是电压比较器还是振荡电路？

童心老叟

是电压比较器还是振荡电路？ [复制链接]

 

还是深究放大器的应用。
下图中，压力传感器信号接入放大器U7（LT1079）的 A、B、C 组成典型的（差分）仪表放大器，D接成跟随器提供给 C 的正向输入端参考电压，进行传感器信号较零，应该是没问题了。
问题在于U8(LM301)，反向输入端为一个固定电压，而正向输入端接到差分放大器的输出。我理解U8为比较器：差分放大器的信号与固定电压进行比较，然后由Vout输出。
可在U8的正向输入端还接了R36（6.5M）和 电容C4（0.47uF），这起什么作用呢？是振荡电路吗？

maychang

“我理解U8为比较器：差分放大器的信号与固定电压进行比较，然后由Vout输出。”

没错，正是这样使用。

maychang

“可在U8的正向输入端还接了R36（6.5M）和 电容C4（0.47uF），这起什么作用呢？是振荡电路吗？”

接入R36，是施加一些正反馈，使比较器具有施密特输入特性。
接入C4，可能是为了上电时如果比较器输入在两个翻转值之间则比较器具有确定的输出状态，另一种可能是不希望仪表放大器部分输出窄脉冲时比较器动作。

bigbat

U8的3脚接的电容C4是稳压的，VIN没有输入时(VIN=0)，也就是相当于2脚和3脚为“比较基准电压”，即“虚等"。R27右端为高，左端为“地零”。随着电压升高超过比较基准电压时，3端的电压极性“反转”。比较器进入输出工作时U8 2脚，3脚的电压仍然是虚相等的，比较器呈现在“运放饱和态”，也就无所谓放大倍数了(理论是无穷大，当然这是不可能的。要不地球就要流浪了)，R36就是正向反馈端，使运放工作在这种饱和态的“助手”。C4一直都在稳压，使得电压不可以”突变”！

bqgup

了R36（6.5M）和 电容C4（0.47uF）是一阶低通滤波吧

maychang

bigbat 发表于 2019-2-17 10:45
U8的3脚接的电容C4是稳压的，VIN没有输入时(VIN=0)，也就是相当于2脚和3脚为“比较基准电压”，即“虚等"。 ...

运放进入饱和状态时，两输入端“虚短”不再成立。此时运放的放大倍数很小，接近于零。

bigbat

maychang 发表于 2019-2-17 11:32
运放进入饱和状态时，两输入端“虚短”不再成立。此时运放的放大倍数很小，接近于零。

谢谢老大，这个我是知道了，因为这个时候运放处于不正常状态，所以怎么说都可以。

bigbat

顺便推荐一本书《运算放大器权威指南》，我的运放知识主要来源于这本著作。这本书也是运放电路发明人所著。

bigbat

bqgup 发表于 2019-2-17 11:16
了R36（6.5M）和 电容C4（0.47uF）是一阶低通滤波吧

滤波有两种方法，一是“堵”，二是“疏”。C4是接地的，也就是疏，R36的阻值非常大C4容值也不小，差不多的频率都给疏出去了。所以我判断是稳压的。在临界时稳定工作点的，当然你说是滤波也对。因为稳压也是一种强滤波！

童心老叟

谢谢几位的答疑解惑！谢谢
从U8的结构看，此处不是振荡器，否则对整机电路来说是不成立的。
那么，接入正反馈R36和C4，
如@maychang先生所说，此处引入施密特输入的回滞特性，将U8的输出维持在一个特定的状态。
如果按@bigbat先生说是一阶低通滤波器，好像也成立。
能不能有数据支持？计算方法是什么？

童心老叟

bigbat 发表于 2019-2-17 11:47
顺便推荐一本书《运算放大器权威指南》，我的运放知识主要来源于这本著作。这本书也是运放电路发明人所著。

最近j下载浏览了杨建国先生的《你好，放大器》和《新概念模拟电路，负反馈和运算放大器基础 》，很有收获。谢谢你的推荐。
百度搜了一下《运算放大器权威指南》，有读者指出其中有些错误，并且译者也回复表示致歉呢。

bigbat

《运算放大器权威指南》已经是第四板了，主要是开始讲的那个坐船时发明运放的故事打动了我。

bigbat

童心老叟 发表于 2019-2-17 16:05
谢谢几位的答疑解惑！谢谢
从U8的结构看，此处不是振荡器，否则对整机电路来说是不成立的。
那么，接入正 ...

