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一粒金砂(中级)

请大家帮忙看下这个电流检测电路的IL和Vo的关系,看了半天也没搞懂关系 [复制链接]

 

此帖出自模拟电子论坛
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运放工作于线性状态,两个输入端电位必须相等(理想运放)。今R1为0.1欧,R2为100欧,所以流过R2的电流必定是0.001倍IL。三极管集电极电流与发射极电流近似相等,R3为1000欧,故Vo近似等于0.001IL*1000欧=(1V/1A)IL。

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有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?  详情 回复 发表于 2020-12-14 10:52

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一粒金砂(初级)

一个负载电流限制电路,R1是电流采样电阻,改变R3控制IL。


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maychang 发表于 2020-12-12 20:37 运放工作于线性状态,两个输入端电位必须相等(理想运放)。今R1为0.1欧,R2为100欧,所以流过R2的电流必定是 ...

有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?

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我倒是有个疑惑:负载上端(R1右端)对地电压就是Vo,而且从R1为0.1欧看负载电流比较大,何必用个运放再加三极管来输出Vo?有这个必要吗?  详情 回复 发表于 2020-12-14 11:09
“一般是用负反馈接法吧?” 万勿认为运放输出端与同相输入端有联系,就是正反馈。还要看看运放输出端与同相输入端之间有没有相移。  详情 回复 发表于 2020-12-14 11:07
“是否能让运放工作在线性状态?” 由前帖,因大环路存在强烈负反馈,运放一定工作于线性状态。除非输入电压高于电源电压减2V。  详情 回复 发表于 2020-12-14 11:05
“有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?” 运放输出端接三极管基极,运放同相输入端接三极管集电极,而三极管集电极对三极管基极是反相,所以在三极管+运放这个大环路中,是负反馈。  详情 回复 发表于 2020-12-14 11:03

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topwon 发表于 2020-12-14 10:52 有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?

“有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?”

运放输出端接三极管基极,运放同相输入端接三极管集电极,而三极管集电极对三极管基极是反相,所以在三极管+运放这个大环路中,是负反馈。

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哦,明白了,谢谢!  详情 回复 发表于 2020-12-14 11:19

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topwon 发表于 2020-12-14 10:52 有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?

“是否能让运放工作在线性状态?”

由前帖,因大环路存在强烈负反馈,运放一定工作于线性状态。除非输入电压高于电源电压减2V。


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topwon 发表于 2020-12-14 10:52 有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?

“一般是用负反馈接法吧?”

万勿认为运放输出端与同相输入端有联系,就是正反馈。还要看看运放输出端与同相输入端之间有没有相移。


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topwon 发表于 2020-12-14 10:52 有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?是否能让运放工作在线性状态?一般是用负反馈接法吧?

我倒是有个疑惑:负载上端(R1右端)对地电压就是Vo,而且从R1为0.1欧看负载电流比较大,何必用个运放再加三极管来输出Vo?有这个必要吗?

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为了避开对被“监视“”电流的影响,因为运放的输入端阻抗理论无穷大。  详情 回复 发表于 2020-12-16 15:43

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maychang 发表于 2020-12-14 11:03 “有个疑问,图中接法似乎是正反馈吧?” 运放输出端接三极管基极,运放同相输入端接三极管 ...

哦,明白了,谢谢!


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本帖最后由 蓝的天 于 2020-12-16 15:26 编辑

数学方法推导一下:

      一 : 负载电流稳定时,同相端电位与反相端电位相等:V+=V- ,因此R1两端的电压,和R2两端的电压相等,即 Ic×R2=IL×R1, ∴ Ic=IL×R1÷R2;

      二 :∵ Vo=Ie×R3,Ie≈Ic, ∴ Vo=Ic×R3,

              ∴Vo=(IL×R1÷R2)×R3;

              代入电阻值,Vo=(IL×0.1÷100)×1000,三个阻值运算的结果是1Ω,因此 Vo=IL×1Ω;

      三 :∵1Ω=1V/1A,

              ∴Vo=IL×(1V/1A)

       Vo的值与IL值成为对应的关系,即根据Vo的大小,就可以“监视monitor” IL的大小了。


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一粒金砂(中级)

本帖最后由 蓝的天 于 2020-12-16 15:44 编辑
maychang 发表于 2020-12-14 11:09 我倒是有个疑惑:负载上端(R1右端)对地电压就是Vo,而且从R1为0.1欧看负载电流比较大,何必用个运放再加 ...

