的互阻特性先看VFA的简化模型(见图1),同相增益放大器电路以开环增益A(s)放大同相放大原理图波特图图1此主题相关图片如下:VFA的简化模型差模电压(V IN+ -V IN- ),通过RF和RG构成的分压电路把输出电压的一部分反馈到反相输入端。
为推导出该电路的闭环传递函数VO/V IN+ ,假设流入运放输入端的电流为0(输入阻抗无穷大);两个输入端民位近似相等(接成负反馈且开环增益很高)。
运放恒流源电路详解
运放恒流源电路详解一、引言运放恒流源电路是一种常见的电子电路,用于产生一个稳定的恒定电流源。
它广泛应用于各种电路设计中,例如电流源、电流比较器、电流控制器等。
本文将详细介绍运放恒流源电路的原理、设计和应用。
二、原理运放恒流源电路是利用运放的高开环增益和负反馈原理来实现稳定的恒定电流源。
这种电路通常由一个运放、一个电阻和一个负载组成,如下图所示:+--| R |--+| |Vref --- R1 R2 Vout| |+---+---+|FeedbackResistor•Vref为参考电压,用于确定输出电流的大小。
•R1和R2是电阻,用于确定反馈电压和输出电流之间的关系。
•Feedback Resistor是负载电阻,用于产生稳定的输出电流。
当输入电压Vref变化时,运放将调整输出电压Vout,使得负载电阻两端的电压保持不变。
这样,由恒流源电路输出的电流就能够保持恒定。
三、设计设计运放恒流源电路的关键是合理选择电阻值和参考电压。
以下是一个简单的设计步骤:1. 确定负载电流首先确定所需的输出电流。
根据应用要求和电路需求,确定输出电流的大小。
2. 选择参考电压根据所需的输出电流和参考电压之间的关系,选择合适的参考电压值。
3. 选择电阻选择合适的电阻值,使得负载电流和参考电压之间的关系满足要求。
4. 确定运放类型根据设计要求,选择合适的运放类型。
常用的运放类型有单电源运放和双电源运放,选择时需要考虑电源供电方式和输出要求等因素。
5. 确定运放参数根据所选运放的参数,确定运放的增益、输入电阻和输出电阻等特性。
四、应用运放恒流源电路广泛应用于各种电子电路设计中,下面是一些常见的应用场景:1. 电流源运放恒流源电路可以用作独立的电流源,提供稳定的电流输出。
2. 电流比较器将两个运放恒流源电路连接在一起,可以实现电流比较功能。
3. 电流控制器运放恒流源电路可以用于电流控制,将输出电流限制在一定范围内。
4. 自适应电源将运放恒流源电路与其他电源电路结合使用,可以实现自适应电源功能。
TL431放大器电路反馈回路设计方案
波特图如下:
用TL431实现分立器件的功能没什么不同.如图2.
区别是1. R5上拉电阻(提供足够电流)。2. 431电路驱动能力不强,但输出接高阻抗,工作很好。也是一个2型补偿网络。TL431隔离应用
经过本文的总结,相信大家对TL431在反馈回路当中的应用会有更进一步的了解和认识。在高电压的环境下使用TL431的确是一个不错的选择,不仅能很大程度上减少成本的投入还能全面提升产品的品质,实在是一款性价比非常高的产品。
图3是隔离的应用.
与图2最大区别是输出不是电压Ve,而是光耦电流.电流由:TL431电压增益;R5; Vo决定.(图2传函与R5,Vo无关).C3代表光耦输出电容和频响rolloff.图3也是一个2型补偿网络.
A.低频段:
TL431放大器由C1R1构成的积分器的增益高,是补偿网络的主导.
图4a给出低频等值电路
在R6的反馈支路,Байду номын сангаас一个扰动,这个扰动依赖于二级滤波谐振的衰减,但相位和没有二级滤波一样.