"施密特"输入是比较复杂的一种形式，它有两个临界电压，工作时当电路处于上升过程中，当电压超过“上升临界电压”时，电路状态反转，可能这时电压不在继续上升反而回落且降到“上升临界电压”以下了，但是这时电路状态保持暂时不发生变化，只有电压下降到“下降临界电压”以下时才反转。也就是有一个保持区域，在保持区域电路不反转。观察你提供的电路，应该没有这个特性。所以，我据此推断为“滤波”。因为有一个小的“毛刺”电路不会动作而已。所以是滤波。

童心老叟

bigbat 发表于 2019-2-21 08:42
"施密特"输入是比较复杂的一种形式，它有两个临界电压，工作时当电路处于上升过程中，当电压超过“上升临 ...

从我提供的电路中，如何就能说不是“施密特触发”电路呢？最好能有数据支持。不过您说的C4 是起到滤波、消除毛刺作用，应该是对的，谢谢指教。

童心老叟

运算放大器引入正反馈，有组成迟滞比较器（施密特触发器）现成的例子。感觉这个就是同相输入端加了滤波电容的 迟滞比较器，只是我还不能确定计算方程式。套用其他例子有如下方程：
信号是从运放同相输入端输入：
Vref=Vout×R27/(R36+R27)+Vin*R36/(R36+R27)
门限电压 Uh，Ul 为：
Uh= Vref×(R36+R27)/R36- Voh×R27/(R36+R27)
UI= Vref×(R36+R27)/R36- VoI×R27/(R36+R27)
门限宽度为：
∆U=Uh-Ul=（Voh-Vol)×R27/（R27+R36）

上面的方程式套用了单电源运放迟滞比较器的公式，
式中Vref=U8的2脚，反向输入端电压 。
Voh为VCC的电位；
Vol为GND的电位。


套在这个双电源的运放上，是否就是Voh=+15V，Vol= -15V ？

童心老叟

maychang 发表于 2019-2-16 17:00
“可在U8的正向输入端还接了R36（6.5M）和 电容C4（0.47uF），这起什么作用呢？是振荡电路吗？”

接入R3 ...

不断学习中。看了一些资料，比较倾向与您的说法。

zhuyebb

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童心老叟

maychang 发表于 2019-2-17 11:32
运放进入饱和状态时，两输入端“虚短”不再成立。此时运放的放大倍数很小，接近于零。

后面有点问题，能解释一下吗？谢谢！
我套的公式对不对？

maychang

童心老叟 发表于 2019-2-22 19:58
运算放大器引入正反馈，有组成迟滞比较器（施密特触发器）现成的例子。感觉这个就是同相输入端加了滤波电容 ...

套在这个双电源的运放上，是否就是Voh=+15V，Vol= -15V ？
输出范围对每一片芯片都可能有些区别，而且可能随温度有些变化，肯定与负载有关。

maychang

童心老叟 发表于 2019-2-25 17:25
后面有点问题，能解释一下吗？谢谢！
我套的公式对不对？

由于C4，运放同相输入端电位变化落后于VIN变化，也就是说，VIN上升或者下降到你计算出的Uh或者Ul，电路也不会动作(翻转)，需要VIN变化超过计算出的Uh或者Ul并且持续一定时间(持续多长时间与VIN超过Uh或者Ul数值有关)。