为了避开对被“监视“”电流的影响,因为运放的输入端阻抗,理论是无穷大。

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楼主图中Vo处,如果电压表或者其它电压测量设备内阻不是可忽略,同样影响测量结果,而且对测量结果的影响比在R1右端测量可能还要大。Vo处测量设备消耗的电流,要由三极管提供,必定影响三极管集电极电流,而三极管集  详情 回复 发表于 2020-12-16 16:32

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蓝的天 发表于 2020-12-16 15:43 maychang 发表于 2020-12-14 11:09 我倒是有个疑惑:负载上端(R1右端)对地电压就是Vo,而且从R1为0.1欧看 ...

楼主图中Vo处,如果电压表或者其它电压测量设备内阻不是可忽略,同样影响测量结果,而且对测量结果的影响比在R1右端测量可能还要大。Vo处测量设备消耗的电流,要由三极管提供,必定影响三极管集电极电流,而三极管集电极电阻远比R1要大。

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1:这种电路类似取样电路的功能,应该不是用于使用电压表之类的仪器来测量的。 2:电路的Vo将送至后面的电路,供独立A\D电路,单片机或其它电路使用。  详情 回复 发表于 2020-12-17 16:40

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本帖最后由 蓝的天 于 2020-12-17 16:51 编辑
maychang 发表于 2020-12-16 16:32 楼主图中Vo处,如果电压表或者其它电压测量设备内阻不是可忽略,同样影响测量结果,而且对测量结果的影响 ...

1:这种电路类似取样电路的功能,应该不是用于直接使用电压表之类的仪器来测量的。

2:电路的Vo将送至后面的电路,供独立A\D电路,单片机或其它电路使用。

     PS:如果直接用您指的那些仪器测量,您的考虑有道理。

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        此前13楼表述  “2:电路的Vo将送至后面的电路,供独立A\D电路,单片机或其它电路使用”,有失严谨;         此处修改为:“2:电路的Vo  详情 回复 发表于 2020-12-19 15:14
这个问题值得深入讨论。 我认为,即使是 “独立A\D电路,单片机或其它电路” ,最好也是从电阻R1右端取得负载两端电压值。这样,至少避免运放失调电压、电阻R2和R3的误差、三极管集电极电流与发射极电  详情 回复 发表于 2020-12-17 19:39

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蓝的天 发表于 2020-12-17 16:40 maychang 发表于 2020-12-16 16:32 楼主图中Vo处,如果电压表或者其它电压测量设备内阻不是可忽略,同样 ...

这个问题值得深入讨论。

我认为,即使是 “独立A\D电路,单片机或其它电路” ,最好也是从电阻R1右端取得负载两端电压值。这样,至少避免运放失调电压、电阻R2和R3的误差、三极管集电极电流与发射极电流不等所带来的误差。


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本帖最后由 蓝的天 于 2020-12-19 15:45 编辑
 
蓝的天 发表于 2020-12-17 16:40 maychang 发表于 2020-12-16 16:32 楼主图中Vo处,如果电压表或者其它电压测量设备内阻不是可忽略,同样 ...

 

   此前13楼表述  “2:电路的Vo将送至后面的电路,供独立A\D电路,单片机或其它电路使用”,有失严谨;

此处修改为:“2:电路的Vo将送至后面的信号处理电路使用。”

    PS:楼主图一大优点是避免对被测量的影响,不失为一种可参考的结构。

 检测电流的电路结构有多种,各有特点。可以根据具体情况,选择适合的结构,甚至加以优化,以满足不同要求。

 

 


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