二级滤波回路的测试是一个问题,在C点测量是一个选择,但由于原边的高电压和测试困难(这不是主要的,主要的是C点的阻抗高),可以把电感短路(但要保证谐振频率超过补偿网络的第一个零点),在输出端如图8测量.
总结
如果输出电压足够高TL431是一个好的选择.如果光耦隔离,按本文的建议就可以得到大致好的设计.(如果是正规的设计公司和要成为高手,一定要有测量仪器,手段.)
B.中频段:
TL431积分器达到单位增益,超过这点,积分器输出减弱.然而总有Vo通过R5流过光耦提供增益(它是中频段的主导).图5给出中频等值电路.交越频率在中频段,设计R5达到想要的交越频率。
运放双向扩流电路
运放双向扩流电路简介运放双向扩流电路是一种常见的电路设计方案,用于控制电流的双向流动。
它基于运放(运算放大器)的特性,能够在两个方向上传输电流,并且具有较高的精度和稳定性。
在实际应用中,这种电路广泛用于信号放大、功率输出、电源管理等领域。
原理运放双向扩流电路主要由四个关键元件构成:运放、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、负载电阻和反馈网络。
其中,运放是整个电路的核心部分,它能够对输入信号进行放大和处理。
MOSFET则充当开关的作用,在控制信号下开启或关闭通路。
负载电阻用于限制和分配电流。
反馈网络则通过连接输出端和输入端,实现对输出信号进行反馈控制。
当输入信号为正向时,运放将其经过放大处理后传递给MOSFET。
MOSFET根据控制信号的状态,在通道中形成低阻态,从而使得正向电流能够通过负载电阻流入地线。
当输入信号为反向时,运放将其经过放大处理后传递给MOSFET。
MOSFET根据控制信号的状态,在通道中形成高阻态,从而阻止反向电流通过负载电阻流入地线。
通过反馈网络的作用,运放能够实时监测输出端的电压,并将其与输入端进行比较。
当输出电压偏离设定值时,反馈网络会对运放进行调节,使得输出信号趋近于设定值。
这种反馈机制能够保持输出端稳定,并提高电路的精度和稳定性。
优势与应用领域1.双向流动:运放双向扩流电路能够实现正向和反向电流的双向流动,适用于需要控制和分配电流的场合。
2.高精度:由于采用了运放和反馈机制,该电路具有较高的精度和稳定性。
可以在工业自动化、仪器仪表等领域中广泛应用。
3.大功率输出:通过合理选择MOSFET和负载电阻,该电路可以实现大功率输出。
适用于音频功放、电源管理等需要高功率输出的场景。
4.低失真:由于采用了运放进行信号放大,该电路具有较低的失真率。
能够在音频放大、信号处理等领域中提供高质量的输出信号。
设计步骤1.确定需求:根据实际应用,确定电路的输入和输出要求,包括电压范围、电流范围、功率需求等。
电流反馈型运放原理分析和问题解析
刚开始使用电流反馈型运放时,总会从资料上看到这样的信息: 电流反馈型运放直流特性不好,适合放大高频的交流信号;带宽不因频 率增加而减小,也就是没有增益带宽积的概念;再深一点,CFB 运放的 反馈电阻需为恒定的值。
为了弄清楚这些问题,我看过很多英文应用手 册。
但看完之后,总觉得云里雾里,不知所云。
终有一天,认真推导了 电流反馈运放传递函数后恍然大悟, 从理论上明白了电流反馈运放的原 理。
现在整理总结一下我的学习过程,希望对大家有用。
我们开始研究电流反馈型 CFB 运放就从下面这个原理框图开始。
首先,CFB 运放的输入端不是电压反馈型放大电路的差分输入 端,而是一个从 V+到 V-输入端的一个增益为的跟随电路,这个增益非 常接近于 1,实际约为 0.996 或更高的值,但肯定小于 1.00。
(如下图 所示的 CFB 与 VFB 输入级的对比)这个跟随输入极有一个输出电阻 Ri,理论上这个电阻应该等于 0,但实际上为几欧到几十欧的水平。
用于 反馈的误差电流信号就从 Ri 上流过从 V-端口流出或流入。
关于 CFB 运放的输入级以后会专门拿出一小节来分析,且耐心等待。
这里只要理解 为电流反馈运放的输入级是一个从 V+至 V-的跟随器就好了。
(a)VFB 运放输入级(b)CFB 运放输入级误差电流通过镜像到第二级的增益阻抗 Z(s)上形成电压。
注意, CFB 运放的第二级不是电压增益 G,而是互阻增益 Z(s)。
这是因为运 放的输出是电压,而误差信号是个电流,只有通过互阻抗来实现 I-V 变换。
Rg 和 Rf 是用于设定增益的反馈网络电阻。
与 VFB 运放很相似, 很好理解。
上一小节从 CFB 运放的原理框图解释了 CFB 的内部原理。
这一小节我 们就来用简单的数学公式推导一下 CFB 运放的传递函数,从而揭示为 什么 CFB 运放为什么需要固定反馈电阻的值。
还是看着下面的图,请拿出笔来纸来,如果想真正搞明白电流反馈运放 的传递函数公式,明白的像电压反馈运放那样的话,一定拿出笔来,一 步一步的推导。
运放pi电路
运放pi电路运放pi电路是一种常见的电子电路,它由运放和电阻、电容等元件组成。
运放(Operational Amplifier)是一种高增益、大输入阻抗、小输出阻抗的电子放大器。
pi电路是由三个电阻和两个电容构成的网络,可以在信号处理、滤波、电压放大等应用中发挥重要作用。
我们来了解一下运放的基本原理。
运放是一种差分放大器,它具有两个输入端(非反相输入端和反相输入端)和一个输出端。
它的输入阻抗非常大,可以几乎不影响外部电路。
而输出阻抗非常小,可以提供较大的输出电流。
运放的输出电压与输入电压之间存在线性关系,通常可以通过负反馈来调整放大倍数。
pi电路是一种常见的运放反馈电路,它的结构类似于一个π符号。
pi电路由一个串联的电阻-电容网络和一个反馈电阻组成。
其中,电阻和电容构成的网络被称为外部网络,它负责滤波和频率选择的功能;而反馈电阻则负责调整放大倍数。
pi电路可以用于实现低通滤波、高通滤波、带通滤波等功能。
在实际应用中,pi电路有着广泛的用途。
例如,在音频放大器中,pi电路可以用于增强低频音频信号的放大效果,提高音质;在通信系统中,pi电路可以用于滤除杂散信号,提高信号的传输质量;在测量仪器中,pi电路可以用于信号调理,提高测量的准确性等等。
举个例子来说明pi电路的应用。
假设我们需要设计一个低通滤波器,用于去除输入信号中的高频噪声。
我们可以使用一个pi电路来实现这个功能。
首先,根据滤波器的要求选择适当的电阻和电容值,然后将它们连接成一个pi电路。
接下来,将输入信号接到pi电路的输入端,通过调整反馈电阻的值来调整滤波器的放大倍数。
最后,从pi电路的输出端获取滤波后的信号。
需要注意的是,在设计pi电路时,我们需要考虑电阻和电容的阻抗对滤波器性能的影响。
电阻和电容的阻抗随着频率的变化而变化,因此在选择元件数值时需要根据滤波器的要求进行合理的设计。
此外,还需要注意电路的稳定性和抗干扰能力,避免出现不稳定或失真的情况。
简易运放电流源电路
简易运放电流源电路详解在电子电路设计中,电流源是一个非常重要的元件,它能够为电路提供稳定、精确的电流。
运放(运算放大器)电流源电路是一种常见的实现方式,其基于运算放大器的特性来构建。
本文将详细阐述简易运放电流源电路的工作原理、设计步骤、实际应用及其优缺点。
一、工作原理运放电流源电路的工作原理主要依赖于运算放大器的“虚短”和“虚断”特性。
当运算放大器工作在线性区时,其两个输入端(同相和反相)的电压几乎相等,称为“虚短”。
同时,由于运算放大器的输入阻抗非常高,流入其输入端的电流几乎为零,这被称为“虚断”。
在简易运放电流源电路中,通常将运算放大器的同相输入端连接到参考电压,反相输入端则通过反馈电阻连接到输出端。
这样,当输出电压发生变化时,反馈电阻上的电压也会随之变化,从而改变反相输入端的电压。
由于“虚短”特性,同相输入端的电压也会跟随变化,进而调整输出电流,使其保持恒定。
此外,为了使输出电流更加稳定,通常还会在运放的输出端串联一个电阻,以限制电流的大小。
同时,为了减小温度对电阻值的影响,可以采用温度系数较小的精密电阻。
二、设计步骤设计一个简易运放电流源电路需要遵循以下步骤:确定所需的输出电流值。
这是设计电流源的第一步,需要根据实际应用需求来确定。
选择合适的运算放大器。
运算放大器的选择应考虑到其带宽、增益、输入阻抗等参数,以确保电路的性能。
计算反馈电阻和输出电阻的值。
根据所需的输出电流和运算放大器的参数,可以计算出反馈电阻和输出电阻的合适值。
搭建电路并进行调试。
根据设计好的电路图搭建实际电路,并进行必要的调试和优化,以确保电路的性能达到预期。
三、实际应用简易运放电流源电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如,在模拟电路中,它可以作为有源负载为其他电路提供恒定的电流;在放大器电路中,它可以作为偏置电流源为晶体管提供稳定的偏置电流;在传感器电路中,它可以作为激励源为传感器提供所需的工作电流等。
此外,由于运算放大器具有较高的增益和输入阻抗,以及较低的输出阻抗,因此简易运放电流源电路还具有较好的稳定性和抗干扰能力。
电流反馈型运放电路设计指南
刚开始使用电流反馈型运放时,总会从资料上看到这样的信息:电流反馈型运放直流特性不好,适合放大高频的交流信号;带宽不因频率增加而减小,也就是没有增益带宽积的概念;再深一点,CFB运放的反馈电阻需为恒定的值。
为了弄清楚这些问题,我看过很多英文应用手册。
但看完之后,总觉得云里雾里,不知所云。
终有一天,认真推导了电流反馈运放传递函数后恍然大悟,从理论上明白了电流反馈运放的原理。
现在整理总结一下我的学习过程,希望对大家有用。
我们开始研究电流反馈型CFB运放就从下面这个原理框图开始。
首先,CFB运放的输入端不是电压反馈型放大电路的差分输入端,而是一个从V+到V-输入端的一个增益为的跟随电路,这个增益非常接近于1,实际约为0.996或更高的值,但肯定小于1.00。
(如下图所示的CFB与VFB输入级的对比)这个跟随输入极有一个输出电阻Ri,理论上这个电阻应该等于0,但实际上为几欧到几十欧的水平。
用于反馈的误差电流信号就从Ri上流过从V-端口流出或流入。
关于CFB运放的输入级以后会专门拿出一小节来分析,且耐心等待。
这里只要理解为电流反馈运放的输入级是一个从V+至V-的跟随器就好了。
(a)VFB运放输入级 (b)CFB运放输入级误差电流通过镜像到第二级的增益阻抗Z(s)上形成电压。
注意,CFB运放的第二级不是电压增益G,而是互阻增益Z(s)。
这是因为运放的输出是电压,而误差信号是个电流,只有通过互阻抗来实现I-V 变换。
Rg和Rf是用于设定增益的反馈网络电阻。
与VFB运放很相似,很好理解。
上一小节从CFB运放的原理框图解释了CFB的内部原理。
这一小节我们就来用简单的数学公式推导一下CFB运放的传递函数,从而揭示为什么CFB运放为什么需要固定反馈电阻的值。
还是看着下面的图,请拿出笔来纸来,如果想真正搞明白电流反馈运放的传递函数公式,明白的像电压反馈运放那样的话,一定拿出笔来,一步一步的推导。
(1)对V-输入端建立KCL方程,可得下式,这一步很容易理解。
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电流反馈运放电路设计
电流反馈放大器不受基本增益带宽积的限制,随着信号幅度的增加,带宽的损失非常小。
因为可以在最小失真的条件下对大信号进行调节,这些放大器在非常高的频率下通常都具有优异的线性度。
而电压反馈放大器的带宽随着增益的增加降低,电流反馈放大器在很宽的增益范围上维持其大部分带宽不变。
正因为如此,准确地说,电流反馈运放没有增益带宽积的限制。
当然,电流反馈运放也不是无限快,其压摆率(Slew Rate)不受内部偏置电流的限制,但受三极管本身的速度限制。
对给定的偏置电流,这就容许不用通常可能影响稳定性的正反馈或其方法来获得较大的压摆率。
那么如何构建这些电路呢?电流反馈运放具有一个与差分对相对的输入缓冲器,该输入缓冲器大多数情况下常常是射极跟随器或其它非常类似的电路。
正相输入端具有高阻抗,而缓冲器的输出,即放大器的反相输入具有低阻抗。
相比之下,电压反馈放大器的输入都是高阻。
电流反馈运放的输出是电压,并且它与流出或流入运放的反相输入端的电流有关,这由称为互阻抗(transimpedance)的复杂函数Z(s)来表示(图1)。
在直流时,互阻抗是一个非常大的数,并且像电压反馈运放一样,它随着频率的增加具有单极点滚降特性。
电流反馈运放灵活性的关键之一是具有可调节的带宽和可调节的稳定性。
因为反馈电阻的数值实际上改变放大器的交流环路的动态特性,所以能够影响带宽和稳定性两个方面。
加之具有非常高的压摆率和基于反馈电阻的可调节带宽,你可以获得与器件的小信号带宽非常接近的大信号带宽。
在甚至更好的情况下,该带宽在很宽的增益范围内大部分都维持不变。
而因为具有固有的线性度,你也可以在高频大信号时获得较低的失真。
如何发现最佳的反馈电阻R F
由于放大器的交流特性部分地取决于反馈电阻,这就让我们能够针对每一个特定的应用“量身定制”放大器。
降低反馈电阻的数值将提升环路增益。
为了保持稳定性和最大的带宽,在低增益时,反馈电阻要设置为较高的数值;随着增益的上升,环路增益自然降低。
如果需要高的增益,可以利用较小的反馈电阻来部分地恢复环路增益。
图1:具有Z(s)和反馈电阻的电路示意图
图2:能够体现LMH6714特色的不同R F条件下的频率响应
在图2中你可以看到随着你改变反馈电阻带宽所发生的变化。
在右手曲线的远处,反馈电阻R F等于147Ω,你可以看到频率响应具有相当大的峰值。
该曲线也具有最高的带宽。
减小该电阻到远远低于这个147Ω,会导致你的脉冲响应出现振铃,如果再进一步减小该电阻,实际上就会发生振荡。
R F等于300Ω的曲线具有优异的平坦度和增益,并仍然具有与峰值频率响应可比的良好带宽。
所以,我们不必牺牲太多的带宽就已经获得了很高的稳定性。
利用600Ω的反馈电阻,你就能调节回你的频率响应。
例如,如果一个应用仅仅需要50~60MHz的带宽,在该频段内的任何信号都会对噪声有所贡献,你可以利用反馈电阻来调节你的器件的频率响应。
