波形转换电路的问题

shaorc

如图，方波转换成三角波的电路

【1】把如果方波频率很高，那么直接让方波通过一个RC电路，其中C的容值取的大一些，（方波在高电平时给电容充电，此时是三角波的上升沿，由于电容容值大，还未充满就到了方波的低电平，就开始放电了，出现三角波下降沿，这样就出现了三角波），这样的方式和图1的方式有什么不同？

【2】图1中，负反馈电容C14的作用是把输出的什么频率再送到输入端？负反馈电阻R12的作用是什么？

图1

maychang

【1】把如果方波频率很高，那么直接让方波通过一个RC电路，其中C的容值取的大一些……这样的方式和图1的方式有什么不同？

 

没有什么不同。RC电路，且C电容量较大，就是个近似积分电路。首帖图1也是个近似积分电路，只不过运放加入了放大。

maychang

【2】图1中，负反馈电容C14的作用是把输出的什么频率再送到输入端？负反馈电阻R12的作用是什么？

 

这就是个积分电路。

电阻R11目的是降低运放直流放大倍数，防止运放输出漂移到饱和。

shaorc

maychang 发表于 2021-4-12 14:11 【2】图1中，负反馈电容C14的作用是把输出的什么频率再送到输入端？负反馈电阻R12的作用是什么？   ...

“电阻R11目的是降低运放直流放大倍数，防止运放输出漂移到饱和。”

首贴图1中，如果反馈电容C14换成电阻或者直接用导线替代，则整个电路就变成了直流放大电路，因为放大器输出和输入之间是直接耦合，而采用C14就变成了交流放大电路，因为放大器输出输入之间是通过电容耦合。既然不加入R12电阻，整个电路就是积分电路，纯交流放大电路，应该不存在直流放大，那为什么还要降低直流放大倍数？

maychang

shaorc 发表于 2021-4-12 15:28 “电阻R11目的是降低运放直流放大倍数，防止运放输出漂移到饱和。” 首贴图1中，如果反馈电 ...

『既然不加入R12电阻，整个电路就是积分电路，纯交流放大电路，应该不存在直流放大』

R12开路，仅有C14，那么这个运放是开环，其直流放大倍数就是该运放的开环增益，通常至少几十万倍，多则几千万倍。这么大的直流放大倍数，运放的失调电压就足以使其进入饱和。所以要限制其直流放大倍数。

shaorc

maychang 发表于 2021-4-12 15:51 『既然不加入R12电阻，整个电路就是积分电路，纯交流放大电路，应该不存在直流放大』 R12开路，仅有C1 ...

仅仅用电容充当反馈器件，为什么就属于开环呢，而用电阻反馈就属于闭环反馈？另外仅用电容当作反馈器件，电容不是隔直通交吗，怎么还会产生增益那么大的直流放大倍数？

maychang

shaorc 发表于 2021-4-12 18:39 仅仅用电容充当反馈器件，为什么就属于开环呢，而用电阻反馈就属于闭环反馈？另外仅用电容当作反馈器件， ...

直流情况，电容的容抗无穷大，相当于运放输出端与反相输入端没有任何联系，可以拿掉(开路)，自然是开环工作状态。这也就是你所说的 “隔直通交”。

shaorc

maychang 发表于 2021-4-12 18:49 直流情况，电容的容抗无穷大，相当于运放输出端与反相输入端没有任何联系，可以拿掉(开路)，自然是开环工 ...

哦哦，明白了，那这么说来，书本上出现的积分电路，都只是理想状态下的拓扑，实际运用时还是得加上负反馈电阻和电容并联，起到避免开环放大倍数过大的作用？

maychang

shaorc 发表于 2021-4-12 20:50 哦哦，明白了，那这么说来，书本上出现的积分电路，都只是理想状态下的拓扑，实际运用时还是得加上负反馈 ...

理想的积分电路，直流增益应该是无穷大。并联上一个电阻，降低了直流增益，已经不是理想积分电路了，只能是近似积分电路。

maychang

shaorc 发表于 2021-4-12 20:50 哦哦，明白了，那这么说来，书本上出现的积分电路，都只是理想状态下的拓扑，实际运用时还是得加上负反馈 ...