在如此有限的带宽内,利用如此高速的放大器的原因在于它提供优异的信号保真度。
图3来自相同器件的数据表,该图说明了对给定正相增益的推荐反馈电阻。
正如预期的那样,对增益为2的放大器推荐采用300Ω的电阻
,它具有最佳的增益平坦度、建立时间和速度的组合。
此外,从该图中可
图4:利用串联输出电阻实现对容性负载的隔离
如图4所示,通过引入一个电阻(R OUT),放大器几乎可以驱动任何大小的电容而没有稳定性问题。
这是电压和电流两种反馈放大器常用的技术,当驱动高速模/数转换器时,该技术特别有用。
R OUT电阻被放置在运
放和容性负载(即ADC)之间。
只要电路板空间允许,要把电阻靠近放大器放置。
图5:LMH6738推荐的R OUT与容性负载的对比
在图5中,图表上的曲线显示了根据电容大小建议的R OUT电阻数值。
该图表是根据1kΩ的阻性负载绘制的。
如果RL的数值较小,R OUT也可以更小。
另一个选项是把R OUT放在反馈环之内(图中没有标出)。
你可以把R F连接到隔离电阻的输出侧,而不是图中R OUT和放大器之间用R F连接。
这样做将保持增益的精度,
但是跟在其它例子中一样,你将仍然在隔离电阻上损失相同大小的电压摆幅。
尽管该技术确实有其缺陷,但应该这样实现。
因为电阻和电容形成一种低通滤波器,对于这种电路的应用,存在某种带宽的损失。
实际应用表明,无论电阻阻值多大,电容越大就越难驱动,并降低带宽。
降低系统噪声
如果你正在构建一种IF放大器或低频R F放大器,那么把噪声最小化就特别重要。
利用电流反馈放大器,增加反馈电阻常常能减小系统的噪声,这是因为频率响应衰减得比电阻噪声的上升要快。
为了减小跟随放大器电路的那部分噪声,非常重要的一点是仅仅采用必需的带宽,而不要选用超过应用需求的带宽。
除了采用反馈电阻的最佳数值之外,你可以给电路添加附加的滤波电路。
利用Sallen-Key滤波器拓扑,滤波器常常可以被恰当地合并到放大器的反馈网络中。
如果可能的话,交流耦合将有助于消除低频噪声,那常常就是所谓的1/f噪声,目标是滤除在你的放大带宽之外的所有噪声。
从系统的层面考虑,要求在电路中尽早布置最低噪声和最高增益的模块。
你提高增益越早,其后噪声对你的信号的影响就越小。
如果可能的话,要避免大的信号源电阻,电阻增加的热噪声与电阻值成正比。
电压反馈放大器的优势
如果比较电流反馈和电压反馈两种放大器,你会发现电压反馈放大器在某些方面可能具有一定优势。
利用电流反馈拓扑,输入偏置电流并没有系统地匹配。
正相输入比反相输入阻抗更大—通常具有更低的输入偏置电流。
反相输入偏置电流通常将比较大,如果偏置电流必须流过大阻值的电阻的话,这样做可能导致输入电压的偏移。
在电流反馈器件上的偏移电压可以被匹配并使之相当小,但从系统的观点看,它们不可能完全为零。
所以,虽然典型的电流反馈放大器的偏置电压可以被设计得非常好,但是它将随着正常的工艺批号及温度而变化比较大。
如果需要非常高精度的输入
偏置电压,那么电压反馈放大器通常是比较好的选择。
电流反馈放大器的缓冲器配置需要一个反馈电阻,而电压反馈放大器可以采取直接短路连接。
这样做通常没有问题,除非在设计中取代现有的电压反馈放大器。
最后,在电流反馈放大器的反馈环路中,电容会引起不稳定性。
一些常用的电路拓扑不适合于电流反馈放大器,对于大多数这些电路,需要重新设计电路板,以使之满足电流反馈放大器工作的要求。
作者:
Loren Siebert。