为使实际的积分电路接近于理想，在积分电容上并联电阻，只是个不太完善的办法。实际应用中，为使积分的结果更接近理想(尽量减少误差)，往往要采用更复杂的办法。例如使用模拟开关，每次积分之前先使积分电容放电到积分电容两端电压为零，然后再开始积分过程，同时限制积分时间不超过某一定值以限制积分电路输出端摆动幅度避免进入饱和状态。

maychang

shaorc 发表于 2021-4-12 20:50 哦哦，明白了，那这么说来，书本上出现的积分电路，都只是理想状态下的拓扑，实际运用时还是得加上负反馈 ...

在双积分式AD转换电路中，往往就要采用10楼所说的用模拟开关在积分完成后短路积分电容的办法，使每次积分都是从零开始，每次积分都不进入饱和。

shaorc

maychang 发表于 2021-4-13 07:15 理想的积分电路，直流增益应该是无穷大。并联上一个电阻，降低了直流增益，已经不是理想积分电路了，只能 ...

您一直都是在提到直流增益，在这种有放大器件的电路中，如果输入只有直流信号，应该也不能起到放大作用，必须有交流信号加载在直流信号上。那为什么没有考虑到交流增益的事情呢？

maychang

shaorc 发表于 2021-4-13 08:09 您一直都是在提到直流增益，在这种有放大器件的电路中，如果输入只有直流信号，应该也不能起到放大作用， ...

『如果输入只有直流信号，应该也不能起到放大作用』

输入只有直流信号，同样有放大作用，直流放大倍数就是直流输出值与直流输入值之比。开环条件下，这个放大倍数相当大，前面已经说过了。理想运放，直流放大倍数是无穷大。

maychang

shaorc 发表于 2021-4-13 08:09 您一直都是在提到直流增益，在这种有放大器件的电路中，如果输入只有直流信号，应该也不能起到放大作用， ...

『那为什么没有考虑到交流增益的事情呢？』

理想积分电路，交流放大倍数应该严格地随频率增加而减少，而且必须是频率增加二倍，放大倍数减少到二分之一。实现这样的频率特性，全靠积分电容(电容的容抗与频率成反比)。这才是积分电路。

Gen_X

纯RC得到的三角波每个边不直，带有充放电特征，

而通过运放得到的是积分过程，即线性变化的。

两个的传递函数完全不同！

shaorc

maychang 发表于 2021-4-13 07:15 理想的积分电路，直流增益应该是无穷大。并联上一个电阻，降低了直流增益，已经不是理想积分电路了，只能 ...

通过本帖我知道运放负反馈电阻的运用是，降低运放直流放大倍数，防止运放输出漂移到饱和。但是在实际电路中，负反馈的网络拓扑很多，如图中的3种情况，特别是是都有一个电容和电阻串联后，再跨接在输出和反向输入端之间，这几种反馈网络怎么分析？

maychang

shaorc 发表于 2021-7-7 15:02 通过本帖我知道运放负反馈电阻的运用是，降低运放直流放大倍数，防止运放输出漂移到饱和。但是在实际电路 ...

一种方法是写出传递函数。这种方法对数学有稍高要求，而且不是很直观。

另一种方法是零点极点。大致上，反馈中单纯的一个电容如图2中C2或者图3中C4，会造成一个极点，而反馈中电阻和电容串联后造成一个极点和一个零点。不同频率的极点和零点，使得整个放大电路的频率响应(包括幅度响应和相位响应)产生变化，以适合我们的需要。

注意：三图中均未画出运放反相输入端的电阻。无论是写出传递函数还是分析零点极点，此电阻必须包括在内。最简单的放大电路，反馈仅有一个电阻，其增益也与反相输入端的电阻有关。所以此电阻绝对不可忽略。

shaorc

maychang 发表于 2021-7-7 18:53 一种方法是写出传递函数。这种方法对数学有稍高要求，而且不是很直观。 另一种方法是零点极点。大致上 ...

比如对于16楼图中，中间的图（2号电路），反馈网络中既有C2单独构成的”极点“支路，也有C3和R3串接后形成的”极点+零点“的支路，那这两条支路中的零点和极点如何配合起来工作？这个能不能举个这方面拓扑的电路例子说明？或者哪本书中有讲到这个，推荐我去看也可以。

maychang

shaorc 发表于 2021-7-7 22:20 比如对于16楼图中，中间的图（2号电路），反馈网络中既有C2单独构成的”极点“支路，也有C3和R ...

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《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，第一压缩分卷。两个分卷均下载之后再解压。

maychang

shaorc 发表于 2021-7-7 22:20 比如对于16楼图中，中间的图（2号电路），反馈网络中既有C2单独构成的”极点“支路，也有C3和R ...

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第三章和第